L1キャッシュとは何ですか？

レベル1またはL1キャッシュは、コンピューターのパフォーマンスを促進するために中央処理装置（CPU）に組み込まれた特別な非常に高速なメモリです。 頻繁に使用されるデータのビットをL1キャッシュにロードすることにより、コンピューターは要求をより速く処理できます。 ほとんどのコンピューターにはL2およびL3キャッシュもあり、L1キャッシュよりも低速ですが、ランダムアクセスメモリ（RAM）よりも高速です。

標準のプラッタハードドライブからプログラムまたはファイルを要求する場合、デバイスは、針が蓄音機レコードを読み取る方法とほぼ同様に、ヘッドメカニズムをプラッタ上でスライドさせて情報を内部ディスクで検索する必要があります。 ただし、ディスクドライブの場合、複数のプラッターがあり、ヘッドは磁気を帯びており、非常に高速で読み取ります。 それにもかかわらず、標準のハードドライブは、コンピューターで最も低速なストレージデバイスであり、コンパクトディスクドライブは別としてあります。

通常、RAMはハードドライブよりもはるかに高速であるため、RAMは非常に高速であると考えています。 RAMは、コンピューターの起動時にアクティブになる一時的な保持領域です。 通常、コンピューターには1〜4ギガバイト（GB）のRAMが搭載されています。 頻繁に要求されるプログラム、ファイル、画像、およびその他のアイテムをRAMにロードすることにより、コンピューターは後続の要求で情報を取得するためにハードドライブを検索する必要がなくなります。

これは優れた戦略ですが、CPUはRAMよりも高速に動作し、速度を上げるために、L1、L2、およびL3キャッシュを、RAMでどのリクエストが行われるかを予測し、そのデータを保持します。準備完了。 要求が来ると、CPUは最初にL1キャッシュをチェックし、次にL2およびL3キャッシュ（存在する場合）をチェックします。 CPUがキャッシュで要求されたデータを見つけるとキャッシュヒットになり、見つからない場合はキャッシュミスになり、RAMが次に検索され、続いてハードドライブが検索されます。 目標は、ヒットを最大化し、パフォーマンスを低下させるミスを最小限にすることです。

今日、L1キャッシュはCPUに組み込まれていますが、古いPCのCPUとともに存在する場合もあります。 L2キャッシュは、L3キャッシュとともにCPUに組み込むか、マザーボード上に存在させることができます。 場合によっては、L3キャッシュもCPUに組み込まれています。 RAMとは異なり、キャッシュは拡張できません。