캐시 메모리는 CPU의 처리 속도와 주기억장치의 접근 속도 차이를 줄이기 위해 사용하는 고속 Buffer Memory이다.
※ 캐시 메모리 이용 효과
프로그램의 실행과정을 분석해 보면, 주어진 시간 동안에 참조하는 메모리 영역은 국한된다는 사실을 알 수 있다.(메모리 참조의 국부성) 따라서 자주 참조되는 프로그램의 일부를 속도가 빠른 기억장치에 저장해 놓고 실행시키면 프로그램의 총 실행시간을 단축시킬 수 있다. 이때 이용하는 기억장치를 캐시 메모리라고 한다.
캐시 메모리의 특징
- 캐시는 주기억장치와 CPU사이에 위치하며, 자주 사용하는 프로그램과 데이터를 기억한다.
- 캐시 메모리는 메모리 계층 구조에서 가장 빠른 소자이며, 처리 속도가 거의 CPU의 속도와 비슷할 정도이다.
- 캐시를 사용하면 주기억장치를 접근하는 횟수가 줄어듦으로써 컴퓨터 컴퓨터의 처리속도가 향상된다.
- 캐시 주소표는 검색시간을 단출시키기 위해 주로 연관기억장치(CAM, Associative Memory)를 사용한다.
- 캐시의 크기는 보통 수십 킬로바이트에서 수백킬로바이트이다.
캐시 설계 시 고려할 사항
- 캐시의 크기(Cache Size)
- 전송 Block Size
- 교체 알고리즘(Replacement Algorithm)
만약 원하는 정보가 캐시 메모리에 기억되어 있을 때 적중(Hit)되었다고 하고, 기억되어 있지 않으면 실패했다고 한다.
적중률은 캐시 기억장치가 있는 컴퓨터의 성능을 나타내는 척도로 이용되며, 적중률이 0.95~0.99일 때 우수하다고 한다.
※ 적중률 = 적중 횟수 / 총 접근 횟수
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