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応用情報技術者 2009年 秋期 午前211


問題文

キャッシュメモリのアクセス時間が 10 ナノ秒、主記憶のアクセス時間が 60 ナノ秒、キャッシュメモリのヒット率が90%であるときの、実効アクセス時間は何ナノ秒か。

選択肢

15(正解)
25
35
55

キャッシュメモリの実効アクセス時間計算【午前2 解説】

要点まとめ

  • 結論:実効アクセス時間はキャッシュヒット率とアクセス時間から加重平均で計算し、15ナノ秒となります。
  • 根拠:実効アクセス時間は「キャッシュヒット時のアクセス時間 × ヒット率 + ミス時のアクセス時間 × ミス率」で求められます。
  • 差がつくポイント:ヒット率とミス率の理解、計算式の正確な適用が合否を分けます。

正解の理由

キャッシュメモリのヒット率が90%(0.9)、ミス率は10%(0.1)です。
実効アクセス時間は以下の式で求めます。

したがって、正解はア: 15ナノ秒です。

よくある誤解

キャッシュミス時のアクセス時間をキャッシュのアクセス時間と混同し、単純に平均を取るだけで計算する誤りがあります。
また、ヒット率とミス率の合計が1になることを忘れがちです。

解法ステップ

  1. キャッシュのヒット率を確認(90% → 0.9)。
  2. ミス率を計算(1 - ヒット率 = 0.1)。
  3. キャッシュアクセス時間(10ナノ秒)と主記憶アクセス時間(60ナノ秒)を確認。
  4. 実効アクセス時間の式に代入:
  5. 計算結果を求めて選択肢と照合。

選択肢別の誤答解説

  • イ: 25ナノ秒
    ヒット率とミス率の重み付けを誤り、ミス率を過大評価した可能性があります。
  • ウ: 35ナノ秒
    主記憶のアクセス時間をヒット率にかけてしまうなど計算ミスが考えられます。
  • エ: 55ナノ秒
    キャッシュの効果をほぼ無視し、主記憶アクセス時間に近い値を選んでいます。

補足コラム

キャッシュメモリはCPUと主記憶の速度差を埋めるために設けられ、ヒット率が高いほど実効アクセス時間は短くなります。
実効アクセス時間の計算は性能評価の基本であり、キャッシュの設計や最適化に欠かせません。

FAQ

Q: ヒット率が100%なら実効アクセス時間はどうなりますか?
A: キャッシュのみのアクセス時間となり、この場合は10ナノ秒です。
Q: ミス率が高いと実効アクセス時間はどう変わりますか?
A: ミス率が高いほど主記憶アクセス時間の影響が大きくなり、実効アクセス時間は長くなります。

関連キーワード: キャッシュメモリ、実効アクセス時間、ヒット率、主記憶、アクセス時間、計算問題
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