[CS / CA] Cache Memory

캐시 메모리란(Cache Memory)

• 범용 메모리로 메인 메모리와 CPU 사이에 위치해 메인 메모리에서 자주 사용하는 프로그램과 데이터를 저장해두어 속도차에 따른 병목 현상을 줄여 속도를 빠르게 한다.

캐시의 지역성

• 공간 지역성(Spatial Locality) : 최근에 사용했던 데이터와 인접한 데이터가 참조할 가능성이 높다는 특성
• 시간 지역성(Temporal Locality) : 최근 사용했던 데이터가 재참조될 가능성이 높다는 특성

•  🙋 CPU가 필요한 데이터가 cache memory내에 들어와 있으면 cache hit이라 하고 접근하고자 하는 데이터가 없을 때 cache miss라고 한다. 이때 원하는 데이터가 cache에 있을 확률은 Hit Ratio 라고함. 즉, 캐시의 지역성은 Cache Hit Rate를 높이기 위해 캐시가 효율적으로 동작하기 위해 사용되는 성질

캐싱 라인

• 캐시는 데이터를 쉽게 검색하기 위해 빈번히 사용되는 데이터들의 주소들을 기록해 둔 태그를 만들고, 캐싱 라인은 여러 태그를 하나로 묶은 자료구조를 뜻함

주소 매핑 방식

• Direct Mapping : 메인 메모리를 일정한 블록으로 나누어 각각의 블록을 캐시의 정해진 영역에 매핑하는 방법
• Fully Associative Mapping : 캐시 메모리의 빈 공간을 마음대로 주소를 매핑하는 방법
• Set Associative Mapping : 캐시 메모리의 빈 공간에 마음대로 주소를 저장하되, 미리 정해둔 특정 영역에만 저장하는 방식