キャッシュメモリのヒット率｜科目A-1（応用情報技術者） 令和6年 春期午前試験 問10
出典：令和6年春期 午前 問10
分野：コンピュータ構成要素 ／ メモリ
主記憶のアクセス時間が60ナノ秒，キャッシュメモリのアクセス時間が10ナノ秒であるシステムがある。キャッシュメモリを介して主記憶にアクセスする場合の実効アクセス時間が15ナノ秒であるとき，キャッシュメモリのヒット率は幾らか。
- ア：0.1
- イ：0.17
- ウ：0.83
- エ：0.9
TSUNAGARU-ADVICE
まず押さえたいこと
キャッシュを使う場合の実効アクセス時間は、ヒットした場合の時間と、ミスした場合の時間をヒット率・ミス率で重み付けして平均することで求めます。ヒット率をhとすると、ミス率は1 - hです。
迷ったときの判断軸
キャッシュミス時に主記憶へアクセスする場合、問題文の前提によってはキャッシュ確認に掛かった時間も含めて考える必要があります。実効アクセス時間の式を立てるときは、ヒット時とミス時にそれぞれ何ナノ秒掛かるのかを整理してから、未知数であるヒット率について解きましょう。
科目Bにつなげるために
特にプロフェッショナルデジタルスキル（システム）試験合格を目指す方は、キャッシュの性能評価をヒット率・ミス率・実効アクセス時間の関係で理解しましょう。キャッシュ階層やメモリ性能の設計、CPU性能評価にもつながる基本的な考え方です。
キャッシュメモリを介した実効アクセス時間は、次の式で求めます。
（キャッシュメモリのアクセス時間 × ヒット率） + 主記憶のアクセス時間 × （1 - ヒット率）
ヒット率をxとすると、実効アクセス時間は15ナノ秒なので、
10 × x + 60 × （1 - x） = 15
となります。
式を整理すると、
10x + 60 - 60x = 15
60 - 50x = 15
50x = 45
x = 45 ÷ 50 = 0.9
したがって、キャッシュメモリのヒット率は0.9です。
したがって、エが適切です。