ライトスルー方式

読み:らいとするーほうしき / 英語表記:write-through

キャッシュメモリへの書込み方式の1つ。キャッシュの更新のたびに主記憶にも書き込み、データの追い出しを待たずに反映する。更新済みのデータをキャッシュから追い出すときの書き戻しは不要だが、主記憶への書込み回数は多くなる。

イマシルちゃんの解説

キャッシュメモリにあるデータを書き換えたら、主記憶にもその変更を伝える必要があるよ。
ライトスルー方式は、キャッシュを更新するたびに主記憶にも書き込む方式なんだ。
主記憶にも更新を伝えておくから、キャッシュからデータを追い出すときに最新の内容を移し直さなくて済むよ。
ただし主記憶への書込みが毎回発生するから、その処理がCPUの待ち時間につながることがあるんだ。
そこで書込み待ちのデータをライトバッファにいったん預け、CPUが次の処理へ進めるようにする工夫も使われるよ。

より深い解説

定義

ライトスルー方式は、CPUがデータを書き込むとき、キャッシュメモリと主記憶装置の両方に同時に書き込む方式である。

特徴

項目内容
主記憶との一致主記憶の内容が、常にキャッシュの内容と一致する
書込みの速さ遅い主記憶への書込みを毎回待つので、遅い
追い出すとき主記憶はすでに最新なので、書き戻しは不要
仕組み単純

書込みの遅さを補うため、主記憶への書込みをいったんライトバッファにためておき、CPUはその完了を待たずに次の処理に進む工夫がよく使われる。

ライトバック方式との比較

ライトスルー方式ライトバック方式
書き込む先キャッシュと主記憶の両方キャッシュだけ
書込みの速さ遅い速い
主記憶との一致常に一致する一時的に一致しない
追い出すときの書き戻し不要書き換えたデータなら必要
主記憶へのアクセス回数多い少ない

向いている場面

主記憶とキャッシュの内容が常に一致しているので、ほかの装置(DMAで主記憶を読む入出力装置や、別のCPU)が主記憶を直接読むときにも、古いデータを読む心配がない。障害で電源が落ちたときに、書いたはずのデータが失われるリスクも小さい。

ストレージのキャッシュ(RAIDコントローラーなど)でも同じ考え方が使われ、データの安全を優先する場合はライトスルーが選ばれる。

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ネットワークスペシャリスト

午前Ⅱ

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