基本情報技術者試験「キャッシュメモリ」の問題
アクセス時間5ナノ秒のキャッシュ(ヒット率0.95)があり、ミス時はキャッシュ参照に続けてアクセス時間100ナノ秒の主記憶も参照する。このときの実効アクセス時間は何ナノ秒か。
アおよそ4.75ナノ秒
イ105ナノ秒
ウおよそ52.5ナノ秒
エ10ナノ秒
正解
エ．10ナノ秒
ミス時はキャッシュ参照5に主記憶100を加え105ナノ秒。実効時間=0.95×5+0.05×105=4.75+5.25=10.0ナノ秒となり正しい。
?選択肢ごとの解説
ア ×およそ4.75ナノ秒はヒット時の寄与0.95×5だけを答えた誤りで、ミス時の主記憶アクセス分を加え忘れている。
イ ×105ナノ秒はミス時の所要時間そのものであり、ヒット率0.95による重み付けを行わずミス側だけを答えた誤りである。
ウ ×およそ52.5ナノ秒はヒット率を無視して5と100の単純平均をとった誤りであり、95%の重みを反映していない。
エ ○ミス時はキャッシュ参照5に主記憶100を加え105ナノ秒。実効時間=0.95×5+0.05×105=4.75+5.25=10.0ナノ秒となり正しい。
✎くわしく
実効アクセス時間は各経路の所要時間を発生確率で重み付けた期待値である。ミス時にキャッシュ探索時間を含めるモデルではミス時=キャッシュ時間+主記憶時間とする。ヒット率が高いほど実効時間はヒット側(5)に寄るが、ミスペナルティが大きいと残りの数%が結果を押し上げる点が核心である。
✓本番での押さえどころ
試験のコツ
『ヒット率×ヒット時間+ミス率×(ヒット時間+主記憶時間)』の期待値式に当てはめる。ミス率5%でも大きなペナルティが効くことを意識する。
覚え方
実効時間=確率の重み付き平均。95%は5側に寄るが、残り5%の重いミス(105)が足を引っ張る、と天秤で覚える。
よくある誤り
ミス時の先行キャッシュ参照を加え忘れる、ヒット率を無視して単純平均をとる、ヒット率とミス率を取り違える間違いが頻出する。
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ukamiru 過去問 · 基本情報技術者試験 · fe-a3-0168