キャッシュメモリ(CacheMemory)は、CPUなど処理装置がデータや命令などの情報を取得／更新する際に主記憶装置やバスなどの遅延／低帯域を隠蔽化させ、処理装置と記憶装置の性能差を埋めるために用いる高速小容量メモリのことである。略してキャッシュとも呼ぶ。コンピュータは以前から記憶装置の性能が処理装置の性能に追いつけず、この差が全体性能に対するボトルネックとされてきたノイマンズ・ボトルネック。そしてムーアの法則に基づく処理装置の加速度的な高性能化により現在ではますますこの差が拡大されている。キャッシュメモリは、記憶階層の観点からこれを解消しようとするものである。主に、主記憶装置とCPUなど処理装置との間に構成される。この場合、処理装置がアクセスしたいデータやそのアドレス、状態、設定など属性情報をコピーし保持することで、本来アクセスすべき記憶装置に代わってデータを入出力する。
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