Memory (기억장치)¶

컴퓨터는 어찌보면 입력된 데이터들을 처리하고 그 결과를 출력하는 장치 라고 볼 수 있다.

데이터 처리는 데이터 등에 해당하는 여러 bit를 조작해야만 하며, 이들을 저장할 장소가 필연적으로 요구된다.

컴퓨터에서 bit들을 저장하는 장소를 memory (기억장치)라고 부른다.

Memory Location and Address¶

memory에 대한 접근은 address를 통해 이루어짐.

위 그림에서 집들은 1byte의 같은 크기를 가지는 각각의 memory location을 의미한다.

Memory의 address를 지정할 때, byte들을 2개, 4개, 또는 8개를 묶어서 지정하는게 일반적이다. 현재의 64bit computer에서는 8개의 byte를 묶어서 한번에 지정한다.

64bit computer인지 32bit computer인지는 실제로는 CPU 내의 memory(기억장치)인 register의 크기로 결정됨.

64bit computer 는 CPU 내의 register의 크기가 64bit임.

memory에 저장된 값을 CPU가 접근 하기 위해서 cpu내 register에 address가 저장 되므로 몇 비트 컴퓨터이냐에 따라 가용 memory의 한계가 결정됨.

16bit computer는 memory address를 \(2^{16}\)가지로 지정 가능. 이는 2bytes로 address를 지정함을 의미. (16bit를 word라고 자주 부름)
32bit computer는 memory address를 \(2^{32}\)가지로 지정 가능. 이는 4bytes로 address를 지정함을 의미. (32bit를 long word라고 자주 부름)
64bit computer는 memory address를 \(2^{64}\)가지로 지정 가능. 이는 8byte로 address를 지정함을 의미.

64bit computer의 경우, \(2^{64}\) bytes에 해당하는 address를 가질 수 있으나, 실제 memory addressing에는 전체 64bit 중 하위 48bit만 사용 함.

C언어에서의 **pointer variable (포인터 변수)**의 크기(자료형의 크기)를 보면, 해당 memory address가 어느정도 크기인지를 알 수 있음.
64bit computer가 제대로 동작하려면, HW 측면 외에도 SW 적으로도 64bit가 지원되어야 함.
무엇보다 OS부터 64bit OS를 설치해야 함.

32bit Computer의 경우, Memory에서 32bit word 단위로 읽어들일 때 4개의 byte가 묶여서 읽어들여짐.

하지만, 4개의 byte가 address 순서에 따라 묶어져서 처리되므로, 아래 그림처럼 5,6,7,8의 byte address는 하나의 word로 묶어 처리할 수 없기 때문에, 2번의 access가 필요하게 된다.

참고로 일반적으로 int type으로 수치 데이터를 다루는 것이 가장 빠름.
하지만 실수형 데이터(real number)를 다룰 때는 double이나 float 중 에서 골라야 함(정수형보다는 느림.). : 라이브러리에서 기본으로 지정된 것을 사용하는게 가장 좋다.

register: 속도는 최고이나 가장 비싸고 많은 데이터 저장이 어려움. CPU 내부에 위치. ALU등이 바로 사용하는 작은 크기의 데이터를 담고 있음. (flip-flop으로 구성됨)
SRAM (Cache): register보단 느리나 충분한 속도를 가짐. register보단 동일 가격에 보다 많은 데이터를 저장할 수 있음. CPU 내부에 위치 (register보다는 거리가 멀리 있으며 거리순에 따라, l1, l2, l3등으로 나뉨)
DRAM: 주기억장치로 많이 사용됨. SRAM보다는 느리지만 가성비는 보다 나음. 보통 RAM이라고 하면 DRAM을 가르킴
HDD: 보조기억장치의 대표격으로 속도는 매우 느리지만, 같은 비용에 매우 많은 데이터를 저장 가능함.
SSD: HDD를 대신하는 보조기억장치로 떠오르고 있음. HDD보다 빠른 ACCESS를 보이나 비용이 아직은 HDD보다 높음.