[컴퓨터 구조] memory

1. memory

컴퓨터 구조에서 memory란 명령어와 데이터를 저장하는 공간이다. 

 

컴퓨터, 프로그램이 실행되려면 해당 정보들이 memory라는 공간에 저장되어 있어야 한다.

 

 

memory에 접근하기 위해서는 주소를 사용한다. 

 

간단하게 예시를 보자.

memory에는 주소가 있고 그 주소로 접근할 수 있다. 

 

1000, 1004 주소에는 단순한 data가 저장되어 있다.

 

1008 주소에는 1000번지 주소를 가리키는 data가 저장되어 있다.

 

100C 주소에는 명령어가 저장되어 있다.

 

이렇게 memory는 주소로 접근이 가능하고 프로그래밍이 실행되기 위한 data나 명령어가 저장되어 있다. 

 

그러면 우리는 이 memory를 바탕으로 다음과 같이 명령을 내릴 수 있다.

 

이와 같이 명령어를 내리면서 프로그램이 작동된다.

 

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1) main memory(주기억 장치)

main memory는 CPU와 거의 붙어 있어서, CPU가 직접 접근할 수 있는 기억장치다.

 

기본적으로 CPU에서 명령어를 수행하면 cache에 접근 후 miss가 일어날 경우 main memory에서 data를 참조한다.

 

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2) secondary memory(보조 기억 장치)

데이터를 외부에 저장할 수 있는 장치로, 대표적으로 HDD, SSD, USB 등이 있다.

 

보조 기억 장치는 속도는 느리지만, 용량이 크고 비휘발성이라는 특징이 있다.
운영체제, 프로그램, 각종 파일들은 이곳에 저장되어 있다가 필요시 메인 메모리(RAM)로 올라옵니다.

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3) cache memory(캐쉬)

CPU와 메인 메모리 사이에 위치한, 속도가 매우 메모리다.

 

cache는 CPU 내부에서 자주 사용하는 data를 미리 저장한 저장 공간으로 memory에 접근하는 것보다 빠르다.

 

cache의 자세한 내용은 아래 링크를 참고.

https://hccode0419.tistory.com/entry/컴퓨터-구조-cache-memory

[컴퓨터 구조] cache memory

 

 

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2. memory hierarchy

 

위 사진은 memory의 계층을 시각적으로 표현한 것이다. 

 

위에서부터 register, cache, main memory, secondary memory다.

 

위에 있을수록 작고, 빠르며 비싸다.

아래에 있을 수록 크고, 느리며 저렴하다.

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3. RAM(Random Access Memory)

"램"은 실제로 많이 접해본 용어일 것이다. 

 

• RAM은 순차적인 데이터 접근이 아닌, 임의로 데이터를 접근하는 방식이다. 
• RAM은 전원을 차단하면 data가 사라지는 성질을 가지고 있다.(휘발성)

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1) SRAM(Static RAM)

• 속도가 빠르고 전력 소모가 적지만, 가격이 비싸다.
• 주로 Cache Memory로 사용된다.

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2) DRAM(Dynamic RAM)

• 구조가 단순해 저렴하고, 메인 메모리에 사용된다.
• 주기적으로 데이터를 재충전(refresh)해야 한다.

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4. ROM(Read Only Memory)

ROM은 이름 그대로 읽기 전용 메모리로, 수정할 수 없다.

• 전원이 꺼져도 데이터가 유지되는 비휘발성이다.
• 주로 시작프로그램이나 펌웨어 저장에 사용됩니다.