メモリ

メモリとは

メモリは、アプリやファイルを開いたときに一時的に保存される作業領域です。
コンピュータが行う計算などの処理はCPUが担い、必要なデータはディスクからロードしますが、計算前のデータや計算結果データは高速なメモリの領域を使用するのです。

メモリは主記憶装置というのが正式名称です。
最近ではUSBメモリもありますし、キャッシュメモリ(後術)もメモリの一部ではありますので、単に「メモリ」と言う場合は主記憶装置のことと認識しましょう。

メモリについて簡単な例で説明します。
ストレージには学生のテスト結果を計算する「アプリ」と、テスト結果の「データ」が格納されています。

テスト結果から合計と平均を計算するために、アプリとデータをメモリに読み込みます。

メモリに読み込んだアプリをデータをCPUに渡して計算結果をメモリに格納します。

メモリの種類：SRAMとDRAM

キャッシュメモリ

キャッシュメモリは、CPUとメモリ間のボトルネックを軽減する役割を果たしています。
昔のコンピュータは、キャッシュメモリがマザーボードに取り付けられることもありましたが、現在ではほとんどのキャッシュメモリはCPUの一部として統合されています。

キャッシュメモリのアクセス時間

キャッシュメモリのアクセス時間が主記憶のアクセス時間の 1 / 30 で，ヒット率が95 % のとき，実効メモリアクセス時間は，主記憶のアクセス時間の約何倍になるか。

1. 主記憶のアクセス時間をxとする。
2. キャッシュメモリのアクセス時間は、1/30
3. 実効メモリアクセス時間を求めます。(主記憶とキャッシュメモリを使った場合のアクセス時間)
   ・主記憶アクセス時間　：　1/30 × 0.95x
   ・キャッシュメモリアクセス時間　： (1 – 0.95)x
   ・実効アクセス時間は、主記憶アクセス時間 ＋ キャッシュメモリアクセス時間なので
   　　　　　1/30 × 0.95x ＋ (1 – 0.95)x
   　　　＝　1/30 × 0.95x ＋ x – 0.95x
   　　　≒　0.081666x
4. よって、実効メモリアクセス時間は，主記憶のアクセス時間の約0.08倍です。