記憶階層（メモリ階層構造）とは？きおくかいそう
記憶階層（メモリ階層構造）とは、アクセス速度・容量・ビット単価の異なる記憶装置を、速い順に積み上げて使い分ける設計思想。レジスタ、キャッシュ、主記憶、補助記憶と下るほど遅く安く大きくなり、参照の局所性を頼りに、上位へ置いた少量のデータで大半のアクセスを吸収させる。
最終更新：2026-10-06
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速い記憶ほどビット単価が高い、という物理と経済の制約は今も動いていない。全部を最速のメモリで組めば価格が成立せず、全部を安いメモリで組めば性能が出ない。プログラムの参照が時間的・空間的に偏るという経験則があるからこそ、少量の高速メモリで平均アクセス時間を実用域まで下げられる。その前提が崩れる処理（毎回離れた番地を触る、周期ごとに違う経路を通る）をどう扱うかまでが設計判断になる。
具体例
MCUでは階層がそのままメモリマップに現れる。Arm Cortex-Mのレジスタ、コアに直結して待ちのないTCM、内蔵SRAM、待ちサイクルの入る内蔵フラッシュ、外部SDRAM、eMMCという並びで、上へ置くほど速いが容量も単価も厳しい。制御周期に効くルーチンとその作業領域を上位へ寄せる配置が、リンカスクリプトを書く際の中心的な判断になる。
試験での引っ掛け
上位ほど高速・小容量・高単価、下位ほど低速・大容量・低単価という向きを逆に覚えない。平均アクセス時間が縮んでも最悪アクセス時間は縮まないので、締切のある処理にとっては階層の存在自体がジッタ源になる。仮想記憶は容量を補助記憶で見せかける仕組みで、速度のための階層とは目的が違う点も混ざりやすい。
関連用語
出典・参考
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。