💻 메모리와 캐시 메모리

스이연 2025. 2. 11. 02:24

RAM의 특징과 종류

RAM의 용량이 클수록 ROM에서 데이터를 많이 가져와 실행 할 수 있어서 프로그램을 빠르게 실행하는데 유리함
- ex) ROM = 책장, RAM = 책상

DRAM
- 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라지는 RAM
- 데이터의 소멸을 막기 위해 일정 주기로 데이터를 재활성화(다시저장) 해야 함
- 소비전력이 비교적 낮고 저렴하고 집접도가 높기(=더 작고 빽빽하게 만들 수 있다) 때문에 대용량으로 설계하기가 용이함
- 주기억장치(RAM)에서 사용됨
SRAM
- 저장된 데이터가 변하지 않는 RAM
- 시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않음
- 주기적으로 데이터를 재활성화 할 필요 없음
- DRAM보다 일반적으로 속도가 빠름
- 전원이 공급되지 않으면 저장된 내용은 날아감
- 대용량으로 만들어질 필요는 없지만 속도가 빨라야 하는 저장 장치
- 캐시 메모리에서 사용됨
SDRAM
- 클럭 신호와 동기화된, 발전된 형태의 DRAM
  - 클럭 신호화 동기화 됨 = 클럭 타이밍에 맞춰 CPU와 정보를 주고받을 수 있음을 의미
  - 즉 클럭에 맞춰 동작하며 클럭마다 CPU와 정보를 주고받을 수 있는 DRAM
DDR SDRAM
- 최근 가장 흔히 사용되는 RAM
- 대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM
  - 대역폭 : 데이터를 주고받는 길의 너비
- 전송 속도가 빠름
- SDR SDRAM : 한 클럭당 하나씩 데이터를 주고 받을 수 있는 SDRAM

물리주소
- 정보가 실제로 저장된 하드웨어상의 주소를 의미
논리 주소
- 실행 중인 프로그램 각각에게 부여된 0번지부터 시작되는 주소를 의미
메모리가 사용하는 주소는 하드웨어상의 실제 주소인 물리주소이고 CPU와 실행 중인 프로그램이 사용하는 주소는 각각의 프로그램에 부여된 논리 주소임
논리 주소와 물리 주소 간의 변환은 CPU와 주소 버스 사이에 위치한 메모리 관리 장치라는 하드웨어에 의해 수행됨
베이스 레지스터
- 프로그램의 가장 작은 물리주소, 즉 프로그램의 첫 물리 주소를 저장하는 셈
논리 주소
- 프로그램의 시작점으로부터 떨어진 거리

한계 레지스터
- 논리 주소 범위를 벗어나는 명령어 실행을 방지하고 실행 중인 프로그램이 다른 프로그램에 연향을 받지 않도록 보호하는 레지스터
- 논리 주소의 최대 크기를 저장
베이스 레지스터 = 1500, 한계 레지스터 = 1000
- 물리적 주소 시작점 = 1500번지, 프로그램 크기 = 1000 = 프로램이 1000번지를 넘어서는 안됨
CPU가 한계 레지스터보다 높은 논리 주소에 접근하려고 하면 인터럽트(트랩)을 발생시켜 실행을 중단 함

저장 장치 계층 구조
- CPU에 얼마나 가까운가를 기준으로 계층적으로 나타내는 것
  - 속도 : 레지스터 > 메모리 > 보조기억장치
  - 가격 : 레지스터 > 메모리 > 보조기억장치
  - 저장 용량 : 보조기억장치 > 메모리 > 레지스터

캐시 메모리
- CPU와 메모리 사이에 위치
- 레지스터보다 용량이 크고 메모리보다 빠른 SRAM 기반의 저장 장치
- CPU의 연산 속도와 메모리 접근 속도의 차이를 조금이나마 줄이기 위해 탄생
코어와 가까운 순서대로 계층을 구성
- L1 캐시
- L2 캐시
- L3 캐시

참고 자료
혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제