[혼공컴운] Ch 6 메모리와 캐시 메모리

Chapter 6
메모리와 캐시 메모리

6-1. RAM의 특징과 종류

RAM의 특징

RAM에는 실행한 프로그램의 명령어와 데이터가 저장된다. 전원을 끄면 RAM에 저장된 명령어와 데이터가 모두 날아가는데 이런 저장 장치를 휘발성 저장 장치라고 한다. 이와 반대로 전원이 꺼져도 저장된 내용이 유지되는 보조기억장치는 비휘발성 저장 장치라고 한다.

 

보조기억장치는 전원을 꺼도 내용을 유지하지만 CPU는 보조기억장치에 직접 접근하지 못한다. 그래서 보조기억장치에는 '보관할 대상'을 저장하고, 휘발성 저장 장치인 RAM에는 '실행할 대상'을 저장한다.

 

RAM의 용량과 성능

CPU가 실행하고 싶은 프로그램이 보조기억장치에 있다면 이를 RAM으로 가져와야하는데 RAM의 용량이 적다면 보조기억장치에서 실행할 프로그램을 가져오는 일이 잦아 실행 시간이 길어진다. 

 

RAM의 종류

RAM의 종류	약자	의미	장점	단점
Dynamic RAM	DRAM	저장된 데이터가 동적으로 변하는 RAM	소비 전력이 비교적 낮고, 저렴하고, 집적도가 높아 대용	데이터의 소멸을 막기 위해 일정 주기로 데이터를 재활성화해야함
Static RAM	SRAM	저장된 데이터가 변하지 않는 RAM	시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않아 주기적으로 데이터를 재활성화할 필요 없음	전원이 공급되지 않으면 저장된 내용이 날아감. 집적도가 낮고 소비 전력이 크며 가격도 더 비쌈
Synchronous Dynamic RAM	SDRAM	클럭 신호와 동기화된 발전된 형태의 DRAM
Double Data Rate SDRAM	DDR SDRAM	대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만듬	SDRAM에 비해 두 배의 대역폭으로 한 클럭 당 두 번씩 CPU와 데이터를 주고 받을 수 있음

 

📌확인문제

1. 다음 설명을 읽고 SRAM에 대한 설명인지 DRAM에 대한 설명인지 쓰세요.

보기
SRAM, DRAM

(        ①       ): 주로 캐시 메모리로 활용

(        ②       ): 주로 주기억장치로 활용

(        ③       ): 대용량화하기 유리함

(        ④       ): 집적도가 상대적으로 낮음

 

 

2. 빈칸에 알맞은 말을 차례로 써 넣으세요.

DDR3 SDRAM은 DDR2 SDRAM에 비해 대역폭이 (      ①     )배 넓은 RAM입니다. 
DDR2 SDRAM은 DDR SDRAM에 비해 대역폭이 (     ②      )배 넓은 RAM입니다. 

 

 

❗정답❗
1. ① SRAM
    ② DRAM
    ③ DRAM
    ④ SRAM

2. ① 2, ② 2
 

 

 

6-3. 캐시 메모리

저장 장치 계층 구조

컴퓨터가 사용하는 저장 장치들은 'CPU에 얼마나 가까운가'를 기준으로 계층적으로 나타낼 수 있음

캐시 메모리

CPU와 메모리 사이에 위치하고, 레지스터보다 용량이 크고 메모리보다 빠른 SRAM 기반의 저장 장치

CPU의 연산 속도와 메모리 접근 속도의 차이를 조금이나마 줄이기 위해 생김

 

참조 지역성 원리

캐시 메모리는 한 가지의 원칙에 따라 메모리로부터 가져올 데이터를 결정함

캐시 히트

자주 사용될 것으로 예측한 데이터가 실제로 들어맞아 캐시 메모리 내 데이터가 CPU에서 활용될 경우

캐시 미스

자주 사용될 것으로 예측하여 캐시 메모리에 저장했지만 예측이 틀려 메모리에서 필요한 데이터를 직접 가져와야하는 경우

캐시 적중률

캐시 히트 횟수 / (캐시 히트 횟수 + 캐시 미스 횟수)

 

📌확인문제

1. 다음 보기에 있는 저장 장치들로 저장 장치 계층 구조 도식도를 채우세요.

보기
메모리, 보조기억장치, 캐시 메모리, 레지스터

 

2. 캐시 메모리와 관련된 설명 중 옳지 않은 것을 고르세요.

  ① 캐시 메모리는 CPU가 사용할 법한 데이터를 저장한다.

  ② 캐시 메모리는 참조 지역성의 원리에 입각해 데이터를 가져와 저장한다.

  ③ 캐시 메모리는 메모리와 CPU 사이에 위치한다.

  ④ 캐시 적중률이 높으면 캐시 메모리의 성능이 떨어진다.

 

 

❗정답❗
1. ① 레지스터
    ② 캐시 메모리
    ③ 메모리
    ④ 보조기억장치

2. ④
해설 - 캐시 적중률이 높으면 캐시 메모리의 성능이 좋아진다.