컴퓨터는 수 많은 정보를 어떻게 기억할까?🤔

기억장치

컴퓨터가 계산을 수행하기 위해서는 비트 또는 바이트의 형태로 기억장치에 저장할 수 있어야 한다.
컴퓨터가 나중에 데이터를 검색할 수 있도록 말그대로 보관을 하는 것인데 기억장치는 종류마다 서로 다른 속도를 가지고 내부에 저장할 수 있는 양에 차이가 있다.

CPU캐시, 하드디스크, RAM

• CPU(중앙처리장치)는 용량이 매우큰 파일이나 데이터를 처리해야 하지만 한번에 32또는 64비트이 블록 단위로 사실 굉장히 적은 양의 데이터를 계산할 수 밖에 없다. 하지만 중앙처리장치는 이러한 비트들을 굉장히 빠른 속도로 처리할 수 있다.

• HDD(하드디스크)는 CPU보다 훨씬 많은 양의 데이터를 저장할 수 있다. (GB,TB등) 이 처럼 하드디스크는 많은 양의 데이터를 기억장치에 저장할 수 있다. 하지만 데이터를 읽고 쓰는 데에 많은 시간이 소요됩니다. (느리다)

• RAM은 임의 접근 기억장치로 CPU와 HDD의 중간에 있다. RAM은 하드디스크보다 훨씬 빠르게 데이터를 읽고 쓸수있다. 그래서 실행중인 프로그램이나 열려있는 파일들이 더 빨리 접근될 수 있도록 메모리를 저장하는데 쓰인다.

L1,L2,L3 캐시

• RAM보다 더 빠르게 정보를 읽고 쓰는 더 작은 단위의 기억장치들도 있지만, 결과적으로 기억장치 용량이 더 작다. 그게 바로 L1,L2,L3캐시인데, L1이 가장 작고 빠르고 L3이 제일 느리다. 하지만 결과적으로 L3여도 RAM보다 빠르다.

일반적으로 기억장치의 타협점은 용량과 속도에서 찾게된다.
속도가 빠른 기억장치는 용량이 작고 , 용량이 큰 기억장치는 속도가 느립니다.
그리고 같은 용량의 크기더라도 속도가 빠른 기억장치가 더 비쌉니다.

우리가 컴퓨터에서 여러 프로그램을 동시에 실행하기 위해서는 운영체제와 프로그램이 함께 실행되어야하는데 이때는 RAM을 사용합니다. 단, 너무 많은 공간의 RAM이 사용된다면 요즘에는 가상 기억장치라는 것을 사용해 일시적으로 데이터를 RAM에서 하드디스크로 옮기고 사용자가 필요할 때 다시 정보를 RAM으로 불러오기도 합니다.

참고자료: https://www.edwith.org/cs50/lecture/22801?isDesc=false