基本情報技術者 2011年春期午前（科目A）問12

問題文

メモリインタリーブの説明はどれか。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

選択肢

ア：CPUと磁気ディスク装置との間に半導体メモリによるデータバッファを設けて、磁気ディスクアクセスの高速化を図る。

イ：主記憶のデータの一部をキャッシュメモリにコピーすることによって，CPUと主記憶とのアクセス速度のギャップを埋め、メモリアクセスの高速化を図る。

ウ：主記憶へのアクセスを高速化するため、アクセス要求、データの読み書き及び後処理が終わってから、次のメモリアクセスの処理に移る。

エ：主記憶を複数の独立したグループに分けて、各グループに交互にアクセスすることによって、主記憶へのアクセスの高速化を図る。（正解）

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メモリインタリーブ【午前解説】

正解の理由

選択肢のエは「主記憶を複数の独立したグループに分けて、各グループに交互にアクセスすることによって、主記憶へのアクセスの高速化を図る」とあり、これはメモリインタリーブの本質を正しく述べています。メモリインタリーブではアドレス空間を複数のバンクに分配し、次アクセスを別バンクに振ることで、あるバンクのリフレッシュや列アクセス待ち時間中に他のバンクでデータ転送を行い、実効帯域を向上させます。したがって正解はエです。

解法ステップ

問題文から「交互」「複数のグループ」「主記憶への高速化」などキーワードを探す。
選択肢を「バッファ/キャッシュ/並列化/逐次処理」の観点で分類する。
「主記憶内部での並列アクセス」を表す記述を選ぶ（これがインタリーブ）。
他の選択肢はキャッシュやディスクバッファ、逐次処理を説明していないか検証して除外する。

選択肢別の誤答解説

ア: 「CPUと磁気ディスク装置との間に半導体メモリによるデータバッファを設ける」──これはディスクキャッシュ／バッファの説明で、メモリインタリーブではありません。誤りです。
イ: 「主記憶のデータの一部をキャッシュメモリにコピーする」──これはキャッシュの説明で、局所性を利用した高速化の話。インタリーブとは別物です。誤りです。
ウ: 「アクセス要求、データの読み書き及び後処理が終わってから次の処理に移る」──逐次（シリアル）な処理を述べており、並列化であるインタリーブと逆の考え方です。誤りです。
エ: 「主記憶を複数の独立したグループに分けて、各グループに交互にアクセスすることによって高速化」──これはメモリインタリーブの定義そのものです。したがって正解はエ。

よくある誤解

キャッシュと同じ仕組みと誤解する：キャッシュはデータの局所性を利用してコピーを保持するのに対し、インタリーブは物理的な並列化で帯域を増やします。
ディスクのバッファと混同する：ディスクバッファ（キャッシュ）は入出力遅延隠蔽であり、メモリインタリーブは主記憶内部の並列アクセス手法です。
「逐次的に次を処理する」方式と誤解する：ウの説明は逐次処理を指し、インタリーブとは逆で性能を落とします。

補足コラム

メモリインタリーブにはバンク（グループ）数による「n-wayインタリーブ」があり、一般的に2-way, 4-way, 8-wayなどが用いられます。アドレスの振り分けは低位ビット（低順インタリーブ）や高位ビット（高順インタリーブ）で行われ、アクセスの局所性やバースト転送と相性を考慮して設計されます。近年のマルチチャネルDRAMやメモリコントローラの設計もこの考えに基づき、帯域とレイテンシのトレードオフを最適化しています。

FAQ

Q1: メモリインタリーブはレイテンシも短くするのですか？
A1: インタリーブは主にスループット（帯域）向上を目的とし、個々のアクセスのレイテンシは必ずしも短くなりませんが、待機を隠蔽することで実効的な応答性能を改善します。

Q2: キャッシュとインタリーブは併用できますか？
A2: できます。キャッシュはヒット率で応答時間を短縮し、インタリーブはメモリバンド幅を増やすので両者は補完関係にあります。

Q3: インタリーブと「メモリチャネル」は同じですか？
A3: 概念は似ています。チャネルやバンクを増やすことで並列性を高める点で共通しますが、チャネルはより大域（システムレベル）の分散で、インタリーブはアドレス割り当てによる細かな並列化です。

関連キーワード: メモリインタリーブ、メモリバンク、バースト転送、並列アクセス、DRAMバンク、メモリ帯域、インターリーブ方式、キャッシュとの違い

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