기억장치

기억장치(Memory) - 컴퓨터 데이터 저장소의 핵심

컴퓨터는 데이터를 처리하고 저장하기 위한 기억장치를 사용합니다. 기억장치는 컴퓨터의 데이터 저장소로서 중요한 역할을 합니다. 이번 글에서는 기억장치의 계층 구조, 주기억장치, 캐시메모리, 보조기억장치에 대해 알아보겠습니다.

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기억장치의 계층 구조

기억장치는 계층 구조를 가집니다. 컴퓨터는 데이터를 처리하기 위해 데이터를 메모리에 옮기고, 메모리는 CPU가 데이터를 빠르게 읽을 수 있도록 도와줍니다. 기억장치는 CPU에 가까울수록 처리 속도가 빠릅니다.

 

• 레지스터(Register): CPU 내부에 있는 기억장치로, ALU와 제어장치에 의해 직접적으로 사용됩니다.
• 캐시메모리(Cache Memory): CPU와 메모리 간의 속도 차이를 해결하기 위해 사용됩니다.
• 주기억장치(Main Memory): 프로그램이 실행되는 동안 데이터를 저장하는 곳입니다.
• 보조기억장치(Auxiliary Memory): 비휘발성 저장장치로서, 주기억장치와는 달리 전원이 꺼져도 데이터를 보존할 수 있습니다.

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주기억장치

주기억장치(Main Memory)는 프로그램이 실행되는 동안 데이터를 저장하는 곳입니다. 주기억장치는 CPU가 데이터를 빠르게 읽을 수 있도록 도와주는 중요한 역할을 합니다. 주기억장치는 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read Only Memory)으로 나뉩니다.

 

• RAM: 데이터를 읽고 쓸 수 있는 기억장치입니다. 컴퓨터가 실행 중인 프로그램과 데이터를 일시적으로 저장합니다.
• ROM: 읽기 전용 기억장치로, 데이터를 읽을 수만 있고 쓸 수는 없습니다. 컴퓨터의 부팅과 같이 항상 필요한 데이터를 저장하는 데 사용됩니다.

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캐시메모리

캐시메모리(Cache Memory)는 CPU와 메모리 간의 속도 차이를 해결하기 위해 사용됩니다. CPU가 데이터를 처리할 때, 먼저 캐시메모리에 접근하고, 캐시메모리에 데이터가 없을 경우 메모리로부터 데이터를 가져옵니다. 캐시메모리는 빠른 속도로 데이터에 접근할 수 있으므로, CPU의 속도를 높일 수 있습니다. 캐시메모리는 CPU에 가까이 위치하며, 주로 SRAM(Static Random Access Memory)으로 구성됩니다. SRAM은 접근 시간이 빠르고 전력 소비가 적어서 캐시메모리에 많이 사용됩니다. 캐시메모리는 세 가지 종류로 나뉩니다.

 

• Level 1 캐시메모리(L1 Cache): CPU 내부에 위치하며, 가장 빠른 속도로 데이터에 접근할 수 있습니다.
• Level 2 캐시메모리(L2 Cache): L1 캐시메모리와 주기억장치 사이에 위치하며, 속도가 느리지만 저장 용량이 크기 때문에 L1 캐시메모리가 처리하지 못하는 데이터를 저장합니다.
• Level 3 캐시메모리(L3 Cache): 여러 개의 코어가 있는 CPU에서 사용되며, L2 캐시메모리와 주기억장치 사이에 위치합니다.

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보조기억장치

보조기억장치(Auxiliary Memory)는 비휘발성 저장장치로서, 주기억장치와는 달리 전원이 꺼져도 데이터를 보존할 수 있습니다. 대표적인 보조기억장치로는 HDD(Hard Disk Drive)와 SSD(Solid State Drive)가 있습니다.

 

• HDD(Hard Disk Drive): 자기 디스크에 데이터를 저장하고 읽는 방식으로 동작합니다. 대용량 저장이 가능하지만, 속도가 느립니다.
• SSD(Solid State Drive): 반도체에 데이터를 저장하는 방식으로 동작합니다. HDD보다 빠르고 경량화된 장치이지만, 가격이 비싸며 저장 용량이 적습니다.

보조기억장치는 주로 데이터를 장기간 보관하거나, 운영체제, 프로그램 등을 저장합니다. 또한, 대용량 데이터를 처리할 때도 주기억장치보다는 보조기억장치를 사용합니다.