메모리 계층에서 캐시 메모리의 개념

 

단답 정리

1. 캐시 메모리는 메인 메모리와의 속도차 극복

가. 캐시 메모리의 정의

• CPU와 주기억장치의 (메인 메모리) 속도차이로 인한 CPU 대기시간을 최소화하기 위해 CPU와 주기억장치 사이에 설치하는 고속 반도체 기억장치 (주로 SRAM 사용)

나. 캐시 메모리의 특징

• 메인 메모리보다 접근 속도가 빠른 칩 사용
• 가격 & 제한된 공간 때문에 용량이 적음

 

2. 캐시 메모리의 개념도와 주요 개념

가. 캐시 메모리의 개념도

 

출처: 캐시 메모리 나무위키

 

 

 

나. 캐시 메모리의 주요 개념

주요 개념	설명
cache hit	CPU가 원하는 데이터가 캐시에 존재
cache miss	CPU가 원하는 데이터가 캐시에 없는 상태
hit ratio	캐시 적용 ratio (H) = 캐시에 적용되는 횟수 / 전체 기억장치 접근 횟수
miss ratio	캐시 미스율 = 1 - H
평균 캐시 메모리 접근 시간	Ta = H x TC + (1 - H) x Tm - Tc는 캐시 액세스 시간 - Tm은 주기억장치 접근 시간

 

 

3. 캐시 설계 시 고려사항

• 캐시 hit ratio의 극대화 방안 - 설계시 고려사항임
• 캐시 접근 시간 최소화 - CPU 성능에 연관
• 캐시 미스에 따른 지연시간의 최소화
• 주기억 장치와 캐시 간의 데이터 일관성 유지 및 그에 따른 오버헤드의 최소화