ライトバック方式(らいとばっくほうしき)

CPUからのデータ更新要求に対し、直ちには主記憶へ反映させずキャッシュメモリのみを書き換え、そのブロックが後から別のデータに置き換えられて追い出される時点で主記憶へ反映する書込み制御手法。主記憶へのアクセス頻度を減らせるため、書込み処理を高速化できる。

詳細解説

キャッシュメモリ上のデータを書き換えた際、そのブロックには変更済みであることを示す制御ビット(ダーティビットや変更ビットと呼ばれる)が記録されます。キャッシュが満杯になり新たなブロックを読み込む際、追い出し対象となったブロックにこのビットが立っていれば、その時点で主記憶への書き戻しが行われます。反対に、読み出されただけで一度も変更されていないブロックが追い出される場合には、主記憶との内容が一致しているため書き戻しは行われません。

書込みのたびに主記憶も更新するライトスルー方式と比べると、同一箇所への連続した書込みがキャッシュ内だけで完結するため、システムバスの帯域消費を抑えて処理速度を高められます。一方で、書き戻しが完了するまではキャッシュと主記憶の値が一致しない状態が生じるため、複数のプロセッサやDMAコントローラーが主記憶を共有する環境では、データの整合性を維持するための制御回路が複雑になります。

ライトバック方式が問われた過去問

  • 2021(R3)春 午前 問12キャッシュメモリへの書込み動作には,ライトスルー方式とライトバック方式がある。それぞれの特徴のうち,適切なものはどれか。
  • 2021(R3)春 午前I 問4キャッシュメモリへの書込み動作には,ライトスルー方式とライトバック方式がある。それぞれの特徴のうち,適切なものはどれか。
  • 2023(R5)春 午前 問10キャッシュメモリへの書込み動作には,ライトスルー方式とライトバック方式がある。それぞれの特徴のうち,適切なものはどれか。
  • 2025(R7)春 午前II 問22キャッシュメモリへの書込み動作には,ライトスルー方式とライトバック方式がある。それぞれの特徴のうち,適切なものはどれか。

関連する分野

ハードウェア メモリ・キャッシュ

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