プリフェッチング

プリフェッチングとは、コンピュータのCPUが必要とするデータを、実際に要求が発生する前に予測的に主記憶やキャッシュへ読み込む技術を指します。この予測的読み出しにより、CPUとメモリ間のアクセス待ち時間が短縮され、全体の処理速度が向上します。プリフェッチングはハードウェアレベルの機構として実装されることが多く、命令プリフェッチとデータプリフェッチに大別されます。代表的なアルゴリズムとしては、ストライドパターンを検出するストライドプリフェッチや、過去のアクセス履歴から統計的に次の参照先を予測するヒストリベースプリフェッチが挙げられます。また、近年のマルチコア環境では、共有キャッシュを活用した協調プリフェッチが研究されています。予測が外れた場合は余分なデータ転送が発生し、キャッシュ汚染や帯域幅の無駄遣いにつながるリスクも指摘されています。