エンベデッドシステムスペシャリスト 2019年 午前2 問03
問題文
メモリインタリーブの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：CPUから主記憶へのアクセスを高速化するために、キャッシュメモリと主記憶との両方に同時にデータを書き込む。
イ：CPUから主記憶へのアクセスを高速化するために、主記憶内部を複数のバンクに分割し、各バンクを並列にアクセスする。（正解）
ウ：CPUと主記憶のアクセス速度の違いによるボトルネックを解消するために、高速かつ小容量のメモリを配置する。
エ：パイプライン処理を乱す要因をなくすために、キャッシュメモリを命令用とデータ用の二つに分離する。
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メモリインタリーブ【午前2解説】
正解の理由
メモリインタリーブは、主記憶を複数のバンクに分け、バンクごとに並行してアクセスすることで、CPUと主記憶のデータ転送を効率化する方式です。
主記憶への連続したアクセスを複数のバンクに振り分けることで、あるバンクのアクセス完了を待つ間に別のバンクへアクセスできます。このため、主記憶全体としてのデータ転送速度を高められます。したがって、主記憶を複数のバンクに分割して並列にアクセスすると説明するイが適切です。
解法ステップ
- 「メモリインタリーブ」の目的が、CPUから主記憶へのアクセス高速化であることを確認します。
- 「主記憶を複数のバンクに分け、並行してアクセスする」という特徴を思い出します。
- キャッシュメモリの利用や、キャッシュへの書込み方式を説明する選択肢と区別します。
選択肢別の誤答解説
- ア：キャッシュメモリと主記憶の両方にデータを書き込む方式の説明です。一般にライトスルー方式に関連する内容であり、メモリインタリーブではありません。
- イ：主記憶を複数のバンクに分割し、並行してアクセスする方式です。メモリインタリーブの説明として適切です。
- ウ：高速で小容量のメモリをCPUと主記憶の間に置いてアクセス速度の差を補う、キャッシュメモリの説明です。
- エ：命令用とデータ用にキャッシュを分ける方式の説明です。命令とデータの競合を抑えることに関係しますが、主記憶のバンク分割ではありません。
よくある誤解
- キャッシュメモリと混同する：キャッシュはCPUの近くに置く高速・小容量のメモリです。メモリインタリーブは、主記憶を複数のバンクに分けてアクセス効率を高めます。
- バンク数だけで必ず速度が決まると思う：バンクを増やせば常に同じ割合で高速化するわけではありません。アクセスの仕方やメモリの構成なども影響します。
- 同じ場所へ複数回アクセスする方式だと思う：複数のバンクを使い、連続するデータへのアクセスを効率化する考え方です。
補足コラム
メモリインタリーブでは、連続するアドレスを異なるバンクに割り当てる構成がよく使われます。あるバンクがデータの準備をしている間に別のバンクへアクセスできるため、CPUが主記憶を待つ時間を減らし、データ転送の効率を高められます。
FAQ
メモリインタリーブは、主記憶そのものを高速なメモリに置き換える方式ですか？
いいえ。主記憶を複数のバンクに分け、並行してアクセスすることで転送効率を高める方式です。
いいえ。主記憶を複数のバンクに分け、並行してアクセスすることで転送効率を高める方式です。
キャッシュメモリと同時に使えますか？
はい。キャッシュメモリとメモリインタリーブは異なる仕組みであり、併用できます。
はい。キャッシュメモリとメモリインタリーブは異なる仕組みであり、併用できます。
関連キーワード: メモリバンク、主記憶、キャッシュメモリ、ライトスルー方式、命令キャッシュ、データキャッシュ
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