CPUについておしえてください。簡単にでいーです。

質問

ＣＰＵは人間で言う。脳みその働きと認知しているのですが、１次キャッシュとか２次キャッシュとかイメージがつきません。

回答No.7

ryonryon888 · ベストアンサー

こんばんは。
皆様それぞれに様々な「比喩表現」をお持ちで、とても参考になる質問ですね。

先の回答者様と「表現」の違いだけで「同じ事」を言っているに過ぎないのですが、私の「比喩表現」で申し上げますと、

CPU=脳みその働き（質問者様と一緒です）或いは「本棚のある机の前に座っている人間」と仮定してください。

＊以降は大きなもの（人間から遠い順）から並べてゆきます。

HDD=本棚（資料がたくさん積んであるところ）

メインメモリ=メインの机の横にある予備（サブ）の机（机が広く使える：作業効率が上がる）

2次キャッシュ=メインの机本体の大きさそのもの

1次キャッシュ=机の上で作業している目の前のスペース

となります。HDD=本棚より出した「資料」を効率よく広げておける「スペースの大きさ」がメインメモリ＞2次キャッシュ＞1次キャッシュとお考えいただいた上で、「作業している人間」にとって一番手の届きやすいものが1次キャッシュであり、次に2次キャッシュ、メインメモリ、HDD=本棚とご理解いただければ幸いです。

回答No.6

cocodoco5656

みなさんが書いているが
一番書かれていなくて
ある意味重要なこと。
多分人によっては
キャッシュが高速な
メモリならどうしてメインメモリも
その高速なメモリを使わないの?
って疑問が出てくるかもしれません。
それの答えは単純です。
そんなのでメインメモリ作ったら高い上に
FSBもそれに併せて高速な物を作らないといけないなど
コストが馬鹿高くなってしまうからです。

回答No.5

etendard

CPUの演算ユニット自体は情報（プログラム本体やデータ）を記憶する能力を持ちませんので、メモリに情報を保持しておく必要があります。

このメモリにはいくつか種類があり、高速なほうから順に一次キャッシュメモリ→二次キャッシュメモリ→メインメモリ→HDD（仮想メモリ）となります。

キャッシュメモリというのはCPUのパッケージ内に実装されているメモリのことで、これが一番高速です。キャッシュはさらに、高速で容量の小さな一次キャッシュと、低速（とはいえメインメモリに比べれば十分高速）で容量の大きな二次キャッシュに分かれています。CPUによっては三次キャッシュまで持っているものもあります。

もしキャッシュメモリに必要な情報が格納されていなければ（キャッシュヒット率というコンピュータ用語があります。必要な情報がキャッシュに存在する確率のことです）、CPUはメインメモリに情報を探しにいきます。さらにメインメモリにもなければ、HDDから必要な情報を読み出すことになります。

ですので、たとえばPentiumはCeleronよりキャッシュ容量が大きいので、高速に処理を行える割合が大きい（高速に情報にアクセスできる確率が高い）わけです。

回答No.4

96kawa

補足です。
社長の要求が予想外だった場合、秘書は書類を再度用意するのですが、最初の秘書が用意した中にあれば最低限の時間のロスで済みます。

　しかし、大きく予想が外れ、最初の秘書が用意した中にもないと余分な時間をそれだけ必要とします。

　この、大量に書類をそろえる最初の秘書が２次キャッシュ、その中から資料を選別する次の秘書が１次キャッシュです。

　キャッシュの大きさは、準備できる書類の量とと同じなので、キャッシュが大きければ大きいほど、ロスは減っていくわけです。

という、役に立つかどうかわからない補足でした。

回答No.3

96kawa

ＣＰＵを社長として、１次キャッシュ、２次キャッシュを秘書と喩えて書きます。

　キャッシュのないＣＰＵの場合、つまり秘書のいない社長さんは、次の仕事に移る際に、自分で書類などを集めてきます。

　しかし、秘書のいる社長さんは、仕事が終わると、次の仕事を予測して秘書が書類を用意してくれています。

　この秘書が二人（１次、２次）いると、最初の秘書が、多くの書類を用意し、その中から次の秘書がより重要と思える書類を用意して社長に渡します。

　しかし、社長の要求が予想外の内容だと秘書の準備は無駄となり、少し時間がかかります。

　大体こんなイメージでよいと思いますが…どうでしょうか？

回答No.2

ex_hmmt

そうだなぁ……
ある情報を保存しておくハードディスクを、紙を綴じて保管しておく、紙のファイル（キングファイルなど）と考えてください。
キングファイルに綴じたままでは読みにくいので、パソコンは情報を処理する（読んだり考えたりする）時には、一度ファイルから取り出します。
それがいわゆるメインメモリへファイルを読み出した状態だと考えてください。

さて、人間の脳には、大まかに「考える」という事と「記憶する」という働きがあります。何かを考える時には、一度その物事を頭に叩き込まなければいけません。
その叩き込んだ事は、「短期記憶」と言う記憶方法で脳内にあります。ようするに、そのときわかってればいいことをとりあえず頭に叩き込む段階、それをキャッシュだと考えると良いでしょう。

短期記憶がないと、いちいち考えるべきことをファイルから取り出した紙の上にかきつけたりして作業しなきゃいけません。筆算なんてそういう状態です。筆算よりも、頭の中で暗算する能力が高い＝短期記憶をベースに計算できる　なら、その方が早いですよね？

まぁ、簡単に説明するとそんな感じ。
で、結局計算した結果は一度紙に書き戻して（メインメモリに書いて）、その結果を記録された紙は最終的にファイルに閉じられます（ハードディスクに記録されます）。

……かなり強引にたとえたので自信なしで。

回答No.1

clear_water

その辺の感覚で答えるなら
キャッシュはメモ書きとか一時的に覚えておける量のことです