Chapter 05 메모리 구조 (2)

효율적 메모리 관리 정책

   * Associative 메모리

   * Cache 메모리

 

Associative 메모리

   * Associative memory 란?

      - 내용에 의해 접근하는 메모리 장치

         > 메모리 장치(Memory device)란 자료(data)의 저장(store)과 접근(access)을 용이하게 하기위해 필요로 하는 장치이다

          > 결국 이상의 필요에 따라 CPU는 필요한 자료를 얻기 위해 메모리 장치에 탐색(search)을 하게 될 수밖에 없고

          > 좀 더 효율적 탐색이 가능 할 수 있는 저장 공간의 필요에 의해 만들어진 저장 형태를 우리는 이렇게 명명 (또는 내용 지정 메모리 (content addressamble memory, CAM)) 한다

      - 이 방식은 데이터의 내용으로 병령 탐색을 하기에 적합하도록 구성되어 있으며, 탐색은 전체 워드 또는 한 위드 내의 일부만을 가지고 실행 될 수 있다

      - associative memory는 각 셀이 저장 능력 뿐 아니라 외부의 인자와 내용을 비교하기 위한 논리회로를 갖고 있기 때문에 RAM보다 값이 비싸다. 다라서 탐색 시간이 필히 짧아야 하고 그것이 중요한 이슈일 경우 활용된다

 

   * Associative memory의 하드웨어 구성과 메모리

   * Associative memory의 하드웨어 구성과 메모리

      - Key register의 역할 : 인자 워드(argument register(A))의 특정한 영역이나 키를 선택하기 위한 마스크(mask)를 제공한다

 

Cache 메모리

   * 참조의 국한성 (locality of reference)

      - 프로그램이 수행되는 동안 메모리 참조는 국한된 영역에서만 이루어지는 경향이 있음을 할 수 있다

         > 프로그램 루프와 서브루틴의 빈번한 활용

         > 순차적 프로그램의 실행

         > 데이터 메모리 참조에서도 동일한 경향이 있음을 확인 할 수 있다

            : 데이블-룩업(Look-up) 절차 / 공통 메모리와 배열 사용 예

      - 캐시 (cache) 메모리

         > 참조의 국한성(locality of reference)을 이용하여 속도는 빠르고 (거의 CPU처리 속도와 동일), 조그마한 메모리 (고 비용이기 때문에)를 이용하여 프로그램을 수행시킬 경우 평균 메모리 접근 시간의 단축과 그에 따른 전체 프로그램 수행 시간의 절약을 담보 할 수 있을 것이다. 이러한 기억 공간을 우리는 캐쉬(cache)메모리 라 한다

 

   * Cache 메모리의 동작과 성능

      - Cache의 기본 동작 (CPU가 메모리에 접근할 필요가 있을 경우)

         > Cache를 체크

         > 워드가 Cache에서 발견되면 (hit) 읽어 들이고 아닐 경우 (miss) 주 기억장치에 접근한다

         > 이 워드를 포함한 블록 (1 ~ 16 워드, 환경에 따라 다름)을 cache로 전송한다.

      - 힛트 율 (hit ratio)

      - 효육적 메모리 관리를 위해서는 효과적으로 cache를 구성하는 방법이 현존하는 메모리 관리 방법 중 최고의 방법임은 이론의 여지가 없다

      - 이에는 다음과 같은 방법들이 존재한다

         > associative mapping

         > Direct mapping

         > Set-associative mapping
 

출처 : 제로베이스