問12 ライトバック方式によるメモリアクセスの高速化

主記憶アクセスの高速化技術であるライトバック方式における、キャッシュメモリ及び主記憶への書き込みの説明として、適切なものはどれか。

1. キャッシュメモリ及び主記憶の両方に同時に書き込む。
2. キャッシュメモリにだけ書き込み、対応する主記憶の更新は、キャッシュメモリからデータが追い出されたときに行う。
3. キャッシュメモリへの書込みと同時にバッファに書き込んだ後、バッファから主記憶へ順次書き込む。
4. 主記憶を、独立して動作する複数のブロックに分けて、各ブロックに平行に書き込む。

CPUが情報を処理する速度に比較して、メインメモリへの書き込み・読み込み速度が遅すぎるというのは、最近のコンピュータに普遍してついてまわる問題です（ノイマンズ・ボトルネック）。この問題のために、さまざまなアプローチでの解法が用意されています。

キャッシュメモリと主記憶（メインメモリ）の同時に書き込む方式ライトスルー方式は常にキャッシュメモリとメインメモリの整合性が保たれるので管理が容易です（解答1の方法）。さらに、メインメモリに書き込む代わりにライトバッファに書き込み、ライトバッファが順次メインメモリに書き込むことで見た目の処理速度を向上させることもできます（解答3の方法）。
それに対し、とりあえずデータはすべてキャッシュメモリに書き込んでおき、キャッシュメモリが一杯になったり、処理時間に空きができたときに順次 主記憶に格納していく方式のことをライトバック方式と呼びます。キャッシュメモリとメインメモリの内容が一致しないため、データの管理が煩雑になるという欠点はあるものの、ライトスルー方式より高速に動作します。

なお、解答4はストライピングのことだと思われます。