キャッシュ方式のライトバックとライトスルーって

Question

キャッシュ方式のライトバックとライトスルーってどっちが普及してるんですか？
ほとんど一般の製品はライトスルーなのかな？

ちなみにこの書き込み方式はハードウェアでもう固定されているものなのでしょうか？それとも設定によって変更できるものなのでしょうか？

なんだか取り留めない質問ですが、わかる方よろしくお願いいたします。

10451198 · Accepted Answer

Ｐｅｎｔｉｕｍ４以降のインテルＣＰＵはすべてライトバックです。よって、パソコン用ＣＰＵのキャッシュとしては、ライトバックが圧倒的といえるでしょう。

一般にライトバック方式のキャッシュはライトスルーとしても動作できます。よって、ＣＰＵはライトバックキャッシュをＨＷとしてもち、必要に応じてライトバックまたはライトスルーとして使うのです。

現在のパソコンで使われるＣＰＵは、ライトバック方式のキャッシュをＨＷとしてもち、ＭＥＳＩ方式で制御しています。で、ＳとＩだけの状態を使うようにすれば、ライトスルーとして動作するのです。ＭＥＳＩ全部をつかえばライトバックね。このあたりの制御はＣＰＵの中のＭＴＲＲの設定によって行います。

それから、既出の回答で、ちょっと気になる部分があったので補足をしておきます。
＞i486のL1キャッシュはライトスルー方式
初期は確かにそうでしたが、後期にはライトバックになりました。（Ｐ２４Ｄ）
また、４８６は１段しかキャッシュがないので、わざわざＬ１とはいいません。

＞Pentium4のL1キャッシュはライトスルー方式とライトバック方式の組み合わせ
Ｐｅｎｔｉｕｍ４は２種類あり、Ｌ１キャッシュはをれぞれライトスルーとライトバックですが、組み合わせではありません。
また、Ｐｅｎｔｉｕｍ４はＬ２が搭載されており、これがライトバックです。インテルＣＰＵはインクルーシブですので、Ｌ１の方式はあまり問題ではなく、もっとも外側のＬ２がライトバックであることをもって、ＣＰＵ全体としてライトバック、とします。
つまりＰｅｎｔｉｕｍ４は、Ｌ１の方式とは無関係に、ライトバックです。

siremono2496 · Answer

AMDのCPUでは、L1とL2で同じデータ領域を持たない排他方式（エクスクルーシブ）です。キャッシュはコストの問題から、むやみに容量を大きくできないので、L1にあるものはL2で持たない方が、キャッシュの利用効率を高くできるという発想です。

しかし、排他制御にかかる時間が存在するので、何も考えずに同じデータを持つ方が高速だという考え方もあります。インテルはこの方法ですね。

また最近は、CPUコアが複数あるので、それぞれのコアにどうキャッシュを持たせるのかが問題になります。L1もL2も個別に持つか、L1だけ個別でL2を共有するか…

これがなぜ問題になるかと言えば、例えばコア1とコア2で同じメモリ領域にアクセスしているとき、それぞれのコアで違うデータを書き込むと、お互いの認識にずれが生じるからです。どこかで意思統一しないと致命的誤動作につながりますが、それをいつ、どうやって行うのが良いかという問題です。キャッシュの一貫性制御（コヒーレンシ制御）が必要になるわけですね。

ここでもライトバックだと、話がいっそう複雑になりそうだというのは、容易に想像できると思います。

ところで、もうこの次元の話になると、めいめい勝手に勉強してくれってことじゃダメなんですかね？（笑）

takepon256 · Answer

＞書き込み方式はハードウェアでもう固定されているものなのでしょうか？
＞知りたかったのはCPUのキャッシュのことです。

LSIで作りこんでいるものはハードウェア固定。
・i486のL1キャッシュはライトスルー方式
・Pentium4のL1キャッシュはライトスルー方式とライトバック方式の組み合わせ
・AthlonXPのL1キャッシュはライトバック方式

ソフトウェア上のキャッシュは変更可能。

それぞれ設計思想が違うだけなので、どちらが一般的に普及しているのかでは無いと思います。
（安全性と速度性能、設計工数（作りやすさ）のトレードオフ）

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8F%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%BC%E3%83%89%E3%83%BB%E3%82%A2%E3%83%BC%E3%82%AD%E3%83%86%E3%82%AF%E3%83%81%E3%83%A3

ymmasayan · Answer

メモリーキャッシュの話ならハード固有のものでソフトではコントロールできません。
しかも階層化が普通ですからＬ１とＬ２で方式が違ったりします。↓
いずれにしてもメモリーキャッシュはＯＳからも見えません。
結局コストパーフォーマンスによって方式が選ばれるわけです。

それにしてもパソコン教室で出るのが信じられないような質問ですね。
情報処理試験の講座なら出るかも知れませんが。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%A3%E3%83%83%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA

siremono2496 · Answer

普及という意味では、対象にもよります。WindowsXPのハードディスクだと、デバイスマネージャでハードディスクのプロパティを見れば「ディスクの書き込みキャッシュを有効にする」というチェックボックスがあり、普通は有効になっていると思いますので、ライトバックの方が普及していると言えるでしょう。

Windowsのディスクキャッシュは、OSが用意している機能なので、ハードウェア固定ではありません。一方、ディスクドライブが持っているキャッシュについては、ハードウェアに依存します。

性能的にはライトバックの方が速いですが、ライトスルーの方が安全（特に取り外し可能なメディア）であることは確かです。ライトスルーだと書き込み中さえ避ければ、原則的にいつ取り外したり電源を切っても、データが壊れる心配はありませんが、ライトバックだとキャッシュの中身を反映する前に操作したら、最悪の場合は管理領域が壊れてデータが全滅という恐れもあり得ます。

なお、ライトバックの場合でも、キャッシュの中身を反映するまでの時間（キャッシュ上にしか正しいデータが存在しない時間）が短ければ、性能は低下する反面、安全度は高まります。Windowsでは、比較的反映するまでの時間は短めだと思います。UNIXだと、ユーザーが明示的にキャッシュを反映しろと指示するまでキャッシュ上だけで何とかしようとするものもあるので、こういう環境でうっかり電源を切ると、大変なことになります。

CPU内蔵のキャッシュにもライトバックとライトスルーがあり、L1はライトバックだけどL2はライトスルーといった、混合式の場合もあります。BIOSでどっちか選べるかも知れませんが、積極的に変える意味はないのでは？

chiezo2005 · Answer

なんのキャッシュの話でしょうか？

USBメモリーやHDDのキャッシュでしたら，ソフト的に設定できます。
HDDのプロパティのポリシーでキャッシュを有効にするにチェックすると
ライトバック動作，チェックがないとライトスルー動作になります。

キャッシュ方式のライトバックとライトスルーって

Ｐｅｎｔｉｕｍ４以降のインテルＣＰＵはすべてライトバックです。

AMDのCPUでは、L1とL2で同じデータ領域を持たない排他方式（エクスクルーシブ）です。

＞書き込み方式はハードウェアでもう固定されているものなのでしょうか？

メモリーキャッシュの話ならハード固有のものでソフトではコントロールできません。

普及という意味では、対象にもよります。

なんのキャッシュの話でしょうか？

この回答への補足

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