キャッシュメモリ

🧾 概要

CPUコア近傍に置かれた超高速の小容量メモリ。

何ができるか

• メインメモリより数十倍高速にデータを供給する
• CPUの待機時間（メモリレイテンシ）を削減する
• 頻繁に使うデータ・命令を保持する
• ゲーム性能を大きく押し上げる（特にL3）

特徴

• L1（最速・最小）→ L2 → L3（大容量）の階層構造
• L1/L2はコア専用、L3は全コア共有が一般的
• 容量はモデルによって数KB〜100MB超
• AMDのX3D系は3D V-Cacheで大容量L3を搭載

図解

[CPU コア]
   ↓ 数 cycles
  [L1 (32〜64KB)] ← 最速
   ↓ 約 10 cycles
  [L2 (512KB〜2MB)]
   ↓ 約 30〜50 cycles
  [L3 (16〜128MB 共有)]
   ↓ 約 100 cycles
  [DDR5 メモリ]

仕組み

• 局所性原理（時間的・空間的局所性）でヒット率を高める
• ミスすると下位の階層から取り込む
• 書き込みはWrite-back/Write-through方式
• プリフェッチで将来必要なデータを先読み

構成要素 / 種別

• L1キャッシュ — 命令用とデータ用に分離
• L2キャッシュ — コア専用、中容量
• L3キャッシュ — 全コア共有、大容量
• 3D V-Cache — AMD X3D系の積層L3拡張

■ ユースケース

• 実務：ゲーム用途ではL3大容量のRyzen X3Dが優位
• 比較・選定：CPU選定ガイド

■ 関連用語

• CPU — キャッシュを内蔵する主体
• コア数 — 各コアがL1/L2を持つ
• シングルスレッド性能 — キャッシュヒット率が影響
• Ryzen — X3D派生で大容量L3

■ 関連サイト・詳細な文書

• AMD Ryzen 公式 — Ryzen各モデルのキャッシュ容量