基本情報技術者 解説

メモリの高速化 ヒット率と実効アクセス時間 基本情報技術者試験

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このように、CPUが読み出すデータがキャッシュメモリにあれば、非常に高速に読み出せてアクセス時間の短縮になりますが、仮にキャッシュには全く読み出すデータがなければ、全て主記憶からデータを読み出すので、ほとんどアクセス時間の短縮はありません。

図にある、ヒット率とは読み出すデータがキャッシュメモリにある確率です。

キャッシュメモリにデータがる確率がヒット率で、キャッシュメモリにデータがなく、

主記憶にデータがる確率がミスヒット率になります。

ミスヒット率は、1-ヒット率となります。

当然、ヒット率が高い程、全体のデータの読出し時間は短くなります。

また、キャッシュメモリからデータを読み出す時間をアクセス時間といいます。

それに対して、ミスヒットの場合に主記憶からデータを読み出す時間をミスペナルティといいます。

例では、ヒット率が80%となっているので、キャッシュメモリからデータが読み出せる確率が80%ということになります。

また、ミスヒット率は、1-80%で20%となります。

20%はキャッシュにデータがなく、主記憶からデータを読み出さなければならない確率です。

図の例をみてみると、

キャッシュメモリからデータを読み出すアクセス時間は、10ナノ秒です。

ミスペナルティとなる主記憶からデータを読み出す時間は、200ナノ秒となっています。

これらから、実効アクセス時間は、キャッシュへのアクセス時間と主記憶へのアクセス時間の合計で、10×0.8+200×0.2で、8+40となり、48ナノ秒となります。

 

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