問66
頻出度★★☆
PCのキャッシュメモリを説明したものはどれか。
平成22年度 春期 ITパスポート試験 問66
テクノロジ系コンピュータ構成要素 › メモリ
この問題の解説と、これまでの解答の記録です。
解説
問 66
- ア
正解 正解はア。キャッシュメモリとは、CPU コア (演算装置) と主記憶 (メインメモリ) の間に置かれる、小容量だが非常に高速なメモリのことである。CPU の動作速度に比べて主記憶の読み書きは遅く、そのままでは CPU が主記憶の応答を待つ時間が無駄になる。そこで、一度使ったデータや命令、これから使う可能性の高いデータをキャッシュメモリに写しておき、次に同じデータが必要になったときは主記憶まで取りに行かずキャッシュから読み書きする。これによって主記憶へのアクセス回数が減り、実効的なメモリアクセス時間が短くなって処理性能が上がる。アの「CPU コアと主記憶の間にあって, データを高速に読み書きするためのメモリ」は、この置かれる位置 (CPU と主記憶の間) と目的 (高速な読み書き) の両方を正しく述べており、キャッシュメモリの定義そのものである。なお実際の PC では L1・L2・L3 のように階層化され、CPU に近いキャッシュほど高速で容量が小さい。
不正解イ
「同じ内容のデータを同時に 2 か所に記録して, 信頼性を高める」のはミラーリングの説明である (記憶装置なら RAID1、主記憶なら メモリミラーリング)。同じデータを二重に持つことで一方が故障してももう一方で処理を続けられる、という信頼性 (可用性) 向上の仕組みであり、目的が「速度」ではなく「信頼性」である点でキャッシュメモリとは異なる。キャッシュメモリは二重化のための領域ではない。
不正解ウ
「主記憶容量を超える大きさのプログラムでも動作させることができる仕組み」は仮想記憶 (仮想メモリ) の説明である。主記憶に入りきらない部分を補助記憶 (ハードディスクや SSD) 上に退避し、必要になったときに主記憶へ読み戻す (ページング/スワッピング) ことで、見かけ上の主記憶容量を拡大する。目的は「容量の拡大」であって「速度差の吸収」ではなく、しかも遅い補助記憶を使うため速度はむしろ低下する。キャッシュメモリとは逆方向の技術である。
不正解エ
「主記憶を複数のブロックに分割することによって, 同時アクセスを可能にする」のはメモリインタリーブの説明である。主記憶自体を複数のバンクに分け、連続するアドレスを別々のバンクに割り当てて並列にアクセスすることで主記憶の実効転送速度を上げる技術であり、高速化の対象・場所が主記憶の内部である。CPU と主記憶の間に別の高速なメモリを置くキャッシュメモリとは仕組みが異なる。
ここがポイント
- キャッシュメモリ = CPU と主記憶の動作速度差を埋めるため、両者の間に置く小容量・高速の緩衝メモリ。よく使うデータを保持して主記憶へのアクセス回数を減らし、実効アクセス時間を短縮する。L1・L2・L3 と階層化され、CPU に近いほど高速・小容量。
- 記憶に関する紛らわしい用語の区別: キャッシュメモリ (速度差の吸収) / 仮想記憶 (主記憶容量の見かけ上の拡大) / メモリインタリーブ (主記憶を複数バンクに分けて並列アクセス) / ミラーリング (二重書込みによる信頼性向上)。目的が「速度」か「容量」か「信頼性」かで切り分けると迷わない。
用語