메모리 계층 구조
컴퓨터에서 '자주 쓰는 데이터는 계속 자주 쓰인다.'라고 한다. 그럼 자주 쓰이는 데이터를 더 빨리 읽어오고, 덜 자주 쓰이는 데이터를 상대적으로 천천히 읽어오면 더 쾌적하게 컴퓨터를 사용할 수 있을 것이다. 이러한 필요에 따라 메모리를 여러 가지 종류로 나누어 둔 것을 메모리 계층 구조라고 한다.
위 그림을 보면 최상단에 CPU 레지스터가 있고, 두번째는 L1, L2, L3순서로 캐시가 있다. 그리고 세번째는 RAM, 네번째는 HDD, SSD와 같은 대용량 저장장치들이 있다.
레지스터와 캐시는 CPU 내부에 위치하므로, 가장 빨리 데이터를 읽어올 수 있다. 주기억장치에 해당하는 RAM은 CPU 외부에 있지만 다른 장치들 보다 상대적으로 CPU와 가까이 위치하여 레지스터, 캐시보다는 느리지만 빠르게 읽어올 수 있다. (레지스터, 캐시, 메모리는 CPU가 직접 접근이 가능하다.)
CPU와 가장 멀리 위치한 저장장치인 HDD, SSD는 CPU가 직접 접근할 수 없다. HDD, SSD에서 데이터를 읽어들이기 위해서는 HDD, SSD의 데이터를 메모리로 이동시키고, 메모리에서 접근해야 한다. 따라서 HDD, SSD는 레지스터, 캐시, 메모리와 비교하면 접근속도가 아주 느린 편이다.
따라서 메모리 계층의 위치에 따라 아래와 같은 특징이 있다.
1. 그림의 상층부로 갈 수록 데이터를 읽어들이는 빈도가 높다.
2. 그림의 상층부로 갈 수록 속도가 빠르다.
3. 그림의 상층부로 갈 수록 가격이 비싸다.
4. 그림의 상층부로 갈 수록 용량이 작다.
- (참고) 주기억장치
- RAM(SRAM, DRAM), ROM- SRAM은 캐시 메모리에 많이 사용되며, 전원이 연결되어 있는 동안 정보를 유지한다.
- DRAM은 보통의 main memory로 정보를 유지하기 위해서는 전원이 연결되어 있더라도 주기적으로 충전이 필요하다.
- ROM은 읽기 전용 메모리로 RAM과 달리 비휘발성 메모리이다.
- (참고) 보조기억장치
- 자기테이프, HDD, SSD, USB, 블루레이 등
참고사이트 :
https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/UsefulNotes/MemoryHierarchy
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC_%EA%B3%84%EC%B8%B5_%EA%B5%AC%EC%A1%B0
