正答3
解説
正解は3です。
キャッシュメモリの仕組みと効果を問う問題です。
キャッシュメモリは、プロセッサと主記憶の速度差を埋めるために置く小容量の高速メモリです。
【選択肢別解説】
1：× キャッシュの転送単位（ブロック）は数十バイト程度の小さな単位です。
仮想記憶のページ（数キロバイト）と同じにすると転送の無駄が増え、効率が上がるとはいえません。
2：× 汎用レジスタは、命令が直接指定して演算に使う記憶場所です。
キャッシュはプログラムから意識されない主記憶の写しであり、働きが異なります。
3：○ 主記憶とプロセッサの速度差が大きいときは、1次キャッシュと2次キャッシュのように多段にします。
1次で外れても2次で当たれば主記憶を読むより速く、実効アクセス時間を短縮できます。
4：× ミスヒットのときは、必要なブロックだけを主記憶から読み込みます。
置き換えるのは追い出し対象のブロックだけで、キャッシュ全体は消去しません。
【ポイント】
実効アクセス時間は、ヒット率をh、キャッシュのアクセス時間をTc、主記憶をTmとしてh×Tc＋(1−h)×Tmで求めます。
多段構成はこの式を段ごとに重ねたものと考えられます。