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2. キャッシュメモリの役割とストレージへの期待

キャッシュメモリとは、高速な処理装置CPUから主記憶装置(メインメモリやストレージ)へアクセスを行う際に、処理装置と記憶装置の性能差で生まれる応答遅延を解決するために使われています。永続的にデータを保持するストレージとは違い、電源が切れると記憶内容が失われる揮発性メモリを用いています。

よく使われるプログラムやデータをあらかじめCPU内部のキャッシュメモリへ格納しておくことで、スムーズな応答を実現しています。CPUに近いものから、1次キャッシュ、2次キャッシュ、3次キャッシュと呼ばれ、順に配置されます。例えば、最新インテルのサーバ向けCPUであるXeon(Broadwellアーキテクチャ)は、CPUコアあたり、1次キャッシュが64KB、2次キャッシュが256KB、3次キャッシュが2.5MBのメモリを装備しています。容量の大きいキャッシュで、CPUの速度にデータの読み書きが遅れないよう配慮されているのです。

次にストレージですが、1950年代にメインフレームの記憶装置としてHDD(Hard Disk Drive)が登場した際は冷蔵庫ほどの大きさでデータ容量は5MB程度だったそうです。それが年々進化を遂げ、現在では手のひらに乗る程度の小型化に数十TBの大容量化へと進みました。一方、HDDの回転速度は1分間に3,600回転、7,200回転、10,000回転、15,000回転と進化し続けましたが、ここ数年、信頼性・技術的な面から頭打ちとなり、それ以上の高速なアクセスは望めなくなりました。

こうした側面から近年では、CPUとメモリの高速化に伴い、ストレージにも高速化が求められ、これまで主流であったHDDから、フラッシュメモリを集積したSSD(Solid State Drive)への期待が膨らんでいます。

掲載日:2017年7月26日

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