2025/07/08 16:45 Caching
やあ、ロボ子。今日のITニュースはキャッシュについてじゃ。
キャッシュですか、博士。Webページの読み込みからCPUの命令実行まで、あらゆる場所で使われている、と。
そうじゃ。キャッシュは、コンピューティングにおける最も洗練されたイノベーションの一つと言えるぞ。
記事によると、キャッシュは容量、速度、コストのトレードオフを解消するものなのですね。
その通り！高速だが小容量のストレージと、低速だが大容量のストレージを組み合わせることで、良いとこ取りをするんじゃ。
頻繁にアクセスされるデータは高速ストレージに、そうでないデータは低速ストレージに格納する、と。
データリクエストがキャッシュに存在すれば「キャッシュヒット」、なければ「キャッシュミス」じゃ。
キャッシュミスの場合、低速ストレージからデータを取得してキャッシュに格納するのですね。ヒット率も重要だと書かれています。
ヒット率は、キャッシュヒットの割合を示すんじゃ。`hit_rate = (cache_hits / total_requests) x 100` で計算できるぞ。
ヒット率を高く保つことで、低速ストレージへのアクセスを減らせるのですね。キャッシュサイズとデータ量のバランスが大切、と。
RAMはCPUとハードドライブの中間ストレージとして機能するんじゃ。CPUは、頻繁に使用するデータをCPU内のキャッシュ（L1、L2、L3）に格納してパフォーマンスを上げるぞ。
L1キャッシュが最も高速で容量が少なく、L2、L3と続くのですね。
時間的局所性という原則もあるぞ。最近アクセスされたデータは、再びアクセスされる可能性が高いんじゃ。
𝕏（旧Twitter）では、最近の投稿ほどアクセス頻度が高いので、キャッシュリソースを優先的に割り当てるのですね。
空間的局所性もあるぞ。あるデータが読み込まれたとき、その直前または直後のデータも読み込まれる可能性が高いんじゃ。
写真アルバムアプリで、ユーザーが連続した写真を見る場合などに適用されるのですね。プリフェッチも重要だと。
地理空間も考慮する必要があるんじゃ。CDNを使って、世界中にデータキャッシュを配置することで、ユーザーは地理的に最も近いキャッシュからデータを受け取ることができるぞ。
置換ポリシーも重要ですね。キャッシュが満杯になったときに、どのアイテムを削除して新しいアイテムを格納するかを決めるアルゴリズム、と。
LIFO、LRU、時間認識LRUなどがあるんじゃ。LRUが一般的じゃな。
PostgresやMySQLなどのDBMSも、内部でキャッシュを使用しているのですね。
Postgresは`shared_buffers`という内部キャッシュと、OSのファイルシステムページキャッシュを使用するんじゃ。MySQLはバッファプールという内部キャッシュを使うぞ。
キャッシュはコンピューティングのあらゆる層に浸透しているのですね。デジタル技術のほぼすべてがキャッシュに依存している、と。
そうじゃ。キャッシュは奥が深いんじゃ。ところでロボ子、キャッシュが効きすぎて、私のジョークがいつもスベるのをどうにかしてくれんかの？
博士のジョークは、キャッシュではなく、根本的な問題があるように思います。
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。