キャッシュメモリ

1. 定義
キャッシュメモリとは、CPUとメインメモリの間に配置される、高速な小容量の記憶装置です。処理速度が速いCPUに対し、メモリへのアクセスは低速であるため、頻繁に使うデータを一時的にキャッシュメモリへ置いておくことで、CPUの待ち時間を短縮し処理を高速化します。

2. 仕組みと種類
プログラムは局所的なデータに繰り返しアクセスする性質があるため、一度読み込んだデータをキャッシュメモリに保持しておけば、次回からはメモリを経由せずに高速な処理が可能です。階層構造になっており、L1、L2、L3キャッシュと複数の段階を持つのが一般的です。CPUに近いほど高速ですが容量は小さく、段階を追うごとに容量は増えますが速度は落ちるという特徴があります。

3. 試験ごとの視点
基本情報技術者試験のコンピュータ構成要素で頻出します。メモリのアクセス速度とCPU速度の差を埋める役割が問われます。ヒット率の計算や、メインメモリとのデータの整合性を保つ書き込み方式（ライトスルー方式やライトバック方式）が引っかけとしてよく狙われます。キャッシュメモリの階層構造と役割を正確に理解しておく必要があります。