이번에는 기억장치 파트에 대해 정리하겠습니다.
1. 메모리
RAM
비휘발성인 보조기억장치는 책장, 휘발성인 RAM은 책상으로 비유 -> 책상에 책을 많이 가져올수록 왔다갔다하는 비용이 줄어듬
종류
DRAM: 저장된 데이터가 동적으로 변하는 RAM. 시간이 지나면 데이터가 소멸하고 속도는 느리지만, 가격이 저렴, 집적도 높음, 소비 전력 적음 - 주기억장치(RAM)에 사용.
SRAM: 정적인 RAM으로 데이터가 변하지 않고 속도가 빠르지만, 직접도 낮음, 소비 전력 높음, 가격 비쌈 - 캐시 메모리에 사용.
SDRAM: SRAM과는 관계없음. 클럭에 맞춰 동작하며 클럭마다 CPU와 정보를 주고받을 수 있는 DRAM.
DDR SDRAM: 최근에 가장 많이 사용. 대역폭(데이터를 주고받는 길의 너비)을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM. 한 클럭당 두 번씩 CPU와 데이터를 주고받을 수 있음.
메모리의 주소
MMU(Memory Management Unit)
논리 주소와 물리 주소 간 변환을 수행 - 베이스 레지스터가 100, 논리 주소가 50이면 물리주소는 150
또한 한계 레지스터를 두어 메모리 보호
한계 레지스터가 150이면 150을 넘는 논리주소를 가질 수 없음
캐시 메모리
CPU와 메모리 사이에 위치하고, 레지스터보다 용량이 크고 메모리보다 빠른 SRAM 기반의 저장 장치
최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향인 시간 지역성과 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향인 공간 지역성을 가집니다.
2. 보조기억장치
하드디스크
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자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치
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동그란 원판인 플래터에 데이터를 저장
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연속된 정보는 보통 한 실린더에 기록됨 - 디스크 암을 움직이지 않고도 바로 데이터에 접근할 수 있기 때문
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접근 시간= 헤드를 이동시키는 탐색 시간 + 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 회전 지연 + 컴퓨터로 데이터를 전송하는 전송 시간
플래시 메모리
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전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치
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우리가 일상적으로 접하는 거의 모든 전자제품 안에 내장
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셀: 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위 -
종이에 쓰고 지우고를 반복하면 종이가 찢어지는 것 처럼 셀도 수명이 있음
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SLC(Single Level cell): 한 셀에 1비트 저장, 2비트는Multiple(MLC), 3비트는Triple(TLC)
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읽기/쓰기 단위와 삭제 단위가 다름
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데이터를 저장하고 있지 않는
Free상태, 이미 유효 데이터를 저장하고 있는Valid상태, 쓰레기값(유효하지 않은 데이터)를 저장하고 있는Invalid상태가 있습니다. -
하드디스크와는 달리 덮어쓰기가 불가능하여
Valid상태에는 새 데이터를 저장할 수 없음 -
삭제하고 싶은 값이 있으면 쓰레기 값을 제외하고 새로 페이지를 만들어 유효값만 복사하는 가비지 컬렉션 기능을 제공
RAID
Redundant Array of Independent Disks
하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술로, 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술을 의미
RAID 0
- 여러 개의 보조기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 구성 방식
- 4TB 하나보다 1TB 4개가 이론상 속도가 4배 빠름
- 하나에 문제가 생기면 다른 모든 하드 디스크의 정보를 읽는 데 문제가 생길 수 있음
RAID 1
- 완전한 복사본을 만드는 방식
- 원본과 복사본 두 군데에 써야해서 쓰기 속도가 느림
- 데이터를 반 밖에 저장하지 못함
RAID 4
- 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보(패티리 비트)를 저장한 장치를 두는 구성 방식
- 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상(과부하)이 발생할 수 있음
RAID 5
- 패리티 정보를 여러 디스크에 분산하여 저장
RAID 6
- 서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식
- RAID 4나 RAID 5보다 안전한 구성
- 저장할 패리티가 두 개이므로 쓰기 속도는 RAID 5보다 느림
