エンベデッドシステムスペシャリスト 2021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。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

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。

🔒 解説は解答すると表示されます

メモリインタリーブとは、主記憶を複数の領域（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から主記憶へのアクセスを高速化する方式です。

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いうイが適切です。連続するデータを異なるバンクに配置すれば、一つのバンクへのアクセスが完了するのを待たずに、別のバンクへアクセスできます。

ア：キャッシュメモリと主記憶の両方に書き込む方式の説明です。キャッシュと主記憶の内容を一致させるための書込み方式に関係しますが、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、並列にアクセスする説明です。メモリインタリーブの説明として適切です。
ウ：CPUと主記憶の速度差による影響を緩和するため、高速で小容量のメモリを配置する説明です。キャッシュメモリを指します。
エ：キャッシュメモリを命令用とデータ用に分ける方式の説明です。命令とデータのアクセス競合を抑える構成であり、メモリインタリーブとは異なります。

キャッシュメモリとメモリインタリーブを混同する：どちらもアクセスの高速化に関係しますが、キャッシュは高速なメモリを追加する方式、インタリーブは主記憶を複数のバンクに分ける方式です。
「複数のメモリを使う」だけで判断する：重要なのは、主記憶内部をバンクに分割し、並列にアクセスする点です。
キャッシュへの書込み方式と混同する：主記憶とキャッシュへの書込み方を扱う方式は、メモリインタリーブとは別の概念です。

メモリインタリーブでは、連続するアドレスのデータを複数のバンクに分散させる構成がよく使われます。たとえば、4つのバンクに順番にデータを割り当てると、連続したアクセスを複数のバンクに振り分けられます。

ただし、メモリインタリーブは主記憶のアクセスを効率化する方式であり、CPUと主記憶の速度差そのものをなくすものではありません。

Q. メモリインタリーブは、主記憶の容量を増やす方式ですか？
A. いいえ。主な目的は容量の増加ではなく、複数のバンクを並行して使い、アクセスを高速化することです。

Q. キャッシュメモリがあれば、メモリインタリーブは不要ですか？
A. いいえ。両者は仕組みが異なります。キャッシュはよく使うデータを高速なメモリに保持し、メモリインタリーブは主記憶へのアクセスを並行化します。併用される場合もあります。

関連キーワード: メモリインタリーブ、バンク、主記憶、キャッシュメモリ、メモリアクセス速度

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