캐시 메모리 관련 메커니즘 한눈에 보기

 

 

Prologue, 캐시 매커니즘을 사용하는 이유

 

  현대의 컴퓨터는 컴퓨팅 능력을 극한으로 끌어올리기 위해 다양한 메커니즘을 사용하고 있습니다. 캐시 메모리도 그 중 하나입니다. 

  엄청난 속도의 연산이 가능한 중앙처리장치의 성능을 최대한 활용하기 위해서는 중앙처리장치가 필요로 하는 데이터를 그만큼 빨리 제공해 주어야 합니다. 하지만 주로 사용되는 D램은 그렇게 하기에는 속도가 많이 느립니다. 디스크는 더 말할 것도 없지요. 이런 속도의 간극을 채우기 위해 사용하는 하드웨어가 캐시 메모리입니다.

  캐시메모리는 향후 재사용될 것으로 예상되는 데이터를 저장하여 중앙처리장치가 고속으로 접근할 수 있는 값비싼 하드웨어입니다. 값비싼 하드웨어인만큼 대량의 메모리를 내장하기 위해선 어마어마한 비용이 필요합니다. 그렇기 때문에 소량의 캐시 메모리를 최대한 활용하기 위한 다양한 메커니즘들이 존재합니다. 오늘은 이런 다양한 메커니즘의 종류에 대해서 간략히 살펴보겠습니다.

 

캐시메모리란?

- 속도가 빠른 장치와 느린 장치 간 속도 차이에 따른 병목 현상을 줄이기 위한 특수목적의 하드웨어

- 주로 S RAM(Static RAM)^[각주:1]을 이용

 

캐시메모리 관련 메커니즘

캐시 지역성

- 프로세스가 시간/공간적으로 유사한 데이터를 집중적으로 참조하는 성질

캐시 사상 기법

- 소용량의 캐시메모리와 상대적 대용량의 중앙메모리 간 효율적인 매핑을 통해 캐시 적중률(Hit Ratio)를 높이기 위한 메커니즘

캐시 일관성 유지 메커니즘

- 캐시 메모리와 메인 메모리간 데이터 정합성 유지 기법

캐시 쓰기 정책

- 데이터 변경 시 캐시 메모리와 메인 메모리에 데이터 저장 시점에 관한 정책

 

1. 전원이 차단되지 않으면 기록된 데이터가 지워지지 않고 전원이 끊어지면 데이터가 사라지는 휘발성으로 속도가 매우 빠르다 [본문으로]

이 포스트는 IT토픽의 주요 내용과 핵심 키워드를 간략히 설명하는 것이 목적으로, 디테일한 내용에 대해서는 깊이 다루지 않습니다.