메모리 캐시는 어떻게 컴퓨터 처리 속도를 높입니까?

고속 데이터 저장 장치인 캐시는 마이크로프로세서가 가장 자주 사용하는 데이터를 저장하는 곳입니다. 당신이 식사할 때 식탁에 주방용품을 올려놓는 것처럼 컴퓨터는 특정 애플리케이션에 필요한 데이터를 캐시에 저장합니다. 다른 데이터를 많이 사용해야 하는 새로운 응용 프로그램이 발생하면 마이크로프로세서가 새 데이터를 캐시 메모리로 가져와 이 데이터가 필요한 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.

컴퓨터 메모리는 계층 구조로 설계되었습니다. 계층 구조의 각 모듈은 특정 유형의 메모리 모듈에서 데이터에 액세스하는 데 걸리는 시간에 따라 분류됩니다. 마이크로프로세서가 캐시 메모리의 데이터에 액세스하는 데 가장 적은 시간이 걸립니다. 대부분 DRAM 메모리 칩으로 구축되는 메인 메모리는 캐시 메모리보다 데이터에 액세스하는 데 더 오래 걸립니다. 플래시 메모리 칩으로 구축된 플래시 메모리는 훨씬 더 오래 걸리며, 가상 메모리라고도 하는 디스크 드라이브의 데이터는 가장 오래 걸립니다.

프로세서의 클럭 속도는 프로세서가 명령을 실행할 수 있는 최대 속도를 결정합니다. 캐시 메모리 칩은 마이크로프로세서가 최대한 빨리 명령이나 데이터를 전달하도록 설계되었기 때문에 마이크로프로세서가 최대 속도로 실행될 수 있습니다. 명령과 데이터가 주 메모리나 디스크 드라이브 메모리가 아닌 캐시에 있는 경우 프로세서는 지정된 최대 프로세서 클럭 속도로 수행할 수 있습니다.

모든 컴퓨터는 가장 자주 사용되는 데이터와 명령어에 가장 빠른 방법으로 액세스할 수 있도록 데이터와 명령어를 저장하는 메모리 관리 알고리즘을 사용합니다. 컴퓨터에 캐시 메모리가 있는 경우 마이크로프로세서는 가장 자주 호출하는 데이터와 명령을 고속 캐시 메모리에 넣습니다. 마이크로프로세서의 메모리 캐시 알고리즘은 가장 자주 사용되는 데이터와 명령어를 결정하는 데 사용하는 데이터 비트로 데이터와 명령어에 태그를 지정합니다. 캐시 알고리즘은 또한 더 이상 많이 사용되지 않는 캐시의 데이터와 명령을 느린 속도의 주 메모리로 전송합니다.

고속 캐시 메모리의 크기는 컴퓨터의 속도가 얼마나 증가할지를 결정하는 주요 요인입니다. 고속 메모리에 훨씬 더 많은 데이터를 저장할 수 있기 때문에 매우 큰 캐시는 작은 캐시보다 훨씬 더 컴퓨터 처리 속도를 향상시킵니다. 그러나 수익이 감소하는 지점이 있습니다. 어떤 시점에서 더 큰 캐시는 더 이상 더 큰 캐시 메모리의 높은 가격표를 상쇄할 처리 속도의 이점을 제공하지 않습니다.