RAM의 특징과 종류

RAM의 특징

• 휘발성 저장 장치(volatile memory): 전원을 끄면 RAM에 저장된 명령어와 데이터가 날아감. <-> 비휘발성 저장 장치(non-volatile memory): 전원이 꺼져도 저장된 내용이 유지(보조기억장치: SSD, CD-ROM, USB...)
• CPU는 보조기억장치에 직접 접근하지 못해서 실행하고 싶은 프로그램이 보조기억장치에 있다면 RAM으로 복사하여 저장한 뒤 실행
• 보조기억장치에는 보관할 대상을, RAM에는 실행할 대상을 저장

RAM의 용량과 성능

• RAM 용량↓: 보조기억장치에서 실행할 프로그램을 가져오는 일이 잦아 실행시간이 길어짐
• RAM 용량↑: 보조기억장치에서 많은 데이터를 가져와 미리 RAM에 저장할 수 있어 많은 프로그램을 동시에 실행하는데 유리

RAM의 종류

SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)

• 클럭 신호와 동기화된, 발전된 형태의 DRAM
• 클럭 타이밍에 맞춰 CPU와 정보를 주고 받을 수 있음

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)

• 대역폭(data rate: 데이터를 주고 받는 길의 너비)를 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM
• 최근 가장 흔히 사용됨
• SDRAM(1클럭에 하나씩)-DDR SDRAM(2배)-DDR2 SDRAM(4배)-DDR3 SDRAM(16배)

메모리의 주소 공간

물리 주소

• 정보가 실제로 저장된 하드웨어상의 주소

논리 주소

• CPU가 이해하는 주소
• 실행 중인 프로그램에게 각각 부여된 0번지부터 시작되는 주소

메모리 관리 장치(MMU: Memory Management Unit)

• 논리 주소와 물리 주소 간의 변환

캐시 메모리(Cache memory)

• CPU와 메모리 사이에 위치하여 CPU의 연산 속도와 메모리 접근 속도 차이를 줄임
• 레지스터보다 용량이 크고 메모리보다 빠른 SRAM 기반의 저장 장치
• CPU와 가까운 순으로 L1(Level 1) - L2 - L3 캐시라고 부름
• 일반적으로 L1, L2 캐시는 코어(CPU) 내부에, L3는 코어 외부에 위치함

참조 지역성 원리(locality of reference, principle of locality)

1. CPU는 최근 접근했던 메모리 공간에 다시 접근하려는 경향이 있다.
2. 공간 지역성(spatial locality): CPU는 접근한 메모리 공간 근처를 접근하려는 경향이 있다

• 캐시 히트(cache hit): 캐시 메모리가 사용될 것으로 예측한 데이터가 실제로 CPU에서 활용될 경우
• 캐시 미스(cache miss): 예측이 틀려 CPU가 필요한 데이터를 메모리에 직접 가져올 경우
• 캐시 적중률(cache hit ration): 캐시가 히트되는 비율 -> 캐시 히트 횟수 / (캐시 히트 횟수 + 캐시 미스 횟수)
• 참조 지역성의 원리에 따라 데이터를 예측하여 캐시 적중률을 높임

출처:
개발자를 위한 컴퓨터공학 1: 혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제