FEコンピュータ構成要素 · メモリ

記憶階層

Memory Hierarchy

きおくかいそう

レジスタ、キャッシュ、主記憶、補助記憶の順に容量が大きく速度が遅くなる階層構造。速度とコストのトレードオフを最適化するために設計される。局所性の原理を活用して実効アクセス速度を向上させる。

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他の資格での定義

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。

Past Exams

過去問で 1 回出題（ITパスポート試験 1）

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

CPUと主記憶装置の間に配置される高速な記憶装置。頻繁にアクセスされるデータを一時的に保持し、メモリアクセスの高速化を実現する。L1キャッシュ、L2キャッシュなど階層構造を持つ。

CPUが直接読み書きできる記憶装置で、実行中のプログラムやデータを置く。主記憶、メインメモリともいう。一般にDRAMで構成され、補助記憶装置より高速だが容量は小さく、電源を切ると内容が消える。CPUとの速度差を埋めるためにキャッシュメモリを置き、メモリインターリーブでアクセスを高速化する。

読み書き可能な揮発性メモリ。電源を切るとデータが消える。DRAMとSRAMの2種類があり、主記憶装置として使用される。任意のアドレスに直接アクセスできる。

読出し専用の不揮発性メモリ。電源を切ってもデータが保持される。BIOSやファームウェアの格納に使用される。PROM、EPROM、EEPROMなどの種類がある。

コンデンサに電荷を蓄えてデータを記憶する揮発性メモリ。定期的なリフレッシュが必要だが、構造が単純で大容量化しやすい。PCの主記憶装置として広く使用される。SRAMより低速だが安価。

フリップフロップ回路でデータを記憶する揮発性メモリ。リフレッシュが不要で高速だが、構造が複雑で高価。CPUのキャッシュメモリとして使用される。