Lecture 17. Chapter 5 - Part1

• ROM (Read Only Memory)

  • Data를 읽기만 가능
  • 비휘발성 메모리 : 전원이 꺼져도 영구적으로 저장
  • Mask Rom : 반도체 생산 공정인 마스킹 단계에서 고정된 데이터 회로 패턴으로 생산하는 방식 (마치 책을 대량 인쇄하는 것)

• RAM (Random Access Memory)

  • 컴퓨터의 임시 메모리
  • Read-write memory : 데이터는 쓰이거나 읽힐 수 있음
  • 휘발성 메모리 : 컴퓨터가 켜져있을 때만 임시적으로 저장
  • DRAM, SRAM

  1. SRAM (Static Random Access Memory)

     1. 캐시 메모리에 사용
     2. 한 비트를 표현하기 위해 최소 6개 이상의 트랜지스터가 필요 (한 비트 표현 위해 트랜지스터 많이 필요) : DRAM에 비해 집적도가 낮고 소비전력이 큼
     3. 플립플롭소자로 구성 : 전원이 연결되어 있는 동안에는 내용을 계속 유지
     4. 속도가 빠르다 : capacitor를 사용하지 않아 충전 필요 없다

  2. DRAM (Dynamic Random Access Memory) - 메인메모리

     1. 장점 : simple, 집적도 ↑
     2. 단점 : capacitor를 사용 (시간이 지나면 스스로 방전됨)
     3. 전원이 계속 공급되더라도 커패시터가 주기적으로 재충전되어야 기억 내용을 유지
     4. 회로가 비교적 간단하고 가격이 저렴
     5. 집적도가 높아 대용량의 기억장치에 주로 사용
     6. 전원이 꺼지면 자료를 계속 보존할 수 없음

• Principle of Locality

  1. Temporal locality
     1. 아이템에 한번 접근하면, 그 다음에 그 아이템을 접근할 확률 ↑
  2. Spatial locality : 주변을 봄
     1. 한 아이템이 한번 접근되면, 근처에 있는 값을 부를 확률 ↑
     2. 가정 : 메모리가 정리정돈이 잘 되어있다는 가정이 꼭 있어야 함

• Block

  • 정보를 복사해오는 최소 단위

• Data가 upper level(Cache)에 있을 경우

  • hit
  • hit rate : upper level에서 찾아지는 메모리 어세스 비율
  • hit time : Time to access upper level of the memory hierarchy

• Data가 upper level에 없는 경우

  • miss (한 번도 없거나, 부른적이 있는데 캐시 용량 때문에 지워짐)
  • miss rate
  • miss penalty : 데이터를 밑에서부터 접근해서 블락을 교체하는 시간 + 블락을 CPU에 전달하는 시간

• Cache

  • CPU에 가장 가까운 memory hierarchy
  • Question
    1. 캐시에 있는지 없는지 어떻게 아나?
    2. 캐시에 있다면, 어떻게 찾는가?

• Direct-mapped cache

  • 메인 메모리에 있는 각각의 값들이 다이렉트로 캐시 한 곳에만 위치할 수 있을 때
  • Block Address % Number of blocks in the cache = 캐시주소