記憶階層とキャッシュのヒット率とは？きおくかいそうときゃっしゅのひっとりつ
記憶階層とキャッシュのヒット率とは、レジスタ・キャッシュメモリ・主記憶・補助記憶を、速く高価で小容量なものから遅く安価で大容量なものへ段階的に積む構成が記憶階層。目的のデータがキャッシュに存在する割合をヒット率と呼び、実効アクセス時間はヒット率で重み付けした平均として求める。
最終更新：2026-10-06
情報処理安全確保支援士を最短で暗記・合格する →背景
処理装置の速度向上に主記憶が追いつかず、かといって全体を高速な素子で作れば費用が跳ね上がる。参照には局所性があるという性質を使い、よく触る一部だけを手前に置くことで折り合いをつけたのが階層構造である。支援士としては、そこから生まれる副作用のほうを押さえたい。ヒットとミスで応答時間が変わるということは、内部の状態が処理時間という形で外から観測できるということで、これが暗号処理に対するタイミング攻撃やキャッシュを使ったサイドチャネル攻撃の足場になる。
具体例
キャッシュのアクセス時間が10ナノ秒、主記憶が100ナノ秒、ヒット率90%なら、実効アクセス時間は10×0.9＋100×0.1＝19ナノ秒と見積もれる。一方、鍵の値によって参照する表の位置が変わる暗号実装では、この差が測定可能な時間差として漏れるため、処理時間を鍵に依存させない実装が求められる。
試験での引っ掛け
ヒット率が上がっても主記憶自体が速くなるわけではなく、実効値がキャッシュ側へ近づくだけである。計算では、ヒット時とミス時の所要時間をそのまま重み付けする形式と、ミス時にキャッシュの探索時間を上乗せする形式の2通りがあるので、どちらで解くかは必ず問題文の記述で判断する。
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。