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平成21年度 秋期 午前Ⅱ 問22

システム構成要素

マルチプロセッサに関する問題

1台のCPUの性能を1とするとき,そのCPUをn台用いたマルチプロセッサの性能Pが,

P=n/(1+(n−1)a)

で表されるとする。ここで,aはオーバヘッドを表す定数である。例えば,a=0.1,n=4とすると,P≒3なので,4台のCPUからなるマルチプロセッサの性能は約3になる。この式で表されるマルチプロセッサの性能には上限があり,nを幾ら大きくしてもある値以上には大きくならない。a=0.1の場合,その値は幾らか。

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✓ これが正解イ10

解説

nを大きくすると、性能Pは1/a=10に近づきます。

式 P=n/(1+(n−1)a) で n を限りなく大きくしたときの値を考えます。分母と分子を n で割ると、P=1/(1/n+a−a/n) となります。n が大きくなるにつれて 1/n と a/n はどちらも 0 に近づくので、P は 1/a に近づきます。a=0.1 なら上限は 1/0.1=10 で、正解の値と一致します。実際に n=4 では 4/1.3≒3.1、n=9 では 9/1.8=5、n=100 では 100/10.9≒9.2 と、n を増やしても 10 には届きません。CPU を増やすほど一台当たりのオーバヘッドが積み重なり、性能の伸びが頭打ちになる、というマルチプロセッサの考え方を式で確かめる問です。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

出典:平成21年度 秋期 システムアーキテクト試験 午前Ⅱ 問22

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