컴퓨터 구조(6) - 메모리와 캐시 메모리

RAM(메모리, 주 기억 장치)

= 휘발성 저장 장치

vs

비휘발성 저장 장치(보조 기억 장치)

 

RAM의 종류

• DRAM(dynamic): 시간이 지나면 휘발됨
• SRAM(static): 전력이 공급되는 중에는 사라지지 않음
• SDRAM(synchronous dynamic): 동기식 DRAM

 

메모리의 주소

• 물리 주소: 메모리가 사용하는 하드웨어상의 주소
• 논리 주소: CPU와 실행 중인 프로그램이 사용하는 주소

물리 주소 = 논리 주소 + MMU(memory management unit)

*메모리 보호 기법으로 베이스 레지스터와 한계 레지스터가 쓰임

-> 논리 주소는 한계 레지스터보다 클 수 없음!

 

저장 장치 계층 구조(memory hierarchy)

: CPU와 얼마나 가까운가를 기준으로 계층적으로 나타낼 수 있음

위로 갈수록 빠르고 비쌈

 

캐시 메모리

: CPU와 메모리 사이에 위치하여 CPU 연산 속도와 메모리 접근 속도의 차이를 줄임

- 코어와 가까운 순으로 L1, L2, L3 캐시라고 부름

 

멀티 코어 프로세서에서 L1 캐시와 L2 캐시는 코어마다 고유한 캐시로 할당되고 L3 캐시는 여러 코어가 공유하는 형태임

 

더 나아가 L1을 명령어만을 저장하는 L1 I캐시와 데이터만을 저장하는 L1 D로 나누기도 함

 

참조 지역성

캐시는 메모리보다 용량이 작기 때문에 캐시 메모리는 CPU가 사용할 법한 대상을 예측해서 저장함. 이때 참조 지역성을 사용

캐시 미스를 줄이고 캐시 히트를 높이기 위한 방법(캐시 적중률을 높이기 위한 방법)

• 공간 지역성: 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향
• 시간 지역성: 최근에 접근한 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향