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컴퓨터 과학/메모리

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[하드웨어 뜯어보기] 메모리 #30 - 캐시와 메모리 계층 구조 기억의 피라미드 - 가장 빠른 생각이 태어나는 구조핵심요약컴퓨터의 기억 체계는 피라미드처럼 서로 다른 속도·용량·지연 시간으로 구성됩니다. 맨 위에는 L1/L2/L3 캐시, 그 아래는 RAM(메인 메모리), 그 아래는 SSD/HDD가 자리합니다.캐시는 작지만 압도적으로 빠른 기억 공간으로, CPU가 매 순간 필요한 데이터를 미리 저장하여 속도 저하를 막아줍니다. 메모리 계층 구조는 결국 “빠르고 비싼 기억 + 느리고 큰 기억”을가장 효율적으로 조합한 시스템입니다. 1. 왜 메모리 계층이 필요한가“빠르게 만들수록 비싸지고, 크게 만들수록 느려진다” 컴퓨터 메모리는 속도와 용량이 반비례하는 숙명을 가지고 있습니다.빠르고 지연이 짧은 메모리는 가격이 비싸다저렴하고 용량이 큰 메모리는 반드시 느리다L1 캐시를 ..
[하드웨어 뜯어보기] 메모리 #29 - 메모리 채널과 대역폭 생각의 도로 폭을 넓히면 PC 성능이 달라진다핵심요약메모리 채널(channel)은 CPU와 메모리가 데이터를 주고받는 “차선 수”를 뜻합니다. 듀얼 채널은 단순히 메모리 두 개를 꽂는 문제가 아니라, 메모리 버스 폭 × 채널 수를 통해 실제 대역폭(Bandwidth)을 두 배로 늘려 CPU가 데이터를 가져오는 속도 자체를 높여줍니다. 결론적으로 메모리 채널은 CPU 성능을 ‘받쳐주는 길의 수’를 결정하는 핵심 구조입니다.1. 메모리 채널이란 무엇인가“CPU와 메모리 사이의 고속도로 차선 수” CPU는 매 순간 연산에 필요한 데이터를 메모리에서 가져와야 합니다. 이때 데이터가 오가는 통로가 바로 메모리 채널(Channel)입니다. 단일 채널(Single Channel): 1차선 도로듀얼 채널(Dual Ch..
[하드웨어 뜯어보기] 메모리 #28 - DDR의 세대 발전 세대별로 진화한 기억 속도, 더 빠른 두뇌를 향한 도약핵심요약DDR(Double Data Rate) 메모리는 단일 클럭에서 데이터 전송 기회를 두 배로 늘려 메모리 병목을 해소한 DRAM 기술의 핵심 진화 계열입니다.초기 DDR1·DDR2를 거쳐 DDR3에서 본격적인 대중화가 시작되었고, DDR4에서는 병렬성과 대역폭이 크게 향상되었으며, DDR5에서는 모듈 하나가 “듀얼 채널처럼” 동작하는 구조적 혁신까지 더해졌습니다.CPU와 메모리의 속도를 맞추기 위한 수십 년의 기술 여정이, DDR 세대 발전 그 자체입니다.1. DDR이 왜 필요했는가: “CPU는 더 빨라지는데 메모리는 제자리였다”컴퓨터 성능을 결정하는 핵심 요소 중 하나가 CPU↔메모리 속도의 균형입니다. 초기 컴퓨터는 CPU의 연산 능력이 매년..
[하드웨어 뜯어보기] 메모리 #27 - DRAM의 동작 원리 전하로 기억하는 전자적 뇌세포핵심요약DRAM은 커패시터가 저장한 전하의 많고 적음으로 0과 1을 표현하는 메모리입니다. 그러나 커패시터의 전하는 시간이 지나면 자연스럽게 줄어들기 때문에, DRAM은 셀의 상태를 유지하기 위해 일정 주기로 스스로를 재충전하는 리프레시(refresh) 를 수행합니다.CPU가 DRAM에 접근할 때는 Wordline·Bitline·Sense Amplifier가각 셀에서 전하를 읽고 쓰는 정교한 동작을 수행하며, DRAM 내부 유지 메커니즘(리프레시)과 CPU의 외부 접근(읽기·쓰기)은 별개의 흐름으로 이루어집니다. 1. DRAM이란 무엇인가 - “전하로 만든 전자적 기억”DRAM(Dynamic RAM)은 전하(Charge) 를 이용해 정보를 저장하는 메모리입니다. 셀(Cell)..
[하드웨어 뜯어보기] 메모리 #26 - 메모리의 기본 구조 (RAM) 생각의 임시 저장소, 두뇌의 단기 기억RAM은 CPU가 “지금 바로 처리 중인 정보”를 잠시 보관하는 작업 기억 공간입니다.전원이 꺼지면 사라지는 휘발성 구조지만, 놀라울 만큼 빠르게 데이터를 읽고 씁니다.메모리 셀(Cell) 하나하나가 전하를 저장하며, 행(Row)과 열(Column)의 정교한 격자 구조로 이루어져 있습니다. 1. RAM의 본질 — “두뇌의 단기 기억”메모리는 컴퓨터의 ‘기억 장치’이지만, 그중 RAM은 오래 기억하는 용도가 아닙니다. CPU가 계산을 수행하거나 프로그램을 실행할 때 필요한 정보만을 잠시 머무르게 하는 단기 기억(Working Memory)의 역할을 합니다. 사람의 뇌로 비유하면 다음과 같습니다.저장장치(SSD·HDD) → 장기 기억RAM → 단기 기억CPU → 사고와 ..

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