RAM의 특징과 종류
RAM의 특징
주기억장치의 종류에는 크게 RAM과 ROM이 있고, RAM에는 실행할 프로그램의 명령어와 데이터가 저장된다.
- 휘발성 저장 장치(volatile memory)
- 전원을 끄면 저장된 내용이 사라지는 저장장치
- RAM
- 비휘발성 저장 장치(non-volatile memory)
- 전원이 꺼져도 저장된 내용이 유지되는 저장장치
- ex) 하드 디스크, SSD, CD-ROM, USB 메모리
보조기억장치는 전원을 꺼도 내용을 유지하지만, CPU는 보조기억장치에 직접 접근하지 못하기 때문에, 비휘발성 저장 장치에는 보관할 대상을 저장하고, 휘발성 저장 장치에는 실행할 대상을 저장한다.
RAM의 용량과 성능
RAM 용량이 크면 많은 프로그램들을 동시에 빠르게 실행시킬 수 있다.
RAM의 종류
DRAM
- 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라지는 RAM이다.
- 데이터의 소멸을 막기 위해서는 일정 주기로 데이터를 재활성화 해야 한다.
- 소비 전력이 비교적 낮고, 저렴하고, 집적도가 높아 대용량으로 사용이 가능하다.
SRAM (Static RAM)
- 저장된 데이터가 변하지 않는 RAM이다.
- SRAM은 DRAM보다 속도가 빠르다.
- 집적도가 낮고, 소비 전력이 크며, 가격이 비싸다.
- 주로 캐시 메모리에 사용한다.
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
- 클럭 신호에 맞춰 동작하며 클럭마다 CPU와 정보를 주고받을 수 있는 DRAM이다.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
- 대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SRAM이다.
- 대역폭(data rate)이란 데이터를 주고받는 길의 너비이다.
- 한 클럭당 두 번씩 CPU와 데이터를 주고받을 수 있어, 전송 속도가 두 배가량 빠르다.
- DDR SDRAM > SDRAM 2배
- DDR2 SDRAM > DDR SDRAM 2배 > SDRAM 4배
메모리의 주소 공간
메모리에는 새롭게 실행되는 프로그램이 시시각각 변하고, 끝난 프로그램은 삭제된다. 또한 같은 프로그램을 실행하더라도 매번 적재되는 주소가 달라진다. 따라서 CPU와 메모리에 저장되어 실행 중인 프로그램은 메모리의 모든 정보를 다 알 지 못한다.
- 물리 주소 (physical address)
- 정보가 실제로 저장된 하드웨어상의 주소를 의미한다.
- 논리 주소 (logical address)
- 실행 중인 프로그램 각각에게 부여된 0번지부터 시작되는 주소를 의미한다.
CPU가 메모리와 상호작용을 위해서는 논리 주소와 물리 주소 간의 변환이 이루어져야하고, 이를 CPU와 주소 버스 사이에 위치한 메모리 관리 장치(MMU : Memory Management Unit)라는 하드웨어에 의해 수행된다.
- 메모리 관리 장치
- CPU가 발생시킨 논리 주소에 베이스 레지스터 값을 더해서 논리 주소를 물리 주소로 변환한다.
- 베이스 레지스터는 프로그램의 첫 물리 주소를 저장하게 되고, 논리 주소는 시작점으로부터 떨어진 거리를 나타내게 된다.
- 메모리 보호 기법
- 한계 레지스터
- 논리 주소 범위를 벗어나는 명령어 실행을 방지하고 실행 중인 프로그램이 다른 프로그램에 영향을 받지 않도록 보호할 방법으로 사용한다.
- 논리 주소의 최대 크기를 저장하여, 한계 레지스터보다 높은 주소 값에 접근하려고 하면 인터럽트를 발생시켜 실행을 중단한다.
- 한계 레지스터
본 게시물은 한빛 미디어 <혼자 공부하는 컴퓨터구조+운영체제>를 공부한 것을 정리하여 기록한 게시물입니다.
사진 출처 (맨 위 부터)
[11] 메모리의 주소 공간 - 물리주소와 논리주소
컴퓨터 구조
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