6_메모리와 캐시 메모리

Joon·2023년 7월 10일
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6-1. RAM의 특징과 종류

RAM의 하드웨어적 특성과 종류에 대해 알아보자.

◦ RAM의 특징

RAM 에는 실행할 프로그램의 명령어와 데이터가 저장된다. 여기서 중요한 점은 전원을 끄면 RAM에 저장된 명령어와 데이터는 모두 날아간다는 것이다. 이러한 저장 장치를 휘발성 저장 장치 라고 한다.

◦ RAM의 용량과 성능

CPU가 실행하고 싶은 프로그램이 보조기억장치에 있다면 이를 RAM으로 복사하여 저장한 뒤 실행한다.
RAM의 용량이 충분히 크다면 보조기억장치에서 많은 데이터를 가져와 미리 RAM에 저장할 수 있다. 즉 많은 프로그램을 동시에 실행하는데 유리하다.
그렇다고 RAM 용량이 필요 이상으로 커졌을 때 속도가 그에 비례하여 증가하지는 않는다.
책을 100권 이상 올려놓을 수 있는 책상에서 책을 읽든, 1,000권 이상 올려놓을 수 있는 책상에서 책을 읽든 간에 책장을 오가는 시간에는 별 차이가 없는 것과 마찬가지이다.

◦ RAM의 종류

1. DRAM

Dynamic RAM의 준말이다. Dynamic은 '동적의'를 의미하는데, 이는 저장된 데이터가 동적으로 변하는 것을 의미한다. 즉,DRAM은 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라지는 RAM이다.
데이터 소멸을 막기 위해 일정 주기로 데이터를 재활성화(다시 저장) 해야 한다.
소비 전력이 비교적 낮고, 저렴하고, 대용량으로 설계하기가 용이하기 때문에 일반적으로 DRAM을 사용한다.

2. SRAM

Static RAM의 준말이다. Static은 '정적의'를 의미하는데, 이는 저장된 데이터가 변하지 않는 RAM을 의미한다. DRAM과 달리 시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않아 데이터 재활성화 할 필요가 없기 때문에 일반적으로 DRAM보다 더 빠르다.
소비 전력이 비교적 높고, 비싸고, 대용량으로 설계하기가 용이하지 않기기 때문에 일반적으로 캐시 메모리에 사용된다.

3. SDRAM

SDRAM은 클럭 신호와 동기화된, 발전된 형태의 DRAM이다. 클럭에 맞춰 동장하며 클럭마다 CPU와 정보를 주고 받을수 있는 DRAM 이다.

DRAM 과 SRAM의 합성어라고 오해하기 쉽지만 SDRAM은 SRAM 과 관계가 없다.

4. DDR SDRAM

DDR SDRAM은 최근 가장 흔이 사용되는 RAM으로 대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM 이다.
대역폭이란 '데이터를 주고받는 길의 너비'를 의미한다.

6-2. 메모리의 주소 공간

주소에는 물리 주소와 논리 주소가 있다. 이 두 주소의 개념과 차이 그리고 두 주소간의 변환 방법에 대해 알아보자.

◦ 물리 주소와 논리 주소

메모리가 사용하는 물리 주소는 말 그대로 정보가 실제로 저장된 하드웨어상의 주소를 의미한다. 반면 CPU와 실행 중인 프로그램이 사용하는 논리 주소는 실행중인 프로그램 각각에게 부여된 0번지부터 시작되는 주소를 의미한다.
CPU는 실행중인 프로그램들이 몇 번지에 저장되어 있는지(물리 주소가 무엇인지) 알 필요가 없다. 새로운 프로그램이

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