メモリの容量と性能

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アクセス時間とサイクル時間,キャッシュメモリのヒット率,ミス率,実効アクセス時間,ミスペナルティなど,メモリの容量と性能の関係を理解する。

アクセス時間とサイクル時間

CPUが主記憶装置へアクセスする詳細な手順は次のとおりです。

  1. アクセス要求
  2. アドレス選択
  3. データ転送
  4. リフレッシュ(DRAMの場合)

アクセス時間は、アクセス要求を始めてからデータ転送が終わるまでの時間です。

サイクル時間は、アクセス要求を始めてから、次のアクセス要求を始められるまでの時間です。

キャッシュメモリのヒット率

キャッシュメモリのヒット率は、CPUが要求するデータがキャッシュメモリに存在する確率です。キャッシュメモリにデータが存在しない場合は、主記憶装置にアクセスする必要があります。ヒット率が高いほど、処理は高速になります。

実効アクセス時間

実効アクセス時間は、キャッシュメモリの効果を踏まえた主記憶装置へのアクセス時間です。以下の式で求められます。

この式は、キャッシュにあった場合のアクセス時間と、主記憶にあった場合の平均を取るための式となっています。

実効アクセス時間の計算例

キャッシュメモリのアクセス時間: 10ナノ秒
主記憶装置のアクセス時間: 60ナノ秒
ヒット率: 70%

実効アクセス時間= 10  × 0.7 + 60 × ( 1-0.7 )
  =7 +18
  =25(ナノ秒)