平成22年度秋期 ITストラテジスト 午前Ⅰ 問4

キャッシュメモリと記憶階層

ヒット・ミスの用語、確率の読み方、アクセス時間の計測区間を整理する。

この問題で問われていること

記憶階層のタイミング図を調べ、CPUの要求からデータの受取りまでを追うには、どの情報を確認すればよいか。

キャッシュメモリと記憶階層

記憶階層のタイミング図を調べ、CPUの要求からデータの受取りまでを追うには、どの情報を確認すればよいか。

確認ポイント

• キャッシュヒットとキャッシュミスはどう区別されるか調べ、問題文の確率 r がどちらに対応するか確認できるか。
• アクセス時間の計測開始点と終了点をタイミング図で調べ、CPU・キャッシュメモリ・主記憶の動作を区別できるか。
• Mバイトとナノ秒はそれぞれ何を測る単位か調べ、a・b・x・yを量の種類ごとに分類できるか。 メモリアクセスにおけるオーバヘッドの例を調べ、データの読出しと管理処理を区別できるか。

正解

イ

解説

添付の公式解答表では，問4の正解は「イ」です。平均アクセス時間は，各場合のアクセス時間を，その場合が起こる確率で重み付けして求める。キャッシュにデータが存在する確率は 1−r，存在しない確率は r なので，問題の条件では平均アクセス時間は (1−r)·x＋r·y ナノ秒となる。容量 a，b は，確率 r が既に与えられているこの計算には用いない。

添付の公式解答表では，問4の正解は「イ」です。平均アクセス時間は，各場合のアクセス時間を，その場合が起こる確率で重み付けして求める。キャッシュにデータが存在する確率は 1−r，存在しない確率は r なので，問題の条件では平均アクセス時間は (1−r)·x＋r·y ナノ秒となる。容量 a，b は，確率 r が既に与えられているこの計算には用いない。

選択肢ア

誤り。アクセス時間の重みとして，アクセスの確率に加えて容量比まで掛けている。キャッシュに存在しない確率 r が与えられているので，容量比で重みを調整する必要はない。

選択肢イ（正解）

正しい。キャッシュに存在する確率は 1−r，存在しない確率は r である。それぞれのアクセス時間 x，y に対応する確率を掛けて加えている。

選択肢ウ

誤り。キャッシュと主記憶に対応する確率が逆であり，さらに不要な容量比も掛けている。

選択肢エ

誤り。r はキャッシュに存在しない確率なので，主記憶のアクセス時間 y に対応する。キャッシュのアクセス時間 x に r を掛けると，確率の対応が逆になる。

学習のポイント

記憶階層のタイミング図を調べ、CPUの要求からデータの受取りまでを追うには、どの情報を確認すればよいか。