平成22年度 春期 午前 問10
コンピュータ構成要素
キャッシュメモリのヒット率
図に示す構成で,表に示すようにキャッシュメモリと主記憶のアクセス時間だけが異なり,ほかの条件は同じ2種類の CPU X と Y がある。あるプログラムを CPU X と Y でそれぞれ実行したところ,両者の処理時間が等しかった。このとき,キャッシュメモリのヒット率は幾らか。ここで,CPU 処理以外の影響はないものとする。
図 構成
┌─ CPU ──────────────┐ ┌──────────┐
│ ┌────────────────┐ │ │ 主記憶 │
│ │ キャッシュメモリ │ ├───┤ 256Mバイト│
│ │ 256kバイト │ │ │ │
│ └────────────────┘ │ └──────────┘
└────────────────────┘
表 アクセス時間 単位 ナノ秒
│ CPU X │ CPU Y
─────────────────┼───────┼───────
キャッシュメモリ │ 40 │ 20
主記憶 │ 400 │ 580- ア0.75
- イ0.90
- ウ0.95
- エ0.96
答えと解説を見る
✓ これが正解イ0.90
解説
両者の実効アクセス時間が等しくなる比率を解きます。
求めたいのはヒット率です。これをhと置くと、アクセスのうちhの割合はキャッシュメモリで済み、残りの1からhを引いた割合は主記憶まで取りに行きます。片方の装置の平均は40にhを掛けた分と400に残りを掛けた分の和、もう片方は20にhを掛けた分と580に残りを掛けた分の和です。この2つが等しいという式を整理すると、400から360hを引いたものと、580から560hを引いたものが等しくなります。移項すれば200hが180となり、hは0.90と決まります。判定の軸は、速い側で縮む時間と遅い側で伸びる時間の釣り合いです。キャッシュメモリが20ナノ秒だけ速いことと、主記憶が180ナノ秒だけ遅いことが、9対1の割合でちょうど打ち消し合います。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア0.75:この値を入れると、一方は40に0.75を掛けた30と400に0.25を掛けた100で130ナノ秒、他方は15と145で160ナノ秒となり、30ナノ秒の開きが残ってしまいます。
- ウ0.95:この値を入れると、一方は38と20で58ナノ秒、他方は19と29で48ナノ秒になります。今度は先ほどとは逆の向きに10ナノ秒の差が出るので、釣り合う点を通り過ぎています。
- エ0.96:この値を入れると、一方は54.4ナノ秒、他方は42.4ナノ秒で、開きは12ナノ秒に広がります。比率を上げるほど差が開いていく向きなので、等しくなる点はこれより低い側にあります。
この問題の用語
- キャッシュ一度取り寄せた内容を手元に置いて、次から早く使えるようにする仕組み。CPUとメモリの間や、ブラウザ、DNSなど、さまざまな場所で使われます。
出典:平成22年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問10
同じ用語が出る問題
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