[0431] キャッシュメモリのヒット率

平成13年度秋期 基本情報処理技術者試験より
アクセス時間 10ナノ秒のキャッシュメモリとアクセス時間 50ナノ秒の主記憶を使用した処理装置の実効メモリアクセス時間を 25ナノ秒以下にしたい。最低限必要なキャッシュメモリのヒット率は何%か。
50
60
70
80

正解

解説

 一般的に,記憶装置のアクセス時間は CPU の中心部に向かうほど速く,CPU から離れていくほど遅くなります。 コンピュータの構成要素でもっとも高速に動作しているのは CPU ですが,主記憶装置,補助記憶装置と,CPU から離れるにしたがって動作速度が急激に遅くなっていきます。

 この動作速度の格差を埋めるために,キャッシュメモリ( cache memory )が利用されます。キャッシュメモリは CPU と主記憶装置の間,主記憶装置と補助記憶装置の間など,速度格差のある装置間で動作するよう設置されます。



 キャッシュ( cache )を英和辞典で引くと,「貯蔵所,隠し場所」とあります。コンピュータ用語としては「データを(隠して)保存しておくところ」といった意味になります。キャッシュメモリへのデータ格納方法としては,ライトスルーライトバックがあります。

 データを読み出す際に,キャッシュメモリに目的のデータが存在していれば,キャッシュメモリのアクセス速度でデータを取得することが出来ます。この状態を,キャッシュヒットといいます。

 それでは問題を解いていきましょう。

 キャッシュメモリのヒット率を x とすると,キャッシュメモリからデータを読み出す確率は x,主記憶からの確率は 1 - x となります。したがって,メモリアクセス時間を 25[ナノ秒]以下にするためには,
    10[ナノ秒] × x + 50[ナノ秒] × ( 1 - x ) ≦ 25[ナノ秒]
    10x + 50 - 50x ≦ 25
    40x ≧ 25
    x ≧ 0.625
 よって,70% のウが正解となります。
※ 解説の内容は執筆時点のものであり,含まれている情報の正確性,妥当性について保証するものではありません。ご注意ください・・・

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