캐시 메모리

1. 정의

• CPU와 주기억 장치의 속도차를 극복하기 위하여 CPU와 주기억장치 사이에 위치한 소형 고속 메모리

 

2. 캐시 메모리의 구조 및 동작원리

가. 기본 구조

- 캐시 기억장치의 용량이 크면, 주기억장치의 많은 블록을 복사해 저장할 수 있으므로, 적중률이 높아 진다. 연구결과에 의하면, 1K~128K단어(word)가 최적이라고 알려짐

 

나. 캐시메모리 종류

 

다. Hit Ratio & 캐시의 동작기술

 

3. 주소 사상(맵핑) 방식 및 교체 알고리즘

- 사상: 주기억 장치로부터 캐시메모리로 데이터를 전송하는 작업

- 캐시 메모리의 라인수가 메인 메모리의 블록의 수 보다 적기 때문에 Mapping이 필요

가. 주소 사상(맵핑) 방식

나. 교체 알고리즘

- 캐시 메모리의 용량이 한계점에 도달했을 때 그 내용을 교체 하기 위한 알고리즘.

 

4. 캐시 일관성 (Cache Coherence)

 

- 공유 메모리 시스템에서 각 클라이언트(혹은 프로세서)가 가진 로컬 캐시 간의 일관성을 의미

- 컴퓨터의 속도 향상을 위해 캐시의 내용과 주기억 장치의 내용을 일치 시키는 행위

가. 캐시 일관성 유지방법

- 스누핑(Snooping)은 주소 버스를 항상 감시하여 캐시 상의 메모리에 대한 접근이 있는지를 감시하는 구조 이다. 다른 캐시에서 쓰기가 발생하면 캐시 컨트롤러에 의해서 자신의 캐시 위에 있는 복사본을 무효화시 킨다

나. 디렉토리 프로토콜, 스누피 프로토콜, MESI 프로토콜 설명