メモリ

メモリの分類

  • RAM:読み書き可能で揮発性
  • ROM:読み出し専用で不揮発性

RAM

RAMとはランダムに読み書きできるメモリのことで、主記憶装置に使われるDRAMとキャッシュメモリに使われるSRAMの2種類に分かれる。

回路 リフレッシュ 速度 集積度 価格 主な用途
DRAM コンデンサ 必要 低速 高い 安価 主記憶装置
SRAM フリップフロップ 不要 高速 低い 効果 キャッシュメモリ

ROM

読み出し専用のメモリーのこと

  • マスクROM:読み出し専用メモリ。製造時にデータを書き込み、以降は内容を書き換えることができない
  • PROM:ユーザーの手で書き換えることができるROM
    • EPROM:紫外線でデータを消去して書き換えることができる
    • EEPROM:電気的にデータを消去して書き換えることができる
    • フラッシュメモリ:EEPROMの一種。全消去ではなくブロック単位でデータを消去して書き換えることができる。

主記憶装置と高速化手法

キャッシュ:記憶装置時間の速度ギャップを埋めて、待ち時間によるロスを防ぐための手法

キャッシュメモリ

メモリとCPUの間に、より高速に読み書きできるメモリを置いて、速度差によるロスを吸収させる役割・

速度 容量
高速 レジスタ 小容量
キャッシュメモリ
主記憶装置
ディスクキャッシュ
低速 磁気ディスク装置 大容量

主記憶装置への書き込み方式

キャッシュメモリは書き込みも行うが、主記憶装置にも反映させてあげなくちゃいけない

ライトスルー方式

キャッシュメモリへの書き込みを行う際に、主記憶装置へも同時に書き込みを行う

ライトバック方式

普段はキャッシュメモリにしか書き込みを行わない。キャッシュメモリから追い出されるデータが発生した際に、その内容を主記憶装置へと書き戻して更新内容を反映させる

ヒット率と実行アクセス時間

ヒット率:目的とするデータがキャッシュメモリに入っている確率

→逆説的に言えば、1ーヒット率が主記憶装置に目当てのデータが入っている確率

アクセス時間の求め方

  • A=キャッシュメモリのアクセス時間 × ヒット率
  • B=主記憶装置のアクセス時間 × (1-ヒット率)
  • 実行アクセス時間=A+B

メモリインターリーブ

主記憶装置へのアクセスを高速化させる手法としてキャッシュメモリ以外に用いられる方法。主記憶装置の中を複数の区画に分割し、その区画に番号を割り当てる。

複数の区画に同時にアクセスすることで連続した番地のデータを一気に読みだす。

ただし、ランダムアクセスなどの連続しないデータの読みだしではあまり効力を発揮しない

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