ITパスポート 試験情報＆徹底解説

主記憶は補助記憶と比べ高速だがCPUと比較すると随分と動作が遅く、この速度差からCPUが主記憶にアクセスしている間はCPUに待ち時間が生じ、処理効率の低下を招いてしまいます。
キャッシュメモリは、主記憶とは異なる半導体を使用した非常に高速にアクセスできるメモリで、上記のようなCPUと主記憶の速度差を埋め、CPUの処理効率を向上させる役割をもっています。

現在のコンピュータシステムでは、1次，2次，3次というように複数のキャッシュメモリを併用して実装されていることがほとんどです。このようにキャッシュメモリを階層構造にする場合、CPUに近づくにつれて使用されるメモリの速度は速く、容量は小さくなっていきます。

まずCPUは、最もCPUに近い1次キャッシュに目的のデータがあるか確認し、データが存在しなければ2次キャッシュ，3次キャッシュというように1つずつ遠くのキャッシュにアクセスしていきます。どのキャッシュメモリにデータが存在しなかったときには主記憶へのアクセスが行われます。

• キャッシュメモリは、一般的にCPUに近い位置であるほど高速で、容量の小さいものが使用されます。1次キャッシュは2次キャッシュよりもCPUに近いため、2次より1次のほうが速いメモリが使用されます。
• 処理用途で区分されてはいません。
• 正しい。○次の数字は、CPUがアクセスする順番(CPUからの距離)を表しています。
• 1次キャッシュ，2次キャッシュともに、CPUの演算速度と主記憶の読書き速度の差を埋めるため使われます。