CPU의 캐시 메모리( cache memory )

캐시 메모리

 캐시 메모리는 컴퓨터 시스템의 성능을 향상시키기 위해 CPU 칩 안에 포함되는 빠르고 작은 매우 비싼 메모리로 CPU와 메모리의 속도 차이로 인한 병목현상을 완화하기 위해 사용한다.

 

병목현상

 병목현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다. "병목"이라는 용어는 물이 병 밖으로 빠져나갈 때 병의 몸통보다 병의 목부분이 좁아 물이 상대적으로 천천히 쏟아지는 것을 비유한 것이다.

 컴퓨터에서의 병목현상이란 시스템 내 데이터의 집중적인 사용으로 인해, 전체 시스템에 절대적 영향을 미치는 부분의 사용 빈도가 늘어나 그 부분의 성능이 저하되어 전체 시스템이 마비되는 현상을 의미한다.

 

병목현상의 원인

 CPU는 데이터를 처리하기 위해 메모리와 끊임없이 데이터를 주고 받는다. 이때 CPU에 비해 메모리의 속도가 느리기 때문에 메모리에 접근할 때 CPU는 효율적으로 사용되지 못한다. 이 현상을 처리하기 위한 기법으로는 캐싱( caching )이 있다.

캐싱( caching )

 캐싱은 캐시 메모리 영역으로 데이터를 가져와서 접근하는 방식을 말한다. 속도가 느린 하드디스크의 데이터를 메모리로 가지고 와서 메모리 상에서 읽기 쓰기를 수행하는 것을 '데이터를 메모리에 캐싱한다'라고 하고, 캐시 메모리로 데이터를 가지고 와서 연산을 수행하는 동작 역시 캐싱을 한다고 표현한다.

 캐싱의 목표는 자주 접근하게 될 데이터를 속도가 빠른 캐시 메모리 상에 가지고 와서 연산을 수행하여 성능을 높이는 것이다.