캐시 메모리

캐시 메모리란?

캐시 메모리(Cache Memory)는 프로세서(CPU)에 고속 데이터 액세스를 제공하고 자주 사용하는 컴퓨터 프로그램, 애플리케이션 및 데이터를 저장하는 작은 크기의 휘발성 컴퓨터 메모리 유형이다.

임시 메모리 저장소인 캐시는 데이터를 더 쉽고 효율적으로 검색할 수 있게 해준다. 컴퓨터에서 가장 빠른 메모리이며 일반적으로 메인보드에 통합되어 프로세서 또는 주 RAM(Random Access Memory)에 직접 내장되어 있다.

테코피디아가 설명하는 캐시 메모리

캐시 메모리는 프로세서가 일상적으로 액세스하는 프로그램 및 데이터의 인스턴스 (Instance)를 저장하여 더 빠른 데이터 저장 및 액세스를 제공한다. 따라서 프로세서가 캐시 메모리에 이미 인스턴스가 있는 데이터를 요청할 때 데이터를 가져오기 위해 주 메모리나 하드 디스크로 이동할 필요가 없다.

캐시 메모리는 사용 가능한 가장 빠른 메모리이며 RAM과 프로세서 사이의 버퍼 역할을 한다. 프로세서는 위치를 읽거나 써야 할 때마다 캐시에서 해당 항목을 사용할 수 있는지 확인하므로 주 메모리에서 정보에 액세스하는 데 필요한 시간이 줄어든다.

하드웨어 캐시는 프로세서 캐시라고도 하며 프로세서의 물리적 구성 요소이다. 프로세서 코어에 얼마나 가까운지에 따라 기본 또는 보조 캐시 메모리가 될 수 있으며, 기본 캐시 메모리는 프로세서에 직접 통합되거나 프로세서에 가장 가깝다.

속도는 캐시 자체의 크기뿐만 아니라 근접성에 따라 달라진다. 캐시에 더 많은 데이터를 저장할 수 있을수록 더 빠르게 작동하므로 저장 용량이 작은 칩은 프로세서에 더 가까워도 속도가 느려지는 경향이 있다.

하드웨어 기반 캐시 외에도 캐시 메모리는 디스크에 예약된 부분을 저장하고 디스크에서 자주 액세스하는 데이터/애플리케이션에 대한 액세스를 제공하는 디스크 캐시일 수도 있다. 프로세서가 처음으로 데이터에 액세스할 때마다 캐시에 복사본이 만들어진다.

해당 데이터에 다시 액세스할 때 캐시에 사본이 있는 경우 해당 사본이 먼저 액세스되므로 속도와 효율성이 향상된다. 캐시를 사용할 수 없는 경우에는 더 크고 멀리 떨어져 있으며 속도가 느린 메모리(예: RAM 또는 하드 디스크)에 액세스한다.

최신 비디오 카드는 칩 내부에 자체 캐시 메모리를 저장하기도 한다. 이렇게 하면 그래픽카드 (GPU)가 시스템의 RAM에 의존하지 않고도 복잡한 렌더링 작업을 더 빠르게 완료할 수 있다.

하드웨어 캐시 외에 하드 디스크에 임시 파일을 저장하는 방법으로 소프트웨어 캐시도 사용할 수 있다. 이 캐시 (브라우저 또는 애플리케이션 캐시라고도 함)는 속도 향상이라는 동일한 이유로 이전에 저장된 파일에 빠르게 액세스하는 데 사용된다. 예를 들어, 온라인 브라우저는 웹 페이지의 일부 이미지를 캐시에 저장하여 해당 페이지를 다시 열 때마다 다시 다운로드하지 않도록 할 수 있다.