컴퓨터 구조 ‐ 메모리와 캐시 메모리 - dnwls16071/Backend_Study_TIL GitHub Wiki

📚 RAM

DRAM(Dynamic RAM) : 주기억장치 용도

• 저장된 데이터가 동적으로 사라지는 RAM
• 데이터 소멸을 막기 위해 주기적으로 재활성화
• 일반적으로 메모리롤 사용되는 RAM이 바로 DRAM

SRAM(Static RAM) : 캐시 메모리 용도

• 저장된 데이터가 정적인(사라지지 않는) RAM
• DRAM보다 일반적으로 더 빠름

📚 메모리의 주소 공간

• 물리 주소 : 정보가 실제로 저장된 하드웨어상의 주소
• 논리 주소 : 실행 중인 프로그램 각각에게 부여된 0번지부터 시작되는 주소

• 물리 주소와 논리 주소의 변환 > MMU라는 하드웨어에 의해 변환

📚 메모리 보호

• CPU에서 메모리에 접근하기 전에 접근하고자 하는 논리 주소가 한계 레지스터보다 작은지를 항상 검사한다.
  • 실행 중인 프로그램의 독립적인 실행 공간을 확보함과 동시에 하나의 프로그램이 다른 프로그램을 침범하지 못하게 보호

• 인터넷 브라우저의 논리 주소는 MMU에 의해 2000~2999번지의 물리 주소에 할당되었다고 가정
• 1100번지는 메모장의 물리 주소 영역에 해당하므로 다른 프로그램을 침범하게 되는데 이런 메모리 보호를 위해 한계 레지스터라는 개념이 존재
• CPU 논리 주소가 한계 레지스터보다 작은지를 우선적으로 체크한 후 한계 레지스터보다 작다면 베이스 레지스터 + 논리 주소를 계산하여 물리 주소로 변환한다.
• 만약 CPU 논리 주소가 한계 레지스터보다 크다면 인터럽트가 발생한다.

📚 캐시 메모리

• CPU가 메모리에 접근하는 시간은 CPU 연산 속도보다 느리다.
• CPU와 메모리 사이에 위치한 레지스터보다 용량이 크고 메모리보다 빠른 SRAM 기반 저장장치
• 메모리에서 CPU가 사용할 데이터를 미리 캐시 메모리로 가져와서 씀으로써 빠른 메모리 접근 속도를 개선

📚 저장장치 계층구조 - 레지스터 vs RAM vs 메모리

• CPU와 가까운 저장 장치는 빠르고 멀리 있는 장치는 느리다.
• 속도가 빠른 저장 장치는 용량이 작고 가격이 비싸다.

📚 참조 지역성의 원리

참조 지역성의 원리란, CPU가 메모리에 접근할 때 주된 경향을 바탕으로 만들어진 원리를 말한다.

• CPU는 최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향이 있다.
• CPU는 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향이 있다.