「CPUキャッシュが効くと速い」の意味と理由
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よくネットの質問サイトなどで「このゲームはキャッシュが効くので速い」といった書き込みが見られますが、これが何を意味しているかご存じでしょうか。
今回は、「CPUキャッシュが効く」の意味を解説してみたいと思います。
キャッシュとは最も高速なメモリ
CPUの性能を推し量る要素といえば「コア数」「スレッド数」「動作周波数」などですが、近年は「キャッシュメモリ」にも注目が集まるようになりました。
CPUキャッシュについてはご存じの方も多いと思いますが、ここで改めておさらいしておきましょう。
CPUキャッシュは、CPU内部に存在する高速なメモリであり、データの一時的な格納と迅速なアクセスを可能にします。CPUキャッシュは、主記憶装置(メインメモリ)よりも非常に高速であることから、CPUのパフォーマンス向上に重要な役割を果たしています。
一般的にCPUキャッシュは、。L1キャッシュ、L2キャッシュ、L3キャッシュという3つのレベルで構成されています。
これらのは、容量とアクセス速度によって階層的に配置されています。速く小さい順からL1→L2→L3といった具合に、容量は大きくなりながら速度はやや低下することが特徴です。
CPUキャッシュの役割は、CPUが頻繁に使用するデータや命令をキャッシュ内に保持し、高速なアクセスを可能にすることです。
PCの中には、CPUキャッシュの他にもメンメモリやストレージ(SSDなど)といった記憶装置がありますが、CPUキャッシュを作業台だと仮定するとメインメモリは隣の部屋、ストレージは庭先の小屋くらいの差があります。
同じ作業をするなら作業台の上だけで完結させたほうが遥かに速いですよね。わざわざ隣の部屋や小屋にモノを取りにいかずにすみますから。これがキャッシュがCPUの性能に貢献する理由です。
キャッシュが効く、とはどういう意味?
さてこのCPUキャッシュですが、いつも効率よく使われているわけではありません。ソフトウェアやアプリケーションの作りによって、使われ方が違います。
なので、CPUキャッシュをしっかり使うような作りになっている構造になっていれば「キャッシュが効く」と言えるわけです。
キャッシュが効くかどうかはCPU側ではなく、処理対象となるソフトウェアやアプリケーション側の都合で左右されるわけですね。
特にゲームの分野ではキャッシュが効くかどうかの差が激しく、キャッシュをしっかりと使うようなタイトルではCPUキャッシュの性能がモロに出ます。
ゲーム用途でコスパ最強クラスといわれる、AMDのRyzen 7 5800X3Dや7800X3Dは、独自の階層構造状キャッシュ「3D V-Cache」を採用しているため、キャッシュが効くタイトルでは上位モデルを喰う勢いで動きます。
しかし、キャッシュがそれほど効かないタイトルではごく普通の8コアCPUになってしまうので、ゲームにおけるキャッシュの効果がよくわかります。
ちなみにRyzen 7 7800X3Dは通常モデル(7700X)に比べてL3キャッシュが3倍にも大容量化されており、まさに「キャッシュ特化」なCPUです。
総合力のIntelだがキャッシュ性能でRyzenも負けていない
第12世代Coreシリーズ以降、Intelはかつての輝きを取り戻したと言えるでしょう。異なる性質のコアをひとつのCPUに同時搭載し、状況に応じて電力とパフォーマンスのバランスをとる仕組みは素晴らしいです。
しかし、Ryzenも3D V-Cacheであれば、ゲーム用途でIntelに引けを取りません。ミドルレンジならば未だにRyzen 7 5800X3Dのコスパがかなり良いので。
キャッシュの威力を存分に活かせるタイトルならば、安く早いゲーミングPCを手っ取り早く実現できそうです。