캐시 메모리 (Cache Memory)

저장 장치 계층 구조

: 각기 다른 용량과 성능의 저장 장치들을 계층화하여 표현한 구조

캐시 메모리 (Cache Memory)

• CPU와 메모리 사이에 위침
• 레지스터보다 용량 크고, 메모리보다 빠른 SRAM 기반 저장 장치
• 메모리에서 CPU로 매번 데이터를 가져오면 시간이 오래 걸리기 때문에, 사용할 일부 데이터를 미리 캐시 메모리로 가져와서 쓰기 위해 만들어짐

즉, CPU의 연산 속도와 메모리 접근 속도의 차이를 줄이기 위한 저장 장치

• 캐시 메모리 종류
  

Q. 캐시 메모리는 용량이 적은데, 무엇을 저장해야 잘 저장했다고 소문이 날까?

A. CPU가 사용할 법한 대상을 예측하여 저장해야 함

예측이 맞으면 캐시 히트
예측이 틀리면 캐시 미스
캐시가 히트되는 비율을 캐시 적중률이라 함

캐시 적중률 = 캐시 히트 횟수 / (캐시 히트 횟수 + 캐시 미스 횟수)

Q. CPU가 사용할 데이터를 어떻게 알 수 있나?

A. 참조 지역성의 원리를 바탕으로 캐시 메모리는 메모리에서 가져올 데이터를 결정함.

참조 지역성의 원리

CPU가 메모리에 접근할 때, 주된 경향을 바탕으로 만들어진 원리

• 시간 지역성
  CPU는 최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향이 있음
  
  
• 공간 지역성
  CPU는 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향이 있음

<출처>
"혼자 공부하는 컴퓨터구조+운영체제".강민철.https://www.youtube.com/playlist?list=PLVsNizTWUw7FCS83JhC1vflK8OcLRG0Hl (2023.04.29)

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책과 강의를 통해 학습한 내용을 요약 정리했습니다.