基本情報技術者試験 練習問題 1:メモリ階層とキャッシュメモリの特性
コンピュータシステムにおけるメモリ階層について述べた文として、正しいものはどれか。
- レジスタはメモリ階層の最上位であり、アクセス速度が最も速いが容量は最も小さい。
- キャッシュメモリはメインメモリより遅いため、CPUはなるべくキャッシュを使わないことが推奨される。
- 仮想メモリはメインメモリが不足した際にハードディスクを使って容量を拡張する方式である。
- メモリ階層のアクセス速度はレジスタ>キャッシュメモリ>メインメモリ>ハードディスクの順である。
- キャッシュメモリの容量はメインメモリの2倍以上必要であり、それ以下では性能低下が著しい。
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正解:メモリ階層のアクセス速度はレジスタ>キャッシュメモリ>メインメモリ>ハードディスクの順である。
コンピュータシステムのメモリ階層は、アクセス速度と容量のトレードオフを実現する重要な設計概念です。
レジスタはメモリ階層の最上位であり、CPU内部に存在して最高速のアクセスが可能です。次にL1・L2・L3キャッシュメモリがあり、さらにメインメモリ(RAM)があり、その下にハードディスク(またはSSd)があります。アクセス速度はこの順序で低下していきます。
正しいのは「メモリ階層のアクセス速度はレジスタ>キャッシュメモリ>メインメモリ>ハードディスクの順である」という内容です。レジスタが最速で、ハードディスクが最遅です。
仮想メモリはメインメモリが不足した際にハードディスクの一部をメモリとして使用する機構で、アプリケーションはメインメモリの容量以上のメモリを使用できるようになります。キャッシュメモリは自動的に使用され、容量が少なくても性能向上に貢献します。