メモリ

要点と定義

メモリには、電源を切ると記憶内容が失われる揮発性メモリと、保持される不揮発性メモリがあります。DRAMはリフレッシュを必要とする揮発性メモリ、SRAMはフリップフロップ回路で構成される揮発性メモリです。相変化メモリは、結晶状態と非結晶状態の電気抵抗の違いで情報を記憶する不揮発性メモリです。

記憶階層では、主記憶の一部をキャッシュに置き、CPUからのアクセス時間を短縮します。主記憶を複数の独立したバンクに分け、交互にアクセスする方式をメモリインタリーブといいます。複数バイトの値をメモリに配置する順序にはエンディアンがあり、リトルエンディアンでは最下位バイトを低いアドレスに置きます。

適用条件と例

例えば、主記憶を複数のバンクに分けて交互にアクセスすると、あるバンクの処理中に別のバンクへアクセスでき、連続したアクセスを効率化できます。ライトスルーはキャッシュへの書込みと同時に主記憶へも書き込み、ライトバックは主記憶への反映を遅らせ、通常は対象データをキャッシュから追い出すときに書き込みます。16進数を4バイトに分けて配置する場合、リトルエンディアンでは最下位バイトを最も低いアドレスに置きます。

キャッシュの置換対象を選ぶ場面では、LRUは最終参照時刻が最も古いブロックを選ぶ考え方として適用できます。データの転送後に展開する条件では、それぞれに要する時間を求めて合計します。ページアウトの有無による平均処理時間の計算では、各場合の時間を発生割合で重み付けします。画像データの番地計算では、座標を行優先の画素通番に直し、画素当たりの番地数を掛けます。

メモリインタリーブは、主記憶を複数の独立したバンクに分けて交互にアクセスする方式です。各バンクの処理を重ねられるため、連続する主記憶アクセスを効率化できます。

ライトスルーでは、キャッシュにデータを書き込むと同時に主記憶にも書き込みます。これに対し、ライトバックでは主記憶への反映を遅らせ、キャッシュからの追い出し時などに書き込みます。

圧縮率を圧縮後のデータ量の比率として扱う条件では、元の容量にその比率を掛けて圧縮後の容量を求めます。転送と展開が同時に行われない場合、転送時間と展開時間を別々に計算して加算します。