TLB와 MMU에 대한 이해

TLB(Translation Lookaside Buffer)란?

TLB는 CPU 내부의 작은 캐시로, 가상 주소를 물리 주소로 변환하는 매핑 정보를 저장한다. 이 정보를 빠르게 찾아 메모리 접근 속도를 향상시킨다.

TLB 사용의 이점

TLB를 사용하면 가상 주소를 물리 주소로 변환하는 데 필요한 시간을 단축할 수 있다. 이는 페이지 테이블을 메모리에서 직접 참조하는 것보다 훨씬 빠르기 때문이다.

MMU(Memory Management Unit)란?

MMU는 CPU 내부에 위치한 하드웨어 컴포넌트로, 가상 주소를 물리 주소로 변환하고 메모리 보호 등을 관리한다.

TLB와 MMU의 위치

TLB와 MMU는 CPU 내부에 위치하며, TLB는 MMU의 한 부분으로서 빠른 주소 변환을 도와준다.

멀티코어 환경에서의 TLB 동기화

멀티코어 프로세서에서는 각 코어가 자체 TLB를 가지며, TLB 일관성을 위해 운영 체제나 하드웨어적인 메커니즘이 제공된다. TLB 무효화 같은 방법을 통해 동기화를 수행한다.

Context Switching과 TLB

Context Switching 시, 새로운 프로세스의 가상 주소 공간으로 전환되면서 TLB에 저장된 이전 프로세스의 매핑 정보가 더 이상 유효하지 않게 된다. 시스템은 TLB를 무효화하고, 필요에 따라 새로운 프로세스의 매핑 정보로 갱신한다. 이 과정은 메모리 보호와 격리를 유지하는 데 필수적이다.