기억 장치 - 메모리

메모리는 일반적으로 자료 및 데이터를 저장하는 곳으로 그 계층 구조는 보조메모리(Auxiliary Memory), 주 메모리(Main Memory), 캐시 메모리(Cache Memory)로 분류된다. 보조메모리는 주 메모리의 용량이 한정되어 있고, 현재 사용되고 있는 주 메모리가 거의 모두 휘발성이므로 이러한 단점을 보완하기 위해서 사용되는 기억장치로서 용량이 거의 무한대에 가깝다고 할 수 있으며, 필요에 따라서는 휴대가 간편하고, 비휘발성이므로 사용하기가 편리한 이점을 가지고 있다. 처리 속도가 느리다는 단점이 있다.



주 메모리는 중앙 처리장치(CPU : Central Processing Unit)와 직접 데이터 교환이 가능하며, 컴퓨터를 사용하는 데 있어서 없어서는 안 될 필수적인 메모리라 하겠다. 컴퓨터를 이야기할 때 메모리라고 하면 이 주 메모리를 의미하는 것이다. 마지막으로 캐시 메모리는 주기억장치에서 데이터를 가져오거나 다시 저장하는 시간이 CPU에서 처리하는 시간에 비해서 너무 느리므로 이러한 점을 보완하기 위해서 적은 용량의 메모리를 더 둔 것을 말한다.



① 기억소자에 저장된 자료를 읽어내는 경우에 따라서

• 파괴적(Destructive) 기억 소자 : 자기 코어(Magnetic Core)와 같이 판독(read)할 때 기억된 정보가 파괴됨으로써, 읽은 내용을 재기록(재충전)하는 과정이 있어야 하는 기억 소자.

• 비 파괴적 (Nondestructive)기의 소자 : 반도체 기억 소자가 여기에 해당하며, 기억된 정보를 판독하여도 그 내용이 파괴되지 않는 기억 소자.

② 기억소자의 전원공급 여부에 의해서

• 휘발성(Volatile) 기억 소자 : 전원의 공급이 중단되면 기억 내용이 소멸하는 기억 장치

로서. 반도체 기억 소자가 여기에 해당한다.

• 비휘발성(Nonvolatile) 기억 소자 : 전원 공급이 중단되더라도 기억 내용이 소멸하지 않는 기억 장치를, 자기 코어 기억 장치와 보조 기억 장치가 여기에 해당한다.



7.1.1 ROM

읽기만이 가능한 기억조사로서, 한 번 기억된 내용은 전원이 끊어져도 소멸하지 않는 비휘발성 (Non-Volatile) 메모리이다. 이 메모리에는 사용자가 변경할 필요가 없거나 이용만 하는 프로그램을 저장하는 데 사용한다. ROM은 처음에는 단지 저장된 데이터를 읽어내기만 하는 메모리였으나 반도체의 비약적인 발전과 필요에 의해서 여러 종류의 ROM이 개발되어 사용된다.



7.1.2 RAM

일반적으로 컴퓨터에서 메모리라고 하는 것으로서 판독/기록이 가능한 기억 소자로 전원이 끊어지면 내용이 소멸하는 휘발성(Volatile)메모리이다. RAM은 만들어지는 방법에 따라서 동적 RAM(DRAM : Dynamic RAMD), 정적 RAM(SRAM : Static RAM)으로 나누어진다.

(1) DRAM

주 메모리로 사용되는 메모리로 이 메모리는 SRAM에 비해서 속도가 떨어지므로 속도를 향상 시킨 다양한 형태의 DRAM이 생산되고 있다. DRAM의 특징으로는

① 재충전 회로가 필요함

② 집적도가 SRAM에 비해서 높음

③ 속도가 늦음

④ 주메모리로 사용



(2) SRAM

캐시 메모리로 사용되는 메모리로서 DRAM에 비해서 속도가 빠르다. SRAM의 특징으로서는

① 집적도가 DRAM에 비해서 낮음

② 속도가 빠름

③ 캐시 메모리로 사용



7.2 보조 기억장치

주기억장치의 용량 부족을 보충하기 위한 대량의 데이터 저장 용도로서 반영구적인 기억장치이다. 이 메모리의 특징으로서는 가격이 저렴하고, 비휘발성 (Non-Volatile)이고, 대량의 데이터 저장이 가능하다는 것은 이점이 될 수 있으나 단점으로는 Read, Write 속도가 너무 늦다는 것이다. 이런 보조기억장치로서는 자기 테이프, 자기 드럼, 자기 디스크, 광디스크 등이 있다.



7.3 캐시 메모리

주기억장치에서 저장된 자료를 읽어오거나 처리된 자료를 저장하는 데 걸리는 시간이 CPU에서 처리하는 속도에 비해서 너무 이 중간에 속도가 빠른 메모리를 하나 더 두어서 해결하는데 이때 사용하는 메모리를 캐시 메모리라 한다. 결국은 액세스 속도가 느린 주기억장치와 처리 속도가 빠른 CPU의 속도 차를 줄이기 위해 사용되는 메모리이다. 



7.4 어소시에이티브 메모리

주기억장치를 포함해서 대부분의 메모리는 저장된 자료를 검색하려면 순차적으로 저장된 내용을 번지에 의해서 하나씩 비교해가면서 작업을 해야 한다. 그러나 이러한 작업은 많은 검색 시간을 필요로 한다. 그래서 이러한 메모리가 아니라 메모리에 저장된 항목을 찾는데 요구되는 시간을 줄이기 위하여 저장된 데이터를 번지에 의해서가 아닌 내용 그 자체에 의해서 찾을 수 있다면 상당히 줄일 수 있는데 이렇게 저장된 내용에 의해서 검색이 가능한 메모리를 어소시에티브 메모리 (Associative Memory) 또는 내용 지정 메모리(CAM : Content Addressable Memory)라고 한다.



7.5 가상 기억장치

주기억장치는 용량이 일정하게 정해져 있어서 그 정해진 범위 이내에서만 사용이 가능하다.

기억장치의 용량이 충분한지의 여부에 상관없이 프로그램의 사용자가 필요로 하는 기억용량이 주어지는 것이라고 가상하여 사용할 수 있게 한 기억장치가 가상기억장치이다. 즉, 이러한 것은 메모리를 주기억장치의 용량으로 제한하지 않고 보조 기억장치의 용량까지 확대 사용한 것으로 사용자가 보조 메모리의 총량에 해당하는 커다란 기억 장소를 가진 것처럼 생각하고 프로그램을 작성할 수 있도록 하는 개념이다. 



7.6 메모리의 확장

작은 용량의 메모리를 여러 개 사용하여 큰 용량의 메모리로 만드는 것을 말한다.