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密結合マルチプロセッサ/疎結合マルチプロセッサとは?みつけつごう・そけつごうまるちぷろせっさ

密結合マルチプロセッサ/疎結合マルチプロセッサとは、密結合は複数のプロセッサが主記憶を共有し、1つのOSが全体を制御する構成。疎結合は各プロセッサが自分の主記憶とOSを持ち、通信によって協調する構成。性能の頭打ちになる要因が、密結合では共有バスとキャッシュ一貫性の競合、疎結合では通信のオーバヘッドと、それぞれ別の場所に現れる。

最終更新:2026-10-06

試験情報

エンベデッドシステムスペシャリスト試験の頻出用語/午前II

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背景

1コアの動作周波数を上げ続けても消費電力と発熱が先に限界へ達するため、台数で稼ぐしかなくなった。ただし組込みで欲しいのは速さだけではなく「時間の分離」でもある——制御の締切を守るコアへ、画面描画や通信の負荷を持ち込みたくない。共有メモリで密に結んで台数ぶんの性能を取りにいくか、メモリもOSも分けて干渉を断つか、という設計判断がこの2構成の分かれ目になる。実際のSoCでは、応用系のコア群を密結合で束ね、制御系のコアだけを疎結合で切り離す混成が主流。

具体例

NXP Semiconductorsのi.MX 8シリーズでは、Linuxが載るCortex-Aコア群が主記憶を共有する密結合として動き、同じチップ上のCortex-Mコアは自分の密結合メモリとRTOSを持つ疎結合として動く。両者は共有メモリ上のリングバッファとメールボックス割込みで通信し、制御周期はMコア側で保証してAコア側の負荷変動から切り離す。

試験での引っ掛け

主記憶を共有し1つのOSが制御するのが密結合、各プロセッサが自分の主記憶とOSを持つのが疎結合で、逆に覚えやすい。限界要因も逆向きで、密結合は共有メモリ・バスの競合、疎結合は通信のオーバヘッド。プロセッサ台数を増やしたときの性能向上率は密結合のほうが早く頭打ちになる。またモジュール間の結合度(低いほどよい設計)とはまったく別概念なので、「密結合=悪い」と結び付けない。

関連用語

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。

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試験での特徴
  • 分野:午前II
  • 主記憶を共有し1つのOSが制御するのが密結合、各プロセッサが自分の主記憶とOSを持つのが疎結合で、逆に覚えやすい。