【インターネット専門用語No.30】今更聞けない！キャッシュをサクッと解説

キャッシュについて詳しく知りたい方へ向けて、簡単でわかりやすく説明した記事をまとめました。この記事を読めば、キャッシュがどのように機能し、日常的にどのように活用されているかが理解できるようになります。

Table of Contents

キャッシュとは？

キャッシュとは、データを一時的に保存しておく仕組みで、再利用することで処理を高速化する役割があります。インターネットでは、Webページや画像などのデータをキャッシュに保存することで、次回訪れる際の読み込み時間を短縮します。

わかりやすい具体的な例

わかりやすい具体的な例1

例えば、あなたがウェブサイトを訪れた際、ページを表示するために多くのデータが必要ですが、次回そのページを開いたときには、以前表示したデータがすでに保存されているため、ページはより速く表示されます。

graph LRA[ユーザーがWebページにアクセス] --> B[データがサーバーから取得]B --> C[データがキャッシュに保存]C --> D[次回アクセス時、キャッシュからデータを取得]D --> E[ページが迅速に表示される]

このように、キャッシュはデータを保存して再利用することで、ウェブページの読み込み速度を大幅に向上させます。

わかりやすい具体的な例2

さらに、YouTubeなどの動画サイトでもキャッシュが利用されています。初めて動画を再生する際に少し時間がかかることがありますが、次回再生する際は、動画の一部がキャッシュに保存されているため、よりスムーズに再生されます。

graph LRA[ユーザーがYouTubeで動画再生] --> B[動画データが一時保存]B --> C[次回再生時にキャッシュから取得]C --> D[動画がスムーズに再生される]

この例でも、キャッシュが役立ち、再生時の遅延を減らしています。

キャッシュはどのように考案されたのか

キャッシュは、コンピュータの処理速度向上のために考案されました。特にインターネットが普及する過程で、データを迅速に読み込む必要性が高まり、キャッシュの技術が進化していきました。

graph LRA[コンピュータが普及] --> B[データ処理の遅延が問題に]B --> C[キャッシュの技術開発]C --> D[処理速度が大幅に向上]

考案した人の紹介

キャッシュの考案において、最初に注目された技術者は「ジョン・フォン・ノイマン」氏です。フォン・ノイマンはコンピュータアーキテクチャの父として知られ、キャッシュメモリを導入することによって、コンピュータの性能向上に大きな貢献をしました。

考案された背景

キャッシュの考案は、コンピュータの処理速度向上を目的としたものであり、当時のコンピュータでは、データを直接処理する速度が遅く、効率化が求められました。そのため、データを一時的に保存する方法が必要とされ、キャッシュの技術が生まれました。

キャッシュを学ぶ上でつまづくポイント

キャッシュを理解する際に、しばしば「キャッシュとメモリの違い」が混乱を招きます。キャッシュはデータの一時的な保存場所であり、メモリはアプリケーションが直接使用する作業領域であるため、その役割が異なります。

キャッシュの構造

キャッシュは、メインメモリとは異なり、アクセス速度が速い記憶装置として機能します。通常、キャッシュはプロセッサとメインメモリの間に配置され、データの読み書きが高速に行えるよう設計されています。

graph LRA[プロセッサ] --> B[キャッシュメモリ]B --> C[メインメモリ]

キャッシュを利用する場面

キャッシュは、ウェブブラウザ、アプリケーション、サーバーなど、さまざまな場面で活用されており、効率的にデータを扱うために不可欠な技術です。

利用するケース1

例えば、ウェブサイトを訪れるとき、キャッシュを利用することで、同じ画像やスタイルシートを毎回ダウンロードする手間が省け、ページの読み込みが速くなります。

graph LRA[ウェブページ表示] --> B[画像などがキャッシュに保存]B --> C[次回表示時にキャッシュから読み込み]C --> D[速やかにページが表示される]

利用するケース2

オンラインショッピングサイトでのキャッシュ利用の一例として、商品ページの読み込みを速くするために、キャッシュに商品画像や詳細情報を保存することがあります。

graph LRA[商品ページアクセス] --> B[商品情報がキャッシュに保存]B --> C[次回アクセス時に速やかに表示]

さらに賢くなる豆知識

キャッシュの管理方法には、強制的に更新する「キャッシュクリア」があります。ブラウザでキャッシュをクリアすることで、最新のデータを取得できますが、通常は自動で更新されるため、あまり頻繁には行う必要はありません。

あわせてこれも押さえよう！

キャッシュを理解する上で、あわせて学ぶべきインターネット専門用語を5つ挙げ、それぞれ簡単に解説します。

HTTPキャッシュ

HTTPキャッシュは、ウェブサーバーとクライアント間でのデータ転送を効率化するために使用されるキャッシュ技術です。

プロキシキャッシュ

プロキシキャッシュは、ネットワーク内でデータのキャッシュを共有し、複数のユーザーで同じコンテンツを効率的に使用できる仕組みです。

ブラウザキャッシュ

ブラウザキャッシュは、ウェブブラウザが訪問したページのデータをローカルに保存し、次回アクセス時に高速に表示する機能です。

サーバーキャッシュ

サーバーキャッシュは、サーバー内でデータをキャッシュすることで、同じリクエストに対して迅速に応答できるようにする仕組みです。

コンテンツ配信ネットワーク（CDN）

CDNは、コンテンツを複数のサーバーに分散してキャッシュし、ユーザーに最も近いサーバーからデータを提供する技術です。

まとめ

キャッシュを活用することで、ウェブサイトの読み込み速度やアプリケーションの処理速度を向上させることができます。日常的に使用されている技術であるため、その仕組みを理解しておくことは、ネットワーク関連の知識を深めるために重要です。