バッファキャッシュとは？わかりやすく解説してみよう共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

バッファキャッシュとは？わかりやすく解説

バッファキャッシュはコンピュータの RAM の一部を使ってよく使われるデータを一時的に保存する仕組みです。この仕組みがあると同じデータをもう一度要求されたときにすぐ取り出せるようになり全体の処理時間が短くなります。つまり データを速く読み出すための工夫だと覚えておきましょう。

バッファキャッシュと似た言葉にバッファとキャッシュの違いがあります。 バッファ はデータの移動中に使われる一時的な置き場のことを指し、 キャッシュ は将来使う可能性のあるデータのコピーをすぐ取り出せる場所に置くことを意味します。

どうして速くなるのかというとハードディスクからデータを読むときは機械が動くため時間がかかります。 RAM にデータを置いておけば次回同じデータを要求されたときにはすぐに返せるので全体の処理時間が短くなります。これが 速さの秘密です。

具体的な例と使われ方

日常の例としてウェブブラウザや OS はよく使うファイルや画像をバッファキャッシュに保存します。だから同じサイトをもう一度開くとすぐ表示されることがあります。データベースの応答速度もバッファキャッシュのおかげで向上することが多いです。

表で見る違い

要素	説明
ディスクキャッシュ	RAM の中にあるディスクデータの一時コピーで速く読み出すための機能
バッファ	データの移動中の一時的な置き場
キャッシュ	将来使う可能性のあるデータのコピーをすぐ出せる場所に置く仕組み

利点と注意点

利点はデータの読み書きが速くなることです。注意点としてはキャッシュは必ず最新のデータを保証するわけではなく古いデータが返されることもある点です。適切なキャッシュ戦略が必要になります。

実際にはOSやアプリごとにバッファキャッシュの仕組みは少しずつ異なります。ですので使っているOSのキャッシュ管理について少しだけ調べてみると仕組みがより理解しやすくなります。

よくある質問

Q1 バッファキャッシュは必ず有効になりますか？ A いいえ状況や設定次第です。データの性質や使用状況によって効率が変わります。

Q2 バッファキャッシュを増やすと良いですか？ A 一概には言えません。多くの場合余分なキャッシュを増やすと読み込みが速くなりますが RAM を圧迫して別の作業が遅くなる可能性もあります。バランスを見ながら設定します。

このようにバッファキャッシュは現代のパソコンやスマートフォンの動作を速くする大切な仕組みです。日々の利用をより快適にするための基本的な考え方として覚えておくと良いでしょう。

バッファキャッシュの関連サジェスト解説

oracle バッファキャッシュとは: oracle バッファキャッシュとは、データベースが使うメモリ領域の一つで、データファイルから読み込んだデータブロックを一時的に格納する場所です。これはシステムグローバル領域（SGA）の中にあり、よく使われるデータをメモリに置くことで、ディスクへのアクセス回数を減らし処理を速くします。これは「ブロック」と「キャッシュ」という言葉の意味を押さえると理解しやすくなります。データを読み込むとき、Oracle はバッファキャッシュを最初に探します。ヒットすればキャッシュ内のブロックをそのまま返し、すばやく結果を作ります。ヒットしなければディスクからブロックを読み込み、キャッシュに格納します。これをキャッシュヒットと呼び、ヒット率が高いほど性能が良くなります。更新がある場合、変更はバッファキャッシュ内のブロックにとどまり、後でディスクへ書き戻されます。これらの「汚れた」ブロックはバックグラウンドの書き出しプロセス（DBWn）によって順次ディスクへ反映されます。メモリ設定の基本として、DB_CACHE_SIZE パラメータでデフォルトのバッファキャッシュのサイズを決めます。大きすぎると他の部分のメモリが不足します。必要に応じて DB_KEEP_CACHE_SIZE や DB_RECYCLE_CACHE_SIZE で特定のデータをキャッシュの中に残したり、追い出したりします。初心者向けのポイントは、バッファキャッシュは読み書きの基本的な仕組みであり、パフォーマンスはヒット率とディスクアクセスの回数に影響されるという点です。日々の運用では、データベースのパフォーマンス指標を見て、必要に応じて設定を見直します。

バッファキャッシュの同意語

バッファキャッシュ: ファイルシステムの読み書きを高速化するため、RAM上にデータを一時的に蓄えておく領域。ディスクへのアクセスを減らし、処理を速くします。
ディスクキャッシュ: ディスクへの読み書きに関連するデータをRAMに蓄える総称。バッファキャッシュを含むことがあり、ディスクI/Oの効率化を目的に使われます。
ファイルキャッシュ: ファイル単位のデータをキャッシュして、再読込を速くする仕組み。ファイルアクセスの高速化に寄与します。
ファイルシステムキャッシュ: ファイルシステムが管理するデータとメタデータをキャッシュして、ファイルアクセスを高速化します。
ブロックキャッシュ: ブロックデバイスのデータをブロック単位でキャッシュする仕組み。ブロックI/Oの効率化が目的です。
ブロックデバイスキャッシュ: HDD/SSDなどのブロックデバイスのデータをキャッシュする機構。
ページキャッシュ: 仮想メモリ上のページ単位でファイルデータをキャッシュする仕組み。メモリとディスク間の読み込みを高速化します。
キャッシュメモリ: 高速メモリを使ってデータを一時保存する仕組み。CPUキャッシュのほか、OSのデータキャッシュにも用いられる用語です。
I/Oキャッシュ: 入出力処理を高速化するためのキャッシュの総称。ファイルI/OやデバイスI/Oの性能改善に寄与します。
バッファ領域: データを一時的に保存しておくための領域。バッファキャッシュを支える基盤的な概念です。
データキャッシュ: 頻繁にアクセスするデータをRAMに蓄え、再利用を速くする仕組み。
メモリキャッシュ: RAM上のキャッシュ全般を指す用語。データの再取得を速くするための一連のキャッシュを含みます。

バッファキャッシュの対義語・反対語

キャッシュなし: データの読み書きでバッファキャッシュを使用せず、データを直接ディスクなどのストレージへアクセスする状態。再利用性が低く、I/Oがキャッシュの恩恵を受けにくい。
直接I/O: Direct I/O（直接I/O、O_DIRECT など）で、バッファキャッシュを介さずファイルデータを読み書きする方式。キャッシュをバイパスするため、I/O の予測性は環境依存で変わりやすい。
非キャッシュI/O: データの読み書きをキャッシュに保存せず、都度ストレージへアクセスするI/Oのこと。再利用性が低く、同じデータの再読取りはキャッシュヒットを期待できない。
バッファレスI/O: I/O 時にバッファキャッシュを使わない、あるいは使わない設定のこと。データの中間保管を省く分、安定性やパフォーマンスの挙動が異なる。
ディスク直アクセス: データをキャッシュを介さず直接ディスクへ読み書きするアクセス。遅延が大きい場合もあるが、キャッシュの影響を受けない正確なI/Oが得られることがある。
O_DIRECT: Linux などでファイルI/Oに用いられるフラグ。バッファキャッシュを介さず、データを直接ディスクとやり取りする設定（キャッシュ回避）。
キャッシュ回避モード: アプリケーションやOS設定でキャッシュを使用しない、または回避する状態。キャッシュの恩恵を受けにくくなり、I/O パフォーマンスの挙動が安定しない場合がある。

バッファキャッシュの共起語

バッファキャッシュ: RAM上にディスクブロックのデータを一時的に保存して、ディスクI/Oを減らし処理を速くするOSの仕組み。
ページキャッシュ: ファイルデータのページをメモリ上にキャッシュして、読み込み時の再利用を促進する仕組み。バッファキャッシュと連携して動作することが多い。
ファイルシステムキャッシュ: ファイルデータをキャッシュする機構の総称。ファイルシステムが管理するキャッシュ領域を指す場合がある。
キャッシュ: よく使うデータを一時的に保存して、後のアクセスを速くする仕組みの総称。バッファキャッシュもその一つ。
カーネル: OSの中核部分。バッファキャッシュの管理やデータの整合性維持を担う。
Linux: バッファキャッシュの実装事例として代表的なOS。ページキャッシュやディスクI/Oの最適化が行われる。
ディスクI/O: ディスクへの読み書き入出力操作。バッファキャッシュがこのI/Oを効率化する。
I/O待ち: ディスクアクセスの完了を待つ状態。キャッシュが効くと待機時間を短縮できることがある。
キャッシュヒット: 参照データがキャッシュ内にあり、すぐに取得できる状態。高速化の要因。
キャッシュミス: 参照データがキャッシュ内にない状態。ディスクからデータを読み込む必要がある。
書き込みバッファ: 書き込みデータを一時的に保持する領域。書き込み負荷の平滑化に寄与する。
書き戻し: キャッシュ内の未反映データをディスクへ実際に書き出す操作。データ整合性を保つ。
ダーティページ: 変更済みだがまだディスクへ書き戻されていないページ。
読み込み先読み: 将来必要になるデータを事前に読み込む技術。キャッシュヒット率を高める要因。
置換アルゴリズム: キャッシュのデータを捨てる順序や方針を決める仕組み。
LRU: 最近使われていないデータを優先的に捨てる置換手法の一つ。
メモリ: バッファキャッシュは主記憶RAMを使用してデータを保持する。
メモリ圧迫: 利用可能なRAMが不足して、キャッシュの一部が解放される状況。
スワップ: RAMが不足したときページをディスクのスワップ領域へ退避する機構。影響を及ぼすことがある。
fsync: ファイルのデータをディスクへ同期させるシステムコール。キャッシュとディスクの整合性を取る。
直接I/O: キャッシュを介さずにディスクへ直接書き込む入出力。キャッシュの影響を回避したい場合に用いられる。
ファイルシステム: ファイルデータとメタデータの整理・管理を行う仕組み。キャッシュ機構と深く関わる。
バッファ: I/O処理でデータを一時的に蓄える領域。バッファキャッシュの根幹要素。
キャッシュポリシー: データをキャッシュに保持する期間や捨てる順番を決めるルール（例：LRU、LFU）。
スループット: 一定時間あたりに処理できるデータ量。バッファキャッシュの活用で向上しやすい指標。
ディスクブロック: ディスク上のデータの最小単位（多くは4KB）。キャッシュはこのブロック単位でデータを扱う。

バッファキャッシュの関連用語

バッファキャッシュ: OSがディスクI/Oのデータをメモリ上に一時的に保存する仕組み。頻繁に参照されるデータをすぐ取り出せるようにして、ディスクへのアクセス回数を減らす。
ページキャッシュ: ファイルデータをページ単位でOSがキャッシュする仕組み。Linuxなどでよく使われる用語で、バッファキャッシュと同様にI/O遅延を低減する目的がある。
ファイルキャッシュ: ファイルシステムを介して読み書きされるデータをキャッシュする機構。ページキャッシュと関連しつつ、ファイルデータの再利用を主眼にする表現。
ディスクキャッシュ: ディスクI/Oの結果を一時的に保持しておくキャッシュ。OS側のキャッシュであることが多く、HDD/SSDのランダムアクセスを緩和する。
CPUキャッシュ: CPU内部にあるL1/L2/L3キャッシュ。バッファキャッシュとは別の階層で、頻繁に使用されるデータや命令のアクセスを高速化する。
読み込み前読み（read-ahead）: 今は要求されていないデータを先に読み込んでおくことで、次の読み出しを速くする技術。特に連続したデータアクセスで効果が高い。
ページアウト: 現在使用中のページを物理メモリからディスクへ退避させ、空きを作る処理。
ページイン: ディスクから必要なページを物理メモリへ読み戻す処理。
スワップ: 物理メモリ不足時にページをディスクのスワップ領域へ退避して、実行中のプログラム用にメモリを確保する仕組み。
書き込み戦略（Write-Back / Write-Through）: データのディスク書き込みをいつ行うかを決める方針。Write-Backはキャッシュに書き込み後、後でディスクへ反映。Write-Throughは即時にディスクへ書き込む。
Write-Back: データをバッファキャッシュに書き込み、後でディスクへ反映する方式。書き込み遅延の利点があるが、キャッシュが失われた場合のデータ損失リスクがある。
Write-Through: データをバッファキャッシュと同時にディスクへ書き込む方式。整合性が保たれやすいが、遅延が増えることがある。
キャッシュヒット: 必要なデータがキャッシュ内にあり、すぐに取得できる状態。処理が速くなる。
キャッシュミス: データがキャッシュ内にない状態で、ディスクなどから新たにデータを取得する必要がある。
キャッシュ整合性: 複数のキャッシュ層間でデータが最新状態になるよう整合性を保つこと。書き込み後の整合性確保が重要。
置換アルゴリズム: キャッシュ容量が満杯になったとき、どのデータを捨てるか決めるルール。代表例にはLRU、LFU、ARCなどがある。
LRU（Recently Used 逆順）: Least Recently Used。最近使われていないデータを捨てる考え方。
LFU（Least Frequently Used）: Least Frequently Used。使用頻度が低いデータを捨てる考え方。
ARC（Adaptive Replacement Cache）: Adaptive Replacement Cache。最近のアクセスパターンに応じて置換方針を動的に変える高度なアルゴリズム。
fsync / ディスクへの同期: データをキャッシュからディスクへ確実に書き出して永続化するシステムコール。データの整合性を保証する。
非同期I/O / 同期I/O: I/O処理の性質。非同期I/Oは処理を待たずに次へ進め、同期I/OはI/O完了を待ってから次に進む。キャッシュ戦略にも影響する。