컴퓨터 시스템 설계에서 프로세서 뿐만 아니라 많은 양의 메모리 장치가 사용되었습니다. 그러나 주된 문제는 이러한 부품이 비싸다는 것입니다. 그래서 기억 조직 시스템의 메모리 계층 구조로 수행 할 수 있습니다. 성능 속도가 다른 여러 수준의 메모리가 있습니다. 그러나이 모든 것이 정확한 목적을 제공 할 수 있으므로 액세스 시간을 줄일 수 있습니다. 메모리 계층은 프로그램의 동작에 따라 개발되었습니다. 이 기사에서는 컴퓨터 아키텍처의 메모리 계층 구조에 대한 개요를 설명합니다.
메모리 계층이란 무엇입니까?
컴퓨터의 메모리는 속도와 사용량에 따라 5 가지 계층으로 나눌 수 있습니다. 프로세서는 요구 사항에 따라 한 수준에서 다른 수준으로 이동할 수 있습니다. 메모리의 5 개 계층은 레지스터, 캐시, 주 메모리, 자기 디스크 및 자기 테이프입니다. 처음 세 계층은 휘발성 메모리로, 전원이 없을 때 자동으로 저장된 데이터를 잃게됩니다. 마지막 두 계층은 휘발성이 아니므로 데이터를 영구적으로 저장합니다.
메모리 요소는 저장 장치 이진 데이터를 비트 유형으로 저장합니다. 일반적으로 기억의 저장 휘발성과 비 휘발성의 두 가지 범주로 분류 할 수 있습니다.
컴퓨터 아키텍처의 메모리 계층
그만큼 메모리 계층 설계 컴퓨터 시스템에는 주로 다른 저장 장치가 포함됩니다. 대부분의 컴퓨터에는 주 메모리 용량 이상으로 더 강력하게 실행하기 위해 추가 스토리지가 내장되어 있습니다. 다음과 같은 메모리 계층 다이어그램 컴퓨터 메모리의 계층 적 피라미드입니다. 메모리 계층 구조의 설계는 기본 (내부) 메모리와 보조 (외부) 메모리의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
메모리 계층
기본 메모리
기본 메모리는 내부 메모리라고도하며 프로세서에서 바로 액세스 할 수 있습니다. 이 메모리에는 메인, 캐시 및 CPU 레지스터가 포함됩니다.
보조 메모리
보조 메모리는 외부 메모리라고도하며 프로세서에서 입 / 출력 모듈을 통해 액세스 할 수 있습니다. 이 메모리에는 광 디스크, 자기 디스크 및 자기 테이프가 포함됩니다.
메모리 계층의 특성
메모리 계층 특성은 주로 다음과 같습니다.
공연
이전에는 컴퓨터 시스템의 설계가 메모리 계층없이 이루어졌고, 액세스 시간의 큰 차이로 인해 CPU 레지스터와 메인 메모리 간의 속도 차이가 증가하여 시스템 성능이 저하됩니다. 따라서 강화는 필수였습니다. 이 개선 사항은 시스템의 성능 향상으로 인해 메모리 계층 모델에서 설계되었습니다.
능력
메모리 계층의 기능은 메모리가 저장할 수있는 총 데이터 양입니다. 메모리 계층 구조 내에서 위에서 아래로 이동할 때마다 용량이 증가하기 때문입니다.
“양방향 스위치 배선도 ”
액세스 시간
메모리 계층의 액세스 시간은 데이터 가용성과 읽기 또는 쓰기 요청 사이의 시간 간격입니다. 메모리 계층 구조 내에서 위에서 아래로 이동할 때마다 액세스 시간이 증가하기 때문입니다.
비트 당 비용
메모리 계층 구조 내에서 아래에서 위로 이동하면 각 비트의 비용이 증가하여 내부 메모리가 외부 메모리에 비해 비싸다는 것을 의미합니다.
메모리 계층 설계
컴퓨터의 메모리 계층은 주로 다음을 포함합니다.
레지스터
일반적으로 레지스터는 일반적으로 64 또는 128 비트 인 데이터 워드를 유지하는 데 사용되는 컴퓨터 프로세서의 정적 RAM 또는 SRAM입니다. 프로그램 카운터 등록이 가장 중요합니다 뿐만 아니라 모든 프로세서에서 발견됩니다. 대부분의 프로세서는 누산기뿐만 아니라 상태 어 레지스터를 사용합니다. 상태 어 레지스터는 의사 결정에 사용되며 누산기는 수학적 연산과 같은 데이터를 저장하는 데 사용됩니다. 일반적으로 컴퓨터는 복잡한 명령어 세트 컴퓨터 메인 메모리를 받아들이 기위한 레지스터가 너무 많고 RISC- 감소 된 명령어 세트 컴퓨터에는 더 많은 레지스터가 있습니다.
캐시 메모리
캐시 메모리는 프로세서에서도 찾을 수 있지만 드물게 다른 메모리 일 수 있습니다. IC (집적 회로) 레벨로 구분됩니다. 캐시는 주 메모리에서 자주 사용되는 데이터 청크를 보유합니다. 프로세서에 단일 코어가 있으면 거의 두 개 (또는) 더 많은 캐시 수준을 갖습니다. 현재의 멀티 코어 프로세서는 코어 1 개당 3 개, 2 개 레벨을 가지며 1 개 레벨이 공유됩니다.
메인 메모리
컴퓨터의 주 메모리는 직접 통신하는 CPU의 메모리 유닛입니다. 컴퓨터의 주 저장 장치입니다. 이 메모리는 컴퓨터 작동 전반에 걸쳐 데이터를 저장하는 데 사용되는 대용량 메모리 일뿐만 아니라 빠릅니다. 이 메모리는 RAM과 ROM으로 구성됩니다.
자기 디스크
컴퓨터의 자기 디스크는 자화 된 재료에 의해 금속이 아닌 플라스틱으로 제작 된 원형 판입니다. 종종 디스크의 두면이 사용되며 모든 평면에서 얻을 수있는 읽기 또는 쓰기 헤드에 의해 많은 디스크가 하나의 스핀들에 쌓일 수 있습니다. 컴퓨터의 모든 디스크가 함께 고속으로 회전합니다. 컴퓨터의 트랙은 동심원 옆에있는 자화 된 평면 내에 저장되는 비트 일뿐입니다. 이들은 일반적으로 섹터로 명명 된 섹션으로 구분됩니다.
자기 테이프
이 테이프는 얇은 스트립의 확장 된 플라스틱 필름에 가느 다란 자화 가능한 덮개로 설계된 일반 자기 기록입니다. 이것은 주로 대용량 데이터를 백업하는 데 사용됩니다. 컴퓨터가 스트립에 액세스해야 할 때마다 먼저 데이터에 액세스하기 위해 마운트됩니다. 데이터가 허용되면 마운트 해제됩니다. 메모리 액세스 시간은 마그네틱 스트립 내에서 느려질뿐만 아니라 스트립에 액세스하는 데 몇 분이 걸립니다.
메모리 계층의 장점
메모리 계층 구조의 필요성에는 다음이 포함됩니다.
- 메모리 배포는 간단하고 경제적입니다.
- 외부 파괴 제거
- 데이터는 모든 곳에 분산 될 수 있습니다.
- 수요 호출 및 사전 호출 허용
- 스와핑이 더 능숙해질 것입니다.
따라서 이것은 메모리 계층 . 위의 정보를 통해 마지막으로 비트 비용, 액세스 주파수를 줄이고 용량, 액세스 시간을 늘리는 데 주로 사용된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 따라서 소비자의 필수품을 충족시키기 위해 이러한 특성이 얼마나 필요한지는 디자이너에게 달려 있습니다. 여기에 질문이 있습니다. OS의 메모리 계층 ?
