컴퓨터는 데이터를 저장하는 기억장치와 데이터를 연산하는 CPU, 그리고 입력·출력을 담당하는 장치들로 구성된다.
기억장치는 크게 주기억장치와 보조기억장치로 나뉘며, 입력장치에는 키보드와 마우스, 출력장치에는 모니터와 스피커 등이 있다.
오늘 알아볼 내용은 이중 기억장치, 즉 주기억장치와 보조기억장치에 대한 것이다.
목차
- 메모리 계층 구조
- 주기억장치
- 보조기억장치
- 캐시메모리
- 요약
1. 메모리 계층 구조
메모리 계층은 속도, 비용, 용량의 균형을 맞추기 위해 만든 구조이다. 이 구조는 컴퓨터 구조의 근간이라 할 수 있는 폰 노이만 구조에 의해 큰 영향을 받았다.
메모리 계층 구조의 위로 갈수록 빠르지만 비싸고, 아래로 갈수록 느리지만 저렴하다. 용량 또한 비용을 결정하는것에 영향을 미친다.
메모리 계층은 속도, 비용, 용량의 균형을 맞추기
위해 만들어진 구조이다. 이러한 구조는 컴퓨터 구조의 근간인 폰 노이만 구조의 영향을 크게 받았다.
메모리 계층 구조는 위로 갈수록 속도가 빠르지만 비용이 높고, 아래로 갈수록 속도는 느리지만 비용이 저렴하다. 또한 용량 역시 비용을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다.
2. 주기억장치(RAM/ROM)
주기억장치는 CPU가 현재 실행중인 프로그램과 데이터를 저장하는 기억장치이다.
RAM이 이러한 주기억장치의 대표적인 예시이다. 주기억장치는 운영체제나 게임과 같은 프로그램들이 실행될 때, 보조기억장치(HDD/SSD)에 저장된 데이터가 로드되어 사용된다.
장점
· CPU에 직접 접근할 수 있어 속도가 빠르다
· 데이터를 로드하는 과정에서 발생하는 계산 결과, 임시 데이터를 빠르게 저장하고 수정할 수 있다
단점
· 전원이 꺼지면 저장된 데이터가 사라진다(ROM은 제외)
· 보조기억장치에 비해 가격이 비싸다
3. 보조기억장치(HDD/SSD)
보조기억장치는 데이터를 장기간 보관하는 기억장치이다.
대표적으로 SSD와 HDD가 있으며, RAM과는 다르게 전원이 꺼져도 데이터가 유지되는 비휘발성 메모리라는 특징을 가진다.
장점
· 전원이 꺼져도 데이터가 유지된다(비휘발성 메모리)
· 대용량 저장이 가능하다
· 가격이 저렴하다
단점
· 상대적으로 속도가 느리다
· 일반적으로 CPU에 직접 접근이 불가능하다
4. 캐시 메모리
캐시 메모리는 메인 메모리와 CPU간의 데이터 속도 향상을 위한 중간 버퍼 역할을 하는 메모리이다. 쉽게 말해, 컴퓨터를 사용하며 자주 사용하는 데이터들을 임시 저장하여 CPU의 처리 속도를 향상시킨다. 이를 통해 RAM이 CPU에 직접 접근하는 횟수를 줄이고 처리속도를 향상시켜준다.
이러한 캐시 메모리는 l1, l2, l3(level) 캐시로 구성된다. l1 캐시는 CPU와 가장 가까워 제일 접근이 빠르지만 그만큼 용량이 작고(8~64KB), l3로 갈수록 상대적으로 접근은 느려지지만 더 큰 용량을 가진다(8MB| 주로 메인보드에 저장).
5. 요약
1)SSD/HDD는 데이터를 저장하는 공간. 주로 용량이 크고 비용이 싸다는 장점이 있다.
2)RAM은 실행 중인 데이터를 임시로 저장하는 공간이라 볼 수 있다. 속도가 굉장히 빠르다는 장점이 있다.
3)RAM이 CPU에 접근하는 횟수를 줄이고 처리속도를 향상시켜주기 위해 캐시 메모리를 사용한다.
