令和3年度 ITパスポート試験 公開問題 問64 解説 CPUの記憶回路

この問題は、記憶装置の階層構造における「CPUとの距離」と「速度」の関係から判断します。選択肢の中で「CPU内部」にあるというキーワードに着目し、最も高速で小容量なものを選択するのが正解への近道です。

CPUの記憶装置における役割分担

コンピュータの記憶階層において、CPUから見て最も近い位置にあり、計算処理を直接補助するのがレジスタです。CPUは演算を行う際、まずこのレジスタにデータを読み込み、処理結果を再びレジスタに戻します。レジスタはCPU内部の部品の一部であり、電気信号の伝達距離が物理的に極めて短いため、主記憶やストレージとは比較にならないほど高速に動作します。一方で、極めて高価で回路面積を占有するため、その容量は数バイトから数百バイト程度と非常に小さく抑えられています。

他の選択肢の役割と立ち位置

アのGPUは画像処理に特化した演算装置です。CPUとは別のプロセッサであり、記憶装置の名称ではありません。イのSSDはデータを永続的に保存するための補助記憶装置です。主記憶やレジスタと比較して非常に低速ですが、電源を切ってもデータが消えないという特徴があります。ウの主記憶（メモリ）は、CPUが処理するプログラムやデータを一時的に置く場所です。レジスタよりは低速ですが、SSDなどの補助記憶装置よりは高速です。CPUの外部にある装置であるため、CPU内部のレジスタとは区別して覚える必要があります。

試験で問われる記憶階層のポイント

ITパスポート試験では、記憶装置を「容量」と「速度」の観点で並べ替える問題が頻出します。以下の順序を覚えておくとスムーズです。

速度（速い順）: レジスタ ＞ キャッシュメモリ ＞ 主記憶 ＞ 補助記憶 容量（大きい順）: 補助記憶 ＞ 主記憶 ＞ キャッシュメモリ ＞ レジスタ

この逆転現象を理解していると、上位階層のメモリが不足した場合に下位のメモリがその役割を代替する仕組み（仮想記憶など）の理解にもつながります。

• 初心者のためのポイント学習（メモリの階層構造）