메모리 계층 구조(Memory hierarchy)란 메모리를 필요에 따라 여러 가지 종류로 나누어 둠을 의미한다. 이때 필요한 대부분의 경우 CPU가 메모리에 더 빨리 접근하기 위함이다.
출처 - https://ko.wikipedia.org/wiki/메모리_계층_구조
컴퓨터 내부에는 저장장치가 네가지나 존재한다.
- 레지스터
- 캐시 메모리
- 주 메모리
- 보조 저장장치
컴퓨터는 저장장치를 왜 이렇게나 많이 보유하고 있을까?
이유를 알아보기 전에 각 저장장치들의 특성을 먼저 알아보겠다.
- 레지스터
CPU 내부에 위치하며 매우 빠른 접근 시간을 가진다. - 캐시 메모리
CPU와 주 메모리(RAM) 사이에 위치하며 주 메모리로부터 자주 사용되는 데이터와 명령들을 미리 가져와 빠른 접근을 보장한다. - 주 메모리(RAM)
프로그램과 데이터를 저장하는 주요 시스템 메모리로, 운영 체제와 응용 프로그램의 운영을 위해 사용된다. - 보조 저장장치
데이터를 장기적으로 영구 보존하기 위해 사용되며 가장 큰 용량을 제공한다.
특징을 간단하게 알아보았는데 이번에는 이러첨 저장장치가 네가지나 되는 이유를 성능과 비용 측면에서 알아보겠다.
각 저장장치는 접근 시간과 전송 속도에 차이가 있다. 레지스터와 캐시 메모리는 CPU내부에 있거나 매우 가까이에 위치하고 있어 매우 빠른 속도를 제공한다. 하지만 용량이 작다. 주 메모리는 상대적으로 느리지만 용량은 크다. 하드디스크는 더 느리고 용량은 더 크다. 이처럼 용량이 작을수록 속도가 빠르다는 특징을 가지고 있는데 속도가 빠를수록 비용이 높다.
따라서 이러한 메모리 계층 구조를 사용하여 데이터 접근 시간, 성능, 비용 및 안전성을 균형 있게 조절하여 원할한 작업을 수행할 수 있도록 보장하는 것이다.
