多階層キャッシュ（L1・L2・L3）とは？

多階層キャッシュ（L1・L2・L3）とは、容量と速度が異なるキャッシュを段階的に配置する構成。L1はコア専用で数十KB・数サイクル、L2はコア専用または少数コア共有で数百KB、L3は全コア共有で数十MBといった構成を取る。上位ミス時のみ下位を見るので、平均アクセス時間は各段のヒット率で決まる。

たかいそうきゃっしゅ

エンベデッドシステムスペシャリスト試験の頻出用語／午前II／別名：多階層キャッシュ、L1・L2・L3、L1、L2、L3

多階層キャッシュ（L1・L2・L3）の意味

容量と速度が異なるキャッシュを段階的に配置する構成。L1はコア専用で数十KB・数サイクル、L2はコア専用または少数コア共有で数百KB、L3は全コア共有で数十MBといった構成を取る。上位ミス時のみ下位を見るので、平均アクセス時間は各段のヒット率で決まる。

L1ヒット4サイクル・L2ヒット12サイクル・L3ヒット40サイクル・主記憶200サイクルなら、L1で9割当たるだけで平均は大きく縮む。またL1は命令用とデータ用に分ける（ハーバード型）ことで、命令フェッチとデータアクセスの競合を避けている。

上位の内容を下位が必ず持つ包含（インクルーシブ）方式と、重複を持たない排他（エクスクルーシブ）方式では実効容量が変わる。平均アクセス時間の計算では、下位のヒット率が「上位でミスした場合の条件付き確率」である点を落としやすい。

最終更新：2026-08-25／解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。