物理メモリと仮想メモリの違い【前編】
いまさら聞けない「メモリがあればCPU命令が速くなる」のはなぜ？
メモリは現代のコンピュータにおいて欠かせない存在だ。CPU（中央演算装置）による処理速度の高速化を図る上で、メモリが担っている重要な役割とは何か。メモリが必要になった経緯と併せて覚えておこう。
コンピュータの構成要素として「メモリ」は欠かせない存在だ。CPU（中央演算装置）による処理速度の高速化を図る上で、メモリは重要な役割を担っている。とはいえコンピュータが開発された当初はそうではなかった。メモリが必要になった経緯を踏まえて、メモリとCPUによる処理の関係を押さえておこう。
メモリと密接に関連するローカリティ問題
コンピュータのプログラムには、タスクを反復実行するための「ループ処理」が数多く含まれる。ループ処理では同じ命令を何度も実行し、その後プログラムは別の命令に移動する。関数を呼び出すループなら、同じ関数を繰り返し実行する。
こうしたループ処理は、コンピューティングにおけるローカリティ（局所性）という特性に関係している。ローカリティとは、データや命令へのアクセスがどのように、あるいはどの程度集中しているのかを示すものだ。
ローカリティが高い場合、CPUは同じメモリアドレス空間（メモリアドレスによってアクセスできるメモリ領域）に何度もアクセスすることを意味する。CPUはその後、別のメモリアドレス空間に移動し、同じサイクルを繰り返す。
処理の高速化を考えるとき、システム全体のパフォーマンスを考慮に入れなければならない。発生頻度が比較的低いアクセスは低速でも、繰り返し発生するアクセスを高速化できれば、システム全体のパフォーマンスは向上するはずだからだ。
基本的にCPUは、メモリアドレスの順番通りに命令を実行していく。データを参照する際にもローカリティの要素は影響するものの、より重要なのはCPUのメモリアドレス空間へのアクセスのほとんどが命令に対するものだということだ。そのローカリティを生かせば、有効にアクセスを高速化することが可能だ。
繰り返しアクセスするデータは最速でアクセスできる場所に格納すべきだ。1960年代にその考え方を具現したのがメモリだった。CPUがメモリアドレス空間に順番にアクセスする際、メモリを介して必要な命令やデータを読み取れるようにすることで、比較的小さな遅延で高速なアクセスを実現できるようになったのだ。一方で低速のアクセスで問題ないデータは、HDDやテープといったストレージに格納しておけばよい。
次回は、仮想メモリが生まれた経緯やそのメリットを解説する。
TechTarget発 先取りITトレンド
米国TechTargetの豊富な記事の中から、最新技術解説や注目分野の製品比較、海外企業のIT製品導入事例などを厳選してお届けします。
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
TechTarget発 先取りITトレンド
米国TechTargetの豊富な記事の中から、最新技術解説や注目分野の製品比較、海外企業のIT製品導入事例などを厳選してお届けします。
この記事の著者
関連記事
新着ホワイトペーパー PR
-
製品資料
[株式会社うるる] 「入札市場」攻略ガイド：効率的に落札するためのポイントを徹底解説 -
製品資料
[株式会社うるる] 入札情報に特化した「販路拡大」「効率化」のためのサポートツールとは？ -
市場調査・トレンド
[株式会社うるる] 公共入札に成功する企業と失敗する企業の「5つの違い」 -
製品資料
[日本ビジネスシステムズ株式会社] 専門家が教える、Microsoft 365の「テナント統合／分離」を成功に導く秘訣 -
製品資料
[rakumo株式会社] Microsoft 365での情報埋没を防ぐ、社内ナレッジを資産化する情報ポータル活用
こんなメディアも見られています
TechTargetジャパンに関連する情報をお探しであれば、こちらのメディアもお役に立てるかもしれません。
ベンダーコンテンツ PR
From Informa TechTarget
SpecialPR
アクセスランキング
-
1
「Windows」の不要なファイルを安全に消して容量を空ける方法
-
2
ChatGPTは“検索しまくり”でGeminiは“淡泊”？ データが明かすAIの裏側
-
3
生成AIが普及しても「技術書」を手放せないエンジニアの本音
-
4
鹿島建設のDXを阻む「10年前のAWS」 安全性と自由度を両立したモダナイズ
-
5
「何から始めればいい？」 情報漏えい対策で悲鳴を上げる中小企業のリアル
-
6
Microsoft月例パッチ1400件超で過去最多 「限界点」を迎えたパッチ管理
-
7
みずほ証券が「液冷サーバ」を採用 1日3.6億件の計算を支えるための要件
-
8
PHP脆弱性「PHP2Shell」で2260万件に影響 情シスの緊急チェックリスト
-
9
損保ジャパンはなぜ「COBOL」を捨てなかったのか？ 脱メインフレームの真相
-
10
「身代金を支払う」以外のランサムウェア対策は本当にあるのか？
ホワイトペーパーランキング PR
-
1
AI駆動攻撃にどう対抗する？ 超速の攻撃からエンドポイントを保護する方法
-
2
2026年のサイバーセキュリティには何が必要か？ 最新データに学ぶ傾向と対策
-
3
経験豊富な即戦力人材に直接アプローチできる、「攻めの採用」への転換術
-
4
「IT史に名を残すシステム障害」8選
-
5
最速72分でデータが流出？ 最新の脅威トレンドや侵入手法から分かった防衛策
-
6
AI駆動開発のスピードと安全性を両立 「品質・セキュリティ管理」の実践ガイド
-
7
不審メールの経路や見せ方に変化？ 2026年夏の3事例から見えた動向と対処方法
-
8
HDDを使わない「SSDオンリー」が無謀なのはなぜ？
-
9
「標的型攻撃メール」事例・サンプル集
-
10
Microsoft 365のメールセキュリティ、3つの“死角”と追加で検討すべき対策とは
TechTargetジャパン SNS
@techtarget_itmをフォロー
インフォメーション
注目情報をチェック
TechTargetジャパンをフォロー