応用情報技術者 2023年 春期 午前2 問10
問題文
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。
選択肢
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。（正解）
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。
キャッシュメモリの書込み方式【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：ライトスルー方式はキャッシュと主記憶に同時書込みし、主記憶の内容を常に最新に保ちます。
- 根拠：ライトスルーは書込み時に主記憶も更新するため、データの一貫性が保たれます。
- 差がつくポイント：ライトバック方式は書込みをキャッシュ内で遅延させ、主記憶への書込みは必要時のみ行う点を理解しましょう。
正解の理由
イはライトスルー方式の特徴を正確に表しています。ライトスルー方式では、データの書込み時にキャッシュメモリと主記憶の両方に同時に書き込むため、主記憶の内容が常にキャッシュと一致し、データの整合性が保たれます。
よくある誤解
ライトスルー方式が高速と誤解されがちですが、主記憶への同時書込みがあるためライトバック方式より遅くなることもあります。ライトバック方式は書込みを遅延させるため高速です。
解法ステップ
- キャッシュメモリの書込み方式にはライトスルーとライトバックがあることを確認する。
- ライトスルー方式は書込み時に主記憶も更新することを理解する。
- ライトバック方式は書込みをキャッシュ内で遅延させ、必要時に主記憶へ書き戻すことを把握する。
- 選択肢の説明がこれらの特徴に合致しているかを比較する。
- 主記憶の内容が常にキャッシュと一致するのはライトスルー方式であると判断する。
選択肢別の誤答解説
- ア: ライトスルー方式は主記憶にも同時書込みするため、キャッシュだけに書き込むという説明は誤りです。
- イ: 正解。ライトスルー方式の特徴を正しく説明しています。
- ウ: ライトバック方式は主記憶への書込みを遅延させるため、同時書込みはしません。速度が遅いという説明は誤りです。
- エ: ライトバック方式ではキャッシュの内容が追い出される際に主記憶に書き戻す必要があります。書き戻しがないという説明は誤りです。
補足コラム
ライトスルー方式はデータの整合性が高く、主記憶とキャッシュの同期が容易ですが、主記憶への頻繁な書込みで性能が低下することがあります。一方、ライトバック方式はキャッシュ内での書込みをまとめて行うため高速ですが、データの整合性管理が複雑になります。
FAQ
Q: ライトスルー方式はなぜ主記憶の内容が常に最新になるのですか？
A: 書込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時にデータを書き込むため、主記憶の内容が常にキャッシュと一致します。
A: 書込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時にデータを書き込むため、主記憶の内容が常にキャッシュと一致します。
Q: ライトバック方式のメリットは何ですか？
A: 主記憶への書込みを遅延させることで、書込み回数を減らし高速化が図れます。
A: 主記憶への書込みを遅延させることで、書込み回数を減らし高速化が図れます。
関連キーワード: キャッシュメモリ、ライトスルー方式、ライトバック方式、主記憶、データ整合性
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