情報工学 ライトスルー・ライトバック方式について

質問

以下の問題について解説をお願いしたいです。

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キャッシュメモリのライトヒット時のアクセス方法にはライトスルー方式とライトバック方式がある。
ライトスルー方式は書き込み時にキャッシュと主記憶の両方に書き込みを行うものでありライトバック方式はキャッシュにのみ書き込みを行うものであるが必要時には，主記憶に書き込みを行ったラインを書き戻す必要がある。
アクセスに関する記述A ～ D のうちライトバック方式の方がライトスルー方式よりも顕著に処理時間が短くなるもののみをすべて選び出している組合せとして最も妥当なのはどれか。
ただし使用するプロセッサコンピュータシステムは一般的な汎用のものを１台用いることとし、また可能な限りレジスタを活用して性能を発揮させるコーディングを行う場合を想定するものとする。
ここでライトスルー方式ライトバック方式にはともにライトバッファのような，書き込み処理を高速化するといった特別なハードウェアは無いものとする。

Ａ. 浮動小数点演算用コプロセッサを用いて倍精度浮動小数点を要素とする1000× 1000の２
次元配列の乗算を行いその結果を主記憶に書き込む処理
Ｂ. 通信における受信データのチェックサムを計算し受信したチェックサムと照合する処理
Ｃ. 主記憶に読み込まれた大規模なテキストデータから大量に散在する指定された５文字程度
の文字列を検索し別に指定した文字列にすべて置換する処理
Ｄ. レイトレイシングにより既に主記憶上に作成した画像データをディスプレイに表示させる処
理
正解A＆C
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肢Aについては、結果をキャッシュにのみ書き込めば良いため、顕著に処理時間が短くなることが分かります。
しかし肢Cでは、主記憶のデータから文字列を検索するという点で、主記憶にも同時に書き込みがされているライトスルー方式のほうが、有利なのではないかと感じます。

なぜ肢Cが正解となるのでしょうか？
よろしくお願い致します。

回答No.1

foomufoomu · ベストアンサー

キャッシュはメモリより読み書きが高速です。（そうでないとキャッシュを使う意味がない）

しかし、ライトバッファを持たないライトスルー方式では、書き込みの速さはメモリの速さと同じになります。
一方、ライトバック方式では、必要に迫られるまでメモリへの書き込みを行わず、メモリへの書き込みはバスの空き時間を利用したりして、可能な限りキャッシュの速度で書き込みができるようにします。（そうでないとライトバックを使う意味がない）

これに対し、読み込みの速さは、2方式で違いはありません。どちらもキャッシュからの読み込みでよい場合はキャッシュから高速に読み、メモリからの読み込みが必要な場合はメモリから低速で読むためです。

したがって、ライトバック方式が速くなるのは、書き込みが多い場合に限られます。(ただし、ファイルのコピーのような、大量に連続した書き込みを除く)
この条件を満たすのは、AとCです。

お礼

ライトバッファを持たないライトスルー方式とライトバック方式では、書き込み処理の多さで速度に違いが出るのですね！
読み込みの速さに違いがないという点も、よく理解できました。

丁寧で迅速な回答ありがとうございました！