메모리와 캐시메모리

메모리

메모리는 PC 본체에 탑제되어있는 주기억장치(메인 메모리)를 의미함.

넓은 의미로는 데이터와 프로그램을 기억하는 매체전체를 의미하는 경우도 있음.

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RAM과 ROM

반도체 메모리에는 전원이 꺼지면 기억 내용이 사라져버리는 휘발성의 특징을 가진 RAM(Random Access Memory)와, 전원이 꺼져도 기억 내용이 사라지지않는 비휘발성의 특징을 가진 ROM(Read Only Memory)가 있음.

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RAM

RAM은 DRAM(Dynamic RAM)과 SRAM(Static RAM)으로 크게 분류됨.

DRAM은 콘덴서로 구성되어, 구성이 단순하기 때문에 고집적화가 가능하고 비트 단가가 저렴함. 메모리(주기억장치)로써 주로 이용됨.

SRAM은 플립 플롭으로 구성되어, 고속이지만 제조 비용이 비쌈. 캐시메모리로써 주로 이용됨.

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리프레시

DRAM은 콘덴서에 전하를 모아서 정보를 보존하지만, 방치하면 자연방전되버림.

이를 막기 위해 일정시간마다 콘덴서에 재입력하는 것을 리프레시라고 함.

DRAM은 리프레시가 필요하기 때문에 Dynamic(동적), SRAM은 리프레시가 필요없기 때문에 Static(정적).

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ROM

ROM은 마스크 ROM과 PROM(Programmable ROM)으로 크게 분류됨.

마스크 ROM은 제조시에 데이터를 입력하고 유저가 수정할 수 없는 반면, PROM은 유저가 수정 가능함.

최근에는 수정 가능한 롬도 많아짐.

PROM에는 자외선으로 데이터를 삭제하고 수정 가능 한 EPROM과 전기적으로 데이터를 삭제하고 수정 가능한 EEPROM, 이것을 개량한 플래시메모리 등이 있음.

플래시메모리는 전기적으로 전부 또는 일부를 삭제하고 수정 가능한 기억보존형의 메모리로 USB 메모리와 SD카드 등에 주로 이용됨.

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캐시메모리

CPU와 메모리 간에는 처리 속도에 큰 차이가 있음.

CPU가 고속으로 될 수록 메모리의 전송 속도가 따라갈 수 없게되고, CPU의 처리 능력을 충분히 발휘할 수 없게됨.

그렇기 때문에 기억용량은 작더라도 전송 속도가 빠른 캐시메모리를 CPU와 메모리 사이에 배치하여 시스템의 고속화를 기대할 수 있음.

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캐시메모리의 구조

CPU의 참조 빈도가 높은 데이터를 캐시메모리에서 읽어들이고, CPU가 다시 한 번 같은 데이터를 참조하는 경우, 메모리에 엑세스하지 않고 고속인 캐시메모리에 엑세스하는 것으로 고속화를 기대할 수 있음.

(첫 번째) 데이터를 메모리로부터 읽어들이고, 캐시메모리에서 일시적으로 기억함.

(두 번째 이후) 같은 데이터를 읽어들일 때는 캐시메모리로부터 읽어들임.

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1차 캐시 및 2차 캐시

PC의 카탈로그에 CPU의 1차 캐시 및 2차 캐시라고 적혀있는 것은 캐시메모리로 CPU가 엑세스한 순서에 의해 명칭이 나눠짐.

일반적으로 CPU는 1차 캐시, 2차 캐시, 메모리의 순으로 엑세스함.