[OS] 메모리 계층 구조

[OS] 메모리 계층 구조 (Memory Hierarchy)

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메모리에 관련 된 용량, 접근 속도, 비용 등의 특성을 필요 관계에 따라 나타낸 구조이다.

	빈도(메모리 접근)	속도	가격	용량
레지스터	높음 ↕ 낮음	빠름 ↕ 느림	높음 ↕ 낮음	작음 ↕ 큼
캐시
메모리
하드 디스크

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레지스터 (Register)

CPU가 요청을 처리하는데 필요한 데이터를 일시적으로 저장하는 기억장치이다.

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캐시 (Cache)

데이터나 값을 미리 복사해 높는 임시장소로 시스템의 효율성을 위해서 사용한다. 대부분의 메모리 접근은 특정한 위치의 근방에서 자주 일어나는 경향이 있기 때문에 데이터를 크기는 작지만 속도가 빠른 캐시메모리에 복사해 두면 평균 메모리 접근 시간을 아낄 수 있다. 종류는 외부캐시, 내부캐시, 디스크캐시 등이 있다.

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메모리 (Memory)

메모리는 기억장치라는 뜻을 가지고 있으며, 컴퓨터에서 수치/명령/자료 등을 기억하는 컴퓨터 하드웨어 장치이다.

RAM (Random Access Memory)

메모리라고 하면 주로 메인메모리 RAM을 의미하며 다른 말로는 주기억장치라고 한다. 휘발성 기억 장치로 컴퓨터가 빠른 액세스를 하기 위해 테이터를 단기간 저장하는 구성요소이다. 전원이 유지되는 동안 CPU의 연산 및 동작에 필요한 모든 내용이 저장되며 종료시 내용이 삭제된다. DRAM과 SRAM이 있으며 주기억장치는 DRAM을 의미하며, SRAM은 캐시나 레지스트리를 의미한다.

ROM (Read Only Memory)

고정 기억 장치로 읽기 전용 메모리이다. 컴퓨터에 지시사항을 영구히 저장하는 비휘발성 메모리로 전원이 종료되어도 저장된 내용을 유지한다. 

→ RAM은 읽기-쓰기, ROM은 읽기 전용
→ RAM은 휘발성, ROM은 비휘발성
→ ROM은 RAM의 범위보다 작다
→ RAM은 ROM 보다 비싸다
→ RAM(SRAM/정적 램, DRAM/동적 램), ROM(PROM, EPROM, EEPROM)으로 구분한다.
→ ROM은 컴퓨터를 부팅하는 데 필요하며, RAM은 CPU 처리에 중요하다.

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하드 디스크 드라이브 (Hard Disk Drive, HDD)

하드 디스크, 하드 드라이브, 고정 디스크는 비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치이다. 비휘발성 데이터 저장소 가운데 가장 대중적이며 용량 대비 가격이 가장 저렴하다.

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메모리 계층 구조에 대해서 알아보았습니다. 메모리 계층 구조의 필요성은 디코딩(명령어 해독 단계) 속도, 참조의 지역성(자주 쓰는 데이터는 계속 자주 쓰이는 것), 경제성이 있으며 이것들은 어떤 메모리를 어디에 사용하여야 할지 목적성을 알수있는 계기가 되는것 같습니다.