出典：公益社団法人 日本技術士会「技術士第一次試験 過去問題」
アクセス時間50nsのキャッシュメモリとアクセス時間450nsの主記憶からなる計算機システムで、ヒット率90%のときの実効アクセス時間と、主記憶だけの場合と比較した速度向上倍率を求める問題。
アクセス時間50nsのキャッシュメモリとアクセス時間450nsの主記憶からなるシステムについて、ヒット率90%のときの実効アクセス時間(ア)と、主記憶だけの場合と比較した速度向上の倍率(イ)を求める問題。
① 実効アクセス時間=ヒット率×キャッシュの時間+(1−ヒット率)×主記憶の時間
② 0.9×50+0.1×450=90ns → 450÷90=5倍
③ ア90ns・イ5(⑤)
実効アクセス時間は、ヒット率×キャッシュのアクセス時間+(1-ヒット率)×主記憶のアクセス時間で計算でき、0.9×50+0.1×450=45+45=90nsとなる。主記憶だけの場合のアクセス時間は450nsであるため、速度向上の倍率は450/90=5倍となる。したがってア=90ns、イ=5の組合せである⑤が正しい。
■ 実効アクセス時間の意味
ヒット率90%とは、呼び出しの90%はキャッシュメモリで済み(50ns)、残りの10%は主記憶まで取りに行く(450ns)ということです。実効アクセス時間は、それぞれの時間をこの割合で重み付けして足した平均です。
■ 「何倍の速さ」の求め方
速さの倍率は、かかる時間の比の逆になります。主記憶だけなら450ns、キャッシュがあれば平均90nsなので、450÷90=5倍の速さです。
キャッシュメモリを含むシステムの実効アクセス時間は、ヒット率で重み付けした平均アクセス時間として計算する(ヒット率×キャッシュ時間+ミス率×主記憶時間)。速度向上の倍率は「主記憶単独のアクセス時間÷実効アクセス時間」で求められる。
キーワード: キャッシュメモリ、実効アクセス時間、ヒット率、情報・論理