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CPUにもメモリが内蔵されてるって知ってた?

コンピューター

近年目にする機会が増えたL3というCPUのキャッシュメモリ

だからなんだって話ですが気が向いたので記事化してみました。

L◯キャッシュって何?

記事執筆現在一般的なCPUはL1~L3のキャッシュメモリを搭載しています。

数字が小さいほどCPUコアとの距離が近く処理速度が早い一方、キャッシュサイズは小さくなります。

キャッシュメモリの図

かなりアバウトですが、だいたい上図のような感じです。

L◯キャッシュがあると何がいいの?

一般的な概念としてのキャッシュと同様に、データの処理速度が向上します。

CPUメーカーのAMDが「AMD 3D V-Cache」というテクノロジーでL3キャッシュの増大化に成功し、これがゲームに有効であることからPCゲーマーを中心に人気を集めています。

しかし、ゲームに有効に働くのはあくまで副次的効果であり、8コアのCPUが24コアのCPUに様々な場面で優る性能を見せることもある1など、キャッシュメモリの多寡は非常に重要な要素です。

実際の効果

一定のデータ容量を処理させるプログラムを書いてキャッシュメモリの効果を可視化してみました。

縦軸が処理速度で横軸がデータ容量です。

  • CPU:Intel Core i7-10700K
  • L1:32KByte
  • L2:256KByte
  • L3:16MByte
CPU-Z

裏で様々なプログラムが動いているため理論値通りにはなりませんが、だいたい3段階にわけて処理速度がぐっと増加する部分があるのがわかるかと思います。

まとめ

私は大学でこれらの内容を学びましたが、プログラミング教育が必修化されている最近の子達は義務教育でこんな内容を学んだりするのでしょうか?

子どもたちもですが、先生たちも大変そうですね。

  1. https://chimolog.co/ryzen-7-9800x3d/#Ryzen_7_9800X3D%E3%81%AE%E4%BD%93%E6%84%9F%E6%80%A7%E8%83%BD%E3%82%92%E3%83%99%E3%83%B3%E3%83%81%E3%83%9E%E3%83%BC%E3%82%AF ↩︎

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