캐시 메모리의 개념과 역할

오늘 시간에는 캐시 메모리의 개념과 역할에 대해 알아보겠습니다.

캐시 메모리(Cache Memory)

CPU의 처리속도와, 주 기억 장치 접근 속도 차이를 줄이기 위해 사용됩니다.
기본적으로 CPU의 처리속도가 주 기억 장치의 접근속도보다 빨라 CPU가 데이터를 접근할 때 항상 주 기억 장치에서 접근하는 것이 아닌 캐시 메모리에서 먼저 탐색하여, 데이터가 있는지 확인합니다.

역할

캐시 메모리의 지역성

캐시 메모리의 지역성이란 프로세서가 데이터를 효율적으로 메모리 접근 패턴을 예측하는 방식입니다.
캐시 메모리 지역성에는 크게 시간적 지역성, 공간적 지역성으로 나뉘게 됩니다.

1) 시간적 지역성

특정 메모리 위치를 한 번 접근한 후 가까운 미래에 그 메모리 위치를 다시 접근할 가능성이 높다는 특성 입니다. 아래 예시 코드가 시간적 지역성을 잘 나타낸다고 볼 수있습니다.

ex)

for(int i = 0; i < 1000; i++)
    sum += i;

• 반복문에서 동일한 변수나 데이터가 여러번 사용될 때 시간적 지역성이 나타납니다.

2) 공간적 지역성

특정 메모리 위치가 접근되면 그 근처의 메모리 위치도 접근될 가능성이 높다는 특성 입니다.

ex)

int[] data = new int[1000];

for(int i = 0; i < 1000; i++)
    sum += data[i];

• 배열이나, 구조체와 같은 연속된 메모리를 할당받은 데이터를 접근할 때 공간적 지역성이 나타납니다.