[컴퓨터 구조] 기억 장치

 

 

기억장치 계층 구조

 

고속, 소용량, 고가

 

CPU 내부기억장치 ( 휘발성 )

CPU / 레지스터 - 플립 플롭

L1, L2 : Cache Memory - SRAM

 

CPU 외부기억장치 ( 비휘발성 - 주기억장치 제외)

L3 : 주기억장치 ( 휘발성 ) - DRAM, SDRAM, DDR3

L4 : 디스크 캐쉬 - SSD

디스크

CD / DVD ROM

저가 데이터

 

저속, 대용량, 저가

 

 

 

 

 

• 메모리 반도체

정보를 저장

 

• 비메모리 반도체

연산, 논리 작업 등의 정보처리를 목적, 기억장치 아니다

 

 

 

 

 

계층 간 미스 (Miss)

 

바로 아래 계층에 필요한 데이터가 없는 상황

 

CPU

Cache

RAM

SSD (.exe)

 

가상메모리는 SSD의 일부 공간을 사용

 

 ex) 맵 데이터가 20기가이고, RAM이 16기가라면 RAM에서 맵을 모두 불러올 수 없다

따라서 하드의 일부 공간을 희생시켜서 마치 RAM의 공간인 것처럼 사용한다 -> 가상의 메모리

 

CPU(레지스터)에서 처리를 하려고 하는데 Cache에 데이터가 없으면 (1번째 미스) RAM으로 내려간다

RAM에도 없으면(2번째 미스) SSD까지 내려가서 데이터를 가지고 다시 올라간다 -> 시간 소요

 

 

 

 

 

Main Memory Access Time 최적화

 

접근 빈도 최소화 -> 메인 메모리에 접근하는 빈도수를 최소화한다 

캐시 기억장치에 올려놓는 것

메모리 인터리빙

 

 

 

 

 

지역성

 

프로그램이 기억 장치 내 정보를 한 순간에 특정 영역을 집중적으로 참조하는 특성  ( 정보를 퍼지게 하지 않음 )

 

시간적 지역성

최근 액세스된 프로그램이나 데이터가 가까운 미래에 다시 액세스 될 가능성이 높다 - 반복문

 

공간적 지역성

인접하게 저장된 데이터 - 배열, 테이블, 맵

 

순차적 지역성

명령어들은 기억장치에 저장된 순서대로 인출되어 실행 - 절차적 프로그래밍 ( 기능 중심 )

 

 

 

지역성 활용 사례

 

S/W 관점

선인출( pre-fetching ) : 캐시에서 곧 hit될 것 같은 부분을 미리 가져와서 miss를 방지

예상 paging

워킹셋

LRU, LFU 교체 정책

 

H/W 관점

기억장치 계층 구조

캐시메모리

CDN 서버