キャッシュとRAMの主な違いは、キャッシュはCPUが頻繁に使用するデータを格納する高速メモリコンポーネントであるのに対し、RAMはCPUが現在使用しているデータやプログラムを格納する演算装置であることです。

キャッシュは、コンピュータ内の小型で高速なメモリコンポーネントです。

CPUがよく使用するデータのコピーを保持します。

一方、RAMは、現在使用中のプログラムやデータを格納する主記憶装置です。

CPUが最小限の時間でデータにアクセスできるようにします。

キャッシュはRAMより高速です。

キャッシュにデータがない場合、CPU は RAM にアクセスします。

キャッシュとは

キャッシュは、CPUが頻繁に使用するデータを保存する。

CPU はまず、必要なデータがあるかどうかキャッシュをチェックする。

RAM は高速ですが、キャッシュほど高速ではありません。

したがって、よく使うデータをキャッシュに保存しておくことは、計算速度を上げるために有効です。

図1：キャッシュとRAM

キャッシュは3種類ある。

レベル1キャッシュは最も小さなキャッシュです。

CPUやプロセッサの内部に配置されている。

そのため、CPUと同じ速度で動作する。

レベル2とレベル3キャッシュは外部にあります。

レベル2キャッシュはレベル1キャッシュより大きい。

必要なデータがレベル1キャッシュにない場合、CPUはレベル2キャッシュを確認する。

必要なデータがレベル1キャッシュとレベル2キャッシュの両方にない場合、CPUはレベル3キャッシュをチェックする。

必要なデータがこれらのキャッシュのいずれにもない場合、CPUはRAMにアクセスする。

レベル1キャッシュは、最も高速なキャッシュです。

 CPUは複数のコアを持つことができる。

コアはCPUの実行ユニットです。

各コアは、レベル1キャッシュとレベル2キャッシュを個別に持つことができる。

レベル3キャッシュは、すべてのコアで共有されます。

RAMとは

RAMは、メインメモリまたはプライマリメモリとも呼ばれます。

通常、プログラムはハードディスクに保存されます。

CPUはハードディスクにアクセスするために多くの時間を必要とします。

そこで、実行すべきプログラムをRAMに取り込み、より速く実行できるようにします。

RAMからのデータアクセスは、ハードディスクやソリッドステートドライブなどの二次記憶媒体からのデータアクセスに比べ、短時間で行えます。

図1：RAM

RAMとは、Random Access Memoryの略。

揮発性のメモリで、データを保持するために継続的な電力供給が必要。

中断や停電があると、RAMに保存されているデータが消去されることがあります。

 32ビットまたは64ビットのデータパスを持つことができます。

これは、1クロックサイクルで転送されるビットの数を指します。

より多くのRAMを搭載したコンピュータは、より高いパフォーマンスを発揮します。

RAMには、主にSRAM（スタティックRAM）とDRAM（ダイナミックRAM）という2つのタイプがあります。

DRAMはコンデンサとトランジスタで構成されています。

コンデンサは、変化、放電、論理1と論理0を表現することができます。

コンデンサには漏れ電流が流れており、コンデンサの電荷が失われます。

これにより、DRAM内のコンテンツが消去される可能性があります。

そのため、DRAMはデータを保持するために一定のリフレッシュサイクルを必要とします。

 さらに、SRAMはデータを保存するためのフリップフロップを備えています。

DRAMのようにデータを保持するためにリフレッシュサイクルを必要としません。

  SRAMは、DRAMよりも高速で高価です。

キャッシュとRAMの関係

• キャッシュはSRAMと呼ばれるRAMの一種が使用されます。

キャッシュとRAMの違い

定義

キャッシュは、データを保存して、そのデータに対する将来の要求をより速く処理できるようにするコンピュータのコンポーネントです。

RAMは、現在使用されているデータと機械コードを格納するコンピュータデータストレージの一形態です。

速度

RAMは二次記憶媒体より高速ですが、キャッシュには及びません。

コスト

RAMは高価ですが、キャッシュとしては高価ではありません。

容量

キャッシュの容量は、大容量であるRAMよりも小さい。

使用方法

キャッシュは、CPUが頻繁に使用するデータを保持します。

RAMは、CPUが現在実行しているプログラムやデータを保持する。

結論

キャッシュもRAMも揮発性メモリです。

キャッシュとRAMの違いは、キャッシュがCPUが頻繁に使用するデータを保存する高速メモリ部品であるのに対し、RAMはCPUが現在使用しているデータやプログラムを保存する演算装置であることである。

簡単に言うと、キャッシュはRAMより高速で高価です。