平成26年度秋期 ITストラテジスト 午前Ⅰ 問4

キャッシュ書込み方式を考える視点

キャッシュ書込み方式を考える際は、名称や印象ではなく、更新を受けた情報がどの範囲に関係し、利用者が状態を確認するまでの流れにどんな設計上の論点があるかを整理しましょう。

この問題で問われていること

この問題では、更新が起きた後に、関係する場所の状態をいつ・どのような観点で確認する設計なのかだけに注目し、速さや安全性など別の評価軸を混ぜずに読み比べてください。

視点

用語の暗記だけで判断せず、情報の更新と状態確認の関係を、処理の流れに沿って整理してみましょう。

確認ポイント

• 問われている対象と目的を文中から切り分ける
• 更新後に関係する状態を確認する時点を整理する
• 一つの利点だけでなく設計上の影響範囲も見直す

正解

エ

解説

ライトバック方式は、キャッシュ上のデータを更新するたびに主記憶へ書き込まず、必要になった時点で変更内容を書き戻す方式です。そのため主記憶への書込み頻度を減らせる。

理由

ライトバック方式では、プロセッサからの書込みをまずキャッシュに反映し、主記憶への反映を遅延させる。キャッシュ上の同じデータが何度も更新されても、最終的な内容をまとめて書き戻せるため、主記憶への書込み回数を抑えられる。

比較

ライトスルー方式は、キャッシュへの書込みと同時に主記憶にも書き込む。一方、ライトバック方式では一時的にキャッシュと主記憶の内容が異なることがあり、キャッシュミスなどで対象データを追い出す際に、変更済みなら主記憶へ書き戻す。

選択肢ア

これは不正解だよ。ライトバック方式では、キャッシュ上の更新を直ちに主記憶へ反映しないため、両者の内容が一時的に異なることがある。この選択肢のように一貫性を保ちながら書き込むことは一般的な管理上の課題であり、ライトバック方式を使う主目的を表していない。

選択肢イ

これは不正解だよ。ライトバック方式では、キャッシュミスなどによって変更済みのデータをキャッシュから追い出す場合、主記憶への書き戻しが必要になる。したがって、キャッシュミス発生時の書き戻しを不要にする方式ではなく、変更の有無を管理して必要な場合に反映する方式である。

選択肢ウ

これは不正解だよ。複数のプロセッサが個別にキャッシュを持つ場合、ライトバック方式では主記憶に反映されていない変更が各キャッシュに存在し得る。そのためキャッシュ間の一貫性管理が必要となり、ライトスルー方式より簡単な回路構成で実現できるとはいえない。

選択肢エ（正解）

これは正解だよ。ライトバック方式は、プロセッサの書込みをまずキャッシュに反映し、主記憶への書込みを後の必要な時点まで遅らせる。同じキャッシュラインへの複数回の更新をまとめて書き戻せるため、プロセッサから主記憶への書込み頻度を減らせる。

学習のポイント

ライトスルー方式との違いを、主記憶への書込みタイミングと回数で整理する。