[컴퓨터 구조] 6-3 캐시 메모리

이 글을 혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제 (한빛미디어) 책을 읽고 혼자 공부한 내용입니다.
잘못 이해한 부분이 있을 수 있고, 문제가 있는 부분 댓글로 알려주시면 수정하겠습니다.

 

저장 장치 계층 구조

컴퓨터가 사용하는 저장 장치들은 'CPU에 얼마나 가까운가'를 기준으로 계층적으로 나타냄

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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 탄생

캐시 메모리들은 CPU(코어)와 가까운 순서대로 계층을 구성

가까운 캐시 메모리를 L1 (Level) 캐시, 그 다음 L2, 그 다음 L3 캐시...

(일반적으로 L1, L2는 코어 내부에, L3는 코어 외부에 위치)

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참조 지역성 원리

CPU가 사용할 법한 대상을 예측하여 저장

실제로 들어맞는다? 캐시 히트

틀려서 메모리에서 직접 가져와야 한다? 캐시 미스 

 

캐시 히트의 비율을 캐시 적중률

캐시 히트 횟수 / 캐시 히트 횟수 + 캐시 미스 횟수

 

참조 지역성의 원리 : CPU가 메모리에 접근할 때 주된 경향을 바탕으로 만들어진 원리

1. CPU는 최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향이 있다.

2. CPU는 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향이 있다.

 

첫째, '최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향'은 ?

- CPU는 최근에 접근했던 (변수가 저장된) 메모리 공간을 여러 번 다시 접근할 수 있음

-> 시간 지역성 

 

둘째, '접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향' ?

-> 공간 지역성

CPU가 워드 프로세서 프로그램을 실행할 적에는 워드 프로세서 프로그램이 모여 있는 공간 근처를 접근,

사용자가 입력을 할 적에는 입력 기능이 모여 있는 공간 근처를 집중적으로 접근