基本情報技術者

【基本情報技術者試験】メモリインタリーブ

本日のテーマはメモリインタリーブです。
メモリインタリーブ?

問題

メモリインタリーブの説明はどれか。

  • ア:CPUと磁気ディスク装置との聞に半導体メモリによるデータバッファを設けて,磁気ディスクアクセスの高速化を図る。
  • イ:主記憶のデータの一部をキャッシュメモリにコピーすることによって, CPUと主記憶とのアクセス速度のギャップを埋め,メモリアクセスの高速化を図る。
  • ウ:主記憶へのアクセスを高速化するため,アクセス要求,データの読み書き及び後処理が終わってから,次のメモリアクセスの処理に移る。
  • エ:主記憶を複数の独立したグループに分けて,各グループに交互にアクセスすることによって,主記憶へのアクセスの高速化を図る。

基本情報技術者平成23年特別 午前問12

主記憶装置(メインメモリ)へのアクセスを高速化する手法であるメモリインタリーブ。基本情報技術者試験や応用情報技術者試験では、このメモリインタリーブの動作に関する問題が出題されます。

本記事では、メモリインタリーブの仕組みを図解で分かりやすく解説していきます。

本記事で学べること

  • メモリインタリーブの仕組みを理解する
  • メモリインタリーブがなぜ必要なのかを理解する
  • 基本情報技術者試験の過去問の解き方を学ぶ

メモリインタリーブ

メモリインタリーブ(メモリインターリーブ)とは、主記憶装置へのアクセスを高速化する手法のひとつです。

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なぜメモリインタリーブが必要なのか

コンピュータの頭脳であるCPUは、コンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。

CPUは主記憶装置とやり取りしている

しかし、高速に動作するCPUに比べると主記憶装置の処理は遅く待ち時間が発生してしまいます。

この問題を解消するためのものが「キャッシュメモリ」や「メモリインタリーブ」です。

キャッシュメモリの説明はこちら

メモリインタリーブの仕組み

CPUが主記憶装置へアクセスするとき、次の図のように連続した領域へ順番にアクセスすることがよくあります。(以下の図例ではアドレス0→アドレス1→アドレス2と連続した領域に対して順番にアクセスしている)

メモリインターリーブを使わない場合

高速に動作するCPUに比べると、主記憶装置の処理は遅くアクセスするたびに待ち時間が発生してしまいます。

この問題を解消した手法のひとつがメモリインタリーブです。

 

メモリインタリーブは、主記憶装置内を複数の区画(バンク)に分割します。複数のバンクにまたがって連続したアドレスを割り当てることで、連続した領域へのアクセスを同時に行うことができます。

下記はメモリインタリーブのイメージ例です。

メモリインターリーブを使う場合

主記憶装置の中を複数のバンクに分割し、複数のバンクにまたがって連続したアドレスを割り当てることで、1回のアクセスで連続したアドレス「アドレス0~アドレス2」のデータを一気に読み出す(もしくは書き込み)ことを可能にしています。

1回のアクセスで複数のデータに読み書きができるので、その分 高速に動作します。

ただしメモリインタリーブは、連続した領域へのアクセス以外(ランダムアクセスや連続しないデータへのアクセス)あまり効果は期待できません。

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基本情報技術者試験 過去問の解説

問題

メモリインタリーブの説明はどれか。

  • ア:CPUと磁気ディスク装置との聞に半導体メモリによるデータバッファを設けて,磁気ディスクアクセスの高速化を図る。
  • イ:主記憶のデータの一部をキャッシュメモリにコピーすることによって, CPUと主記憶とのアクセス速度のギャップを埋め,メモリアクセスの高速化を図る。
  • ウ:主記憶へのアクセスを高速化するため,アクセス要求,データの読み書き及び後処理が終わってから,次のメモリアクセスの処理に移る。
  • エ:主記憶を複数の独立したグループに分けて,各グループに交互にアクセスすることによって,主記憶へのアクセスの高速化を図る。

基本情報技術者平成23年特別 午前問12

メモリインタリーブの説明はどれか解答のア~エを順番に確認していきます。

解答ア

■CPUと磁気ディスク装置との聞に半導体メモリによるデータバッファを設けて,磁気ディスクアクセスの高速化を図る。

不正解:ディスクキャッシュの説明です。

解答イ

■主記憶のデータの一部をキャッシュメモリにコピーすることによって,  CPUと主記憶とのアクセス速度のギャップを埋め,メモリアクセスの高速化を図る。

不正解:キャッシュメモリの説明です。

解答ウ

■主記憶へのアクセスを高速化するため,アクセス要求,データの読み書き及び後処理が終わってから,次のメモリアクセスの処理に移る。

不正解:メモリに対する排他制御の説明です。

解答エ

■主記憶を複数の独立したグループに分けて,各グループに交互にアクセスすることによって,主記憶へのアクセスの高速化を図る。

正解:メモリインタリーブの説明です。

メモリインタリーブの説明をしているのは「エ」です。

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