メモリ階層とは？めもりかいそう
メモリ階層とは、速いメモリほどビット単価が高いという制約を、レジスタ・キャッシュ・主記憶・補助記憶と段階を分けて並べることで回避する構成。参照の局所性が効くぶんだけ上位が使われるので、容量とコストは下位に、体感の速さは上位に寄せられる。
最終更新：2026-10-06
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必要な容量は増え続けるのに、その全部を最速のメモリで賄うと単価が成立しない。この対立を、よく使うものだけを上位へ置くという形で調停したのが階層である。組込みではここに第三の軸が加わる——時間の予測可能性で、平均を縮める階層は最悪値を縮めないため、締切のある処理ではあえて階層を浅くする判断も採られる。
具体例
レジスタは1サイクル、L1キャッシュは数サイクル、外付けDRAMは数十サイクル、フラッシュはさらに桁違いに遅い。ヒット率95%・ヒット2サイクル・ミス40サイクルなら実効アクセス時間は 0.95×2＋0.05×40＝3.9サイクルだが、最悪値は40サイクルのまま動かない。
試験での引っ掛け
階層を増やせば必ず速くなるわけではない。局所性の乏しいアクセスではミスが多発し、階層をたどるぶんかえって遅くなる。さらに平均が縮んでも最悪値は縮まないので、割込みハンドラをアクセス時間が一定のTCM（密結合メモリ）へ置く、といった逆向きの判断が組込みでは要る。
関連用語
出典・参考
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。