メモリ階層

Memory Hierarchy

めもりかいそう

レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（RAM）、ストレージ（フラッシュ/SSD）の順に容量が増加し、アクセス速度が低下するメモリの階層構造。各レベル間のアクセス速度差を吸収し、コストと性能のバランスを取るシステム設計の基本概念。

ハードウェア > メモリシステム

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システム要件を分析し、ハードウェアで実現する機能とソフトウェアで実現する機能を振り分ける設計工程。性能要件、コスト、消費電力、開発期間、柔軟性などを考慮して最適な分割を決定する。コデザインの中核的な活動である。

ハードウェアとソフトウェアを統合的に設計する手法。両者の分割、協調シミュレーション、性能最適化を同時並行で進めることで、システム全体の最適化を図る。組込みシステム開発特有の設計アプローチである。

命令セットを単純化し、各命令を1クロックサイクルで実行できるようにしたプロセッサアーキテクチャ。パイプライン処理との親和性が高く、組込みプロセッサ（ARM等）で広く採用される。CISCと対比される概念。

複雑で多機能な命令セットを持つプロセッサアーキテクチャ。1つの命令で複雑な処理を実行できるが、命令の実行に複数クロックサイクルを要する。x86アーキテクチャが代表例。RISCと対比される。

電源を切ってもデータが保持される不揮発性メモリ。マスクROM、PROM、EPROM、EEPROMなどの種類がある。組込みシステムではプログラムコードや固定データの格納に使用される。

データの読み書きが自由に行える揮発性メモリ。DRAM（大容量・低コスト、要リフレッシュ）とSRAM（高速・低消費電力、高コスト）に大別される。組込みシステムではワークメモリやスタック領域として使用される。