コンピュータ構成要素｜平成30年度 秋期 ITパスポート試験（特別措置試験） 問65

• 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。
• ✓ これが正解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。
• 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

近い1次から見て、無ければ2次、それから主記憶をたどります。

CPU の速さに、主記憶の速さが追いつきません。そこで、小さくて速い記憶を間に挟みます。これがキャッシュメモリです。近いほど速く、そのぶん小さく作られます。1次は CPU のすぐ隣にあり、2次はその外側にあります。読み出すときは近い順に探し、無ければ次を見にいきます。どこにも無ければ主記憶から取り、ついでにキャッシュへ写しておきます。次に同じところを読むときが速くなります。この積み方を記憶階層といいます。実際の大きさで言うと、1次は数十キロバイト、2次は数百キロバイトから数メガバイト、主記憶は数ギガバイトという桁になります。桁が三つずつ違うのは、作る技術が段ごとに違うからです。探して見つかる割合が高いほど、全体の速さが上がります。上へ行くほど速く小さく、下へ行くほど遅く大きくなります。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• 1次のほうが容量が大きいという肢です。大小が逆になっています。近い記憶ほど速く作る必要があり、速い部品は高いので小さくしか積めません。近い記憶を大きくすると配線が延びて遅くなります。だから1次のほうが小さくなります。
• 2次はメインメモリより読み書きが遅いという肢です。速さが逆になっています。主記憶より速くなければ、間に挟む意味がありません。2次は1次より遅いだけです。速い順に並べると、1次、2次、主記憶になります。主記憶よりは速く作られます。
• 必要な全データが開始時にキャッシュ上に無ければならないという肢です。必須の向きが逆です。入りきらない分は、使う都度に入れ替わります。キャッシュに無ければ主記憶から取ってくるだけで、動かないわけではありません。

この問題に関係する言葉

• キャッシュメモリ
• 主記憶
• CPU
• 記憶階層

出典：平成30年度 秋期 ITパスポート試験（特別措置試験） 問65

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