캐시 메모리

캐시 메모리

CPU는 프로그램을 실행하는 과정에서 메모리에 저장된 데이터를 빈번하게 사용한다
앞 게시물에서도 말했듯이 매번 CPU에 접근해 데이터를 가져오는거 보다 레지스터에 저장하여
데이터에 접근하는것이 더 빨랐다. 그럼 레지스터 말고는 다른 방법이 없을까 생각이 들 때,
사용하는 저장 장치가 바로 캐시 메모리다! → SRAM 기반의 저장 장치
→ L1, L2, L3 캐시로 나누어져 L1, L2는 코어 내부에 존재하고 L3는 코어 외부에 존재

출처 : 강민철님 , ⌜혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제⌟, 한빛미디어, 2022, 200쪽

저장 장치 계층 구조

1. CPU와 가까운 저장 장치일수록 빠르고, 멀리 있는 저장 장치는 느리다
2. 속도가 빠른 저장 장치는 저장 용량이 작고, 가격이 비싸다.
   
   출처 : 강민철님 , ⌜혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제⌟, 한빛미디어, 2022, 199쪽
   
   출처 : 강민철님 , ⌜혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제⌟, 한빛미디어, 2022, 201쪽

참조 지역성의 원리

캐시 히트 → CPU가 사용할 법한 대상을 예측하여 저장한 뒤, 캐시 메모리 내 데이터가 CPU에서 활용되는 경우
캐시 미스 → 예측이 틀려 필요한 데이터를 메모리에서 직접 가져와야 하는 경우
캐시 적중률 → 캐시 히트 횟수 / 캐시 히트 횟수 + 캐시 미스 횟수
→ 보통 우리가 사용하는 컴퓨터의 캐시 적중률은 85~95% 정도
캐시 메모리는 참조 지역성의 원리로 메모리부터 가져올 데이터를 결정한다.

시간 지역성과 공간 지역성

시간 지역성 → 최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향
공간 지역성 → 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향

출처 : 강민철님 , ⌜혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제⌟, 한빛미디어, 2022, ~205쪽