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캐시의 지역성 원리
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1. 캐시의 지역성 원리
1) 캐시 메모리?
속도가 빠른 장치와 느린 장치간의 속도차에 따른 병목 현상을 줄이기 위한 범용 메모리.
2) 기본 원리
CPU가 원하는 데이터 예측 필요.
캐시의 성능은 작은 용량의 캐시 메모리에 CPU가 이후에 참조할, 쓸모 있는 정보가 어느 정도 들어있느냐에 따라 좌우되기 때문.)
적중율 극대화를 위해 지역성의 원리 이용.
지역성의 전제 조건: 프로그램은 모든 코드나 데이터를 균등하게 접근하지 않는다는 특성을 기본으로 함.
지역성은 장치 내의 정보를 균일하게 접근하는 것이 아닌 어느 한 순간에 특정 부분을 집중적으로 참조.
데이터 지역성: 시간 지역성 + 공간 지역성
시간 지역성: 최근에 참조된 주소의 내용은 곧 다음에 다시 참조되는 특성.
공간 지역성: 대부분의 실제 프로그램이 참조된 주소와 인접한 주소의 내용이 다시 참조되는 특성
2. Caching line
캐시: 프로세서 가까이에 위치하면서 빈번하게 사용되는 데이터를 놔두는 장소.
캐시가 아무리 가까이 있어도 찾고자 하는 데이터의 저장 위치를 몰라 모든 데이터를 순회한다면 시간 오래 걸림.
캐시에 목적 데이터가 저장되어 있다면 바로 접근하여 출력할 수 있어야 함.
캐싱 라인: 캐시에 데이터를 저장할 때 묶음으로 저장하게 만드는 자료구조.
프로세스는 다양한 주소에 있는 데이터를 사용하므로 빈번하게 사용하는 데이터의 주소 또한 흩어져 있음.
캐시에 저장하는 데이터에는 데이터의 메모리 주소 등을 기록해 둔 태그를 달아놓을 필요가 있다.
태그의 묶음 = 캐싱 라인. 메모리로부터 가져올 때도 캐싱 라인 기준.
종류는 Full Associative, Set Associative, Direct Map 존재.