令和5年度 春期 午前 問10
コンピュータ構成要素
ライトスルー方式に関する問題
キャッシュメモリへの書込み動作には,ライトスルー方式とライトバック方式がある。それぞれの特徴のうち,適切なものはどれか。
- アライトスルー方式では,データをキャッシュメモリだけに書き込むので,高速に書込みができる。
- イライトスルー方式では,データをキャッシュメモリと主記憶の両方に同時に書き込むので,主記憶の内容は常にキャッシュメモリの内容と一致する。
- ウライトバック方式では,データをキャッシュメモリと主記憶の両方に同時に書き込むので,速度が遅い。
- エライトバック方式では,読出し時にキャッシュミスが発生してキャッシュメモリの内容が追い出されるときに,主記憶に書き戻す必要が生じることはない。
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✓ これが正解イライトスルー方式では,データをキャッシュメモリと主記憶の両方に同時に書き込むので,主記憶の内容は常にキャッシュメモリの内容と一致する。
解説
両方へ同時に書くので主記憶は常に最新です。
設問は、キャッシュメモリへの書込み動作について、二つの方式の特徴として適切な記述を四つから選ばせています。見分けの軸は、書いた瞬間に主記憶まで届くのか、それとも後回しにするのか、という一点です。ライトスルーは名前のとおり主記憶まで通して書く方式で、書込みのたびにキャッシュメモリと主記憶の両方へ同時に記録します。ですから主記憶の内容はいつでもキャッシュメモリと同じ状態に保たれ、食い違っている期間が生まれません。この性質をそのまま述べた記述が正解にあたります。もう一方のライトバックは、ふだんはキャッシュメモリにだけ書いておき、その行を置き換える段になってから主記憶へ反映します。書込みは速くなりますが、内容がそろっていない期間ができるため、複数のプロセッサや直接メモリ転送の装置が主記憶を直に見る場面では、常に一致している側の方式のほうが安全に働きます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アライトスルー方式では,データをキャッシュ…:キャッシュメモリだけに書き込むので高速に書込みができる、という記述です。ふだんキャッシュメモリにだけ書くのはもう一方の方式ですから、二つの方式の名前が入れ替わっています。
- ウライトバック方式では,データをキャッシュ…:両方に同時に書き込むので速度が遅い、という記述です。同時に書くのは主記憶まで通して書く側の方式ですので、ここでも二つの方式の名前が入れ替わった形になっています。
- エライトバック方式では,読出し時にキャッシ…:読出し時にキャッシュミスが発生して内容が追い出されるときに、主記憶に書き戻す必要が生じることはない、という記述です。向きが逆で、その手間が必要な点こそが後回しにする方式の弱点にあたります。
この問題の用語
- キャッシュ一度取り寄せた内容を手元に置いて、次から早く使えるようにする仕組み。CPUとメモリの間や、ブラウザ、DNSなど、さまざまな場所で使われます。
出典:令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問10
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