令和2年度10月 プロジェクトマネージャ 午前Ⅰ 問4

高速化技術の対象を見極める

記憶装置に関する高速化技術は名称が似ていても、どの装置のどんな遅さを補うためのものかが異なります。問題に登場する技術が、主記憶そのものへのアクセスを対象にしているのか、別の装置を対象にしているのかという一点に絞って整理してみましょう。

この問題で問われていること

問われているのは技術名の暗記よりも、その技術がCPUと記憶装置の間のどこに働きかけ、何を工夫して待ち時間を減らしているかという位置づけです。対象となる装置と工夫の中身を切り分けて考えることが判断の軸になります。

視点

記憶装置の高速化技術は、どの装置とどの装置の間の速度差を補うのかという対象で区別できます。技術名や言葉の印象だけで判断すると、別の装置向けの技術と取り違えやすくなります。まず各技術が働きかける対象を一つずつ確かめると、仕組みの違いを整理しやすくなります。

確認ポイント

• その技術が働きかけている装置は、主記憶なのか、それ以外の記憶装置なのかを確認する
• その技術が、どの装置とどの装置の間の速度差を補おうとしているのかを確認する
• 用語の響きだけで判断せず、対象となる装置を根拠に説明できるかを確認する

正解

エ

解説

メモリインタリーブは、主記憶を複数の独立したグループ（バンク）に分け、各バンクに交互にアクセスすることでアクセス処理を重ね合わせ、主記憶へのアクセスを高速化する技術です。したがって正解はエです。

理由

主記憶は、1回アクセスした後に次のアクセスを受け付けられるようになるまで時間がかかります。メモリインタリーブでは、主記憶を独立して動作する複数のバンクに分け、連続するアドレスを異なるバンクに割り当てます。あるバンクが処理中でも別のバンクへのアクセスを始められるため、処理が重なり合い、主記憶全体としての実効的なアクセス速度が上がります。

比較

アは磁気ディスクへのアクセスを高速化するディスクキャッシュ、イは主記憶のデータの一部を高速なメモリにコピーするキャッシュメモリの説明です。ウは1回のアクセスを完全に終えてから次に進む逐次的な処理で、処理を重ねないため高速化にはつながりません。主記憶自体を複数のグループに分けて交互にアクセスすると述べているのは、エだけです。

選択肢ア

これは不正解だよ。CPUと磁気ディスク装置の間に半導体メモリのデータバッファを置き、磁気ディスクへのアクセスを高速化するのはディスクキャッシュの説明だよ。高速化の対象は磁気ディスクへのアクセスなので、主記憶を複数の独立したグループに分けて交互にアクセスするメモリインタリーブとは、対象も仕組みも違うんだ。

選択肢イ

これは不正解だよ。主記憶のデータの一部をキャッシュメモリにコピーして、CPUと主記憶のアクセス速度の差を埋めるのはキャッシュメモリの説明だよ。高速な記憶装置を別に置いて参照を肩代わりさせる方式で、主記憶そのものを独立したバンクに分けて交互にアクセスするメモリインタリーブとは仕組みが違うんだ。

選択肢ウ

これは不正解だよ。アクセス要求、データの読み書き、後処理がすべて終わってから次のメモリアクセスに移るのは、1回ずつ順番に処理する方式だよ。これでは毎回前のアクセスの完了を待つことになり、処理を重ねられないので高速化にはつながらないんだ。メモリインタリーブは、この待ち時間の間に別のバンクへアクセスすることで待ちを隠す技術だよ。

選択肢エ（正解）

これは正解だよ。主記憶を複数の独立したグループ（バンク）に分け、連続するアドレスを各バンクに割り当てて交互にアクセスするのがメモリインタリーブだよ。あるバンクがアクセス後の処理をしている間に別のバンクへのアクセスを始められるので、処理を重ね合わせて主記憶へのアクセスを高速化できるんだ。

学習のポイント

ディスクキャッシュ、キャッシュメモリ、メモリインタリーブが、それぞれ何をどのように高速化するのかを区別しましょう。