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5장 : Large and Fast : Exploiting Memory Hierarchy (5.7 Virtual Memory (가상…
5장 : Large and Fast : Exploiting Memory Hierarchy
5.1 Introduction
Memory hierarchy : 메모리 계층구조, 여러 계층의 메모리를 사용하는 구조. 프로세서로부터 거리가 멀어질수록 메모리의 크기와 접근 시간 증가
Principle of locality : 지역성의 원칙
블록 : 캐시에 있을 수도 있고 없을 수도 있는 정보의 최소 단위
5.2 Memory Technologies
메인 메모리 - DRAM, 캐시 : SRAM
플래시 메모리, 디스크 메모리
5.3 The Basics of Caches
캐시 : 메인 메모리와 프로세서 사이에 있는 메모리 계층을 나타내는 이름. 예측기법을 사용하는 중요한 예
Write-through, Write-back / Write allocate, no write allocate
5.4 Measuring and Improving Cache Performance
multilevel caching : 메모리 계층구조에 새로운 계층을 추가함으로써 실패 손실을 줄이는 것
메모리 지연 클럭 사이클 = (명령어/프로그램) X (실패/명령어) X 실패 손실
fully associative : 블록이 캐시의 어느 곳에나 위치할 수 있는 캐시 구조
set associative : 각 블록이 배치될 수 있는 위치의 개수가 고정되어 있는 캐시 구조
LRU(Least recently used), multilevel cache
5.5 Dependable Memory Hierarchy
가용성 = MTTF/(MTTF+MTTR)
MTTF 개선 방법 : 결함 회피, 결함 감내, 결함 예상
Error detection code : 데이터의 한 개의 에러를 검출할 수 있는 코드. 정확한 위치는 알 수 없다
5.6 Virtual Machines
VM의 장점 : 소프트웨어 관리, 하드웨어 관리
5.7 Virtual Memory
가상 메모리 : 메인 메모리를 2차 저장 장치를 위한 캐시로 사용하는 기술
page table : 가상 메모리 시스템에서 가상 주소를 실제 주소로 변환해 주는 테이블
swap space : 하나의 프로세스에 필요한 전체 가상 메모리를 위해 예약된 디스크 공간
TLB : 페이지 테이블에 접근하는 것을 피하기 위해 최근에 사용된 사상을 보관하고 있는 캐시
supervisor process, kernel process
5.8 A Common Framework for Memory Hierarchy
블록을 어디에 위치시킬 수 있는가? - 직접 사상, 집합 연관, 완전 연관
블록을 어떻게 찾는가? - 인덱스, 제한적인 검색, 완전 검색, 페이지 테이블
캐시 실패 시 어느 블록을 교체시키는가? - LRU나 임의 선정
쓰기 시에 어떤 일이 발생하는가? - 즉시 쓰기나 나중 쓰기
3C 모델
5.9 Using a Finite-State Machine to Control a Simple Cache
finite-state machine : 입력과 출력의 집합, 다음 상태 함수, 출력 함수로 구성된 순차 논리 함수
next-state function : 주어진 입력 값들과 현재 상태를 이용하여 유한 상태기의 다음 상태를 결정하는 조합 함수
5.10 Parallelism and Memory Hierarchies:Cache Coherence
Coherence : 읽기에 의해 반환되는 값이 어떤 값들인지 정의
Consistency : 스여 있는 값이 읽기에 의해 언제 반환되는지를 결정
5.15 Fallacies and Pitfalls
함정 : 프로그램을 작성할 때 또는 컴파일러가 코드를 생성할 때 메모리 시스템의 동작을 무시하는 것
함정 : cache를 simulate할 때, 바이트 주소지정이나 캐시의 블록 크기를 고려하지 않는 것
함정 : 캐시를 공유하는 코어나 스레드의 수보다 적은 집합 연관을 갖는 공유 캐시를 갖는 것