キャッシュメモリとは？ITパスポート試験 2018年 (平成30年 秋期) 問65を解説

問題文

この問題の出題ポイント

• キャッシュメモリの定義だけでなく、問題文中の条件がどの選択肢に当てはまるかを確認する。
• テクノロジ系分野では、用語の目的・主体・責任範囲の違いが選択肢で問われやすい。
• 関連タグ: コンピュータ構成要素、キャッシュメモリ、記憶階層。

選択肢

1. ア1次キャッシュメモリは,2次キャッシュメモリよりも容量が大きい。
2. イ2次キャッシュメモリは,メインメモリよりも読み書き速度が遅い。
3. ウCPUがデータを読み出すとき,まず1次キャッシュメモリにアクセスし,データが無い場合は2次キャッシュメモリにアクセスする。正解
4. エ処理に必要な全てのデータは,プログラム開始時に1次又は2次キャッシュメモリ上に存在しなければならない。

解説

なぜ他の選択肢が違うのか

• ア

  誤り。1次キャッシュは2次キャッシュより高速だが容量は小さい（速度と容量の関係が記述と逆）。CPUに近いほど速度は速くなるが容量は小さくなるという原則がある。2次キャッシュは1次より低速だが大容量であり、1次が2次より大容量とする選択肢は誤りである。

• イ

  誤り。2次キャッシュメモリはメインメモリ（主記憶：DRAM）よりも高速である。キャッシュメモリ（SRAM等）全般がメインメモリより高速なのがキャッシュを設ける理由であり、2次キャッシュがメインメモリより遅いとすると設置目的を果たせなくなる。

• ウ（正解）

  正解。CPUはデータ読み出し時、まず1次キャッシュにアクセスし（ヒットすれば最高速）、なければ2次キャッシュを参照し（ミスなら次の階層へ）、それでもなければ主記憶（メインメモリ）にアクセスする階層的なアクセス方式。この順序による速度差がシステム全体の処理性能に大きく影響する。

• エ

  誤り。全てのデータをプログラム開始時に一括してキャッシュに格納する必要はない。キャッシュは頻繁にアクセスするデータをCPUの動的な使用パターンに応じてコピーして置く仕組みで、OS・CPUのキャッシュ制御アルゴリズム（LRU等）が参照局所性を利用して自動管理する。

解き方の整理

キャッシュメモリの問題では、選択肢のキーワードだけで判断せず、問題文が示す条件と正解選択肢の説明が一致しているかを見ます。誤答選択肢は、似た用語を混ぜる、主体を入れ替える、目的や範囲を広げすぎる、という形で作られることが多いため、選択肢別解説まで確認しておくと復習効率が上がります。

関連用語

• キャッシュメモリハードウェア

関連問題

前後の問題

2018年 (平成30年 秋期) の関連する問題

2018年 (平成30年 秋期)の問題一覧 ITパスポート試験の解説一覧