메모리 복습2

§ 블록 배치

○ Direct mapped

: 블록을 한 곳에만 들어갈 수 있게 하는 구조

○ Set associative

: 한 블록이 들어갈 수 있는 자리의 개수 고정 (n-way)

○ Fully associative

: 블록이 캐시 내의 어느곳에나 위치할 수 있는 방식

* Set associative

- 장점 : 실패율 감소

- 단점 : 적중시간 증가

○ 블록 교환 정책

- LRU 가 대표적

--> 4-way 까지는 사용하지만, 그 이상은 어려워서 잘 사용하지 않음

○ Multilevel cache

- Primary cache

- L2 cache

==> 프로세서의 빠른 클럭 속도와 상대적으로 점점 느려지는 DRAM 접근 시간 사이를 보완하기 위해

§ 메모리 구조와 신용

○ Fault

: Failure of a component

--> may or may not lead to System Failure

○ Failure

: fault의 영향으로 내가 원하는 기준점 이상의 서비스가 이루어지지 않는 것 

○ Restoration (복구)

: Fault나 Failure를 정상 작동하게 하는 것

○ 신뢰성

: 서비스 수행의 지속성에 대한 척도

- MTTF ; Mean time to Failure 

: 신뢰성의 척도

- MTTR ; Mean time to Repair

: 서비스 중단은 이것으로 측정

- MTBF ; Mean time between failures

: MTTF + MTTR

- availability (가용성)

: 내가 가용해서 쓰는 시간

= failure 안난 시간 / failure나서 고치는 시간

= MTTF / (MTTF + MTTR)

§ 가상 머신 (Virtual Machine)

: Host Computer emulates guest Operating System and machine resource

○ 가상머신으로 여러개의 OS 실행 가능

○ Virtual resource --> Physical resource로 사상

○ 가상 OS는 원래 OS와 다를 수 있다.

○ Guest code는 native machine에 유저모드에서 동작할 수 있다.

§ 가상 메모리 (Virtual Memory)

: 메인 메모리가 디스크로 구현되는 2차 저장장치를 위한 캐시처럼 이용되는 기술

○ VM's block = page

○ VM's miss = page fault

○ 마찬가지로 page fault(페이지 부재) 패널티를 줄이기 위하여

- Fully associative placement

- Smart replacement algorithms

○ Page Tables

: 가상 메모리 시스템에서 가상 주소를 실제 주소로 변환해 주는 테이블

○ 교환 및 쓰기 정책

- LRU 등 사용 (운영체제 참조)

- wirte-back을 사용 ( Dirty bit 사용함 )

--> write-through는 너무 비실용적이다.

( 메모리 <---> 디스크 는 캐시 <----> 메모리에 비해 비용이 너무 크다 )

§ 3C

○ Compulsory misses (필수 실패)

- 블록에 첫 번째 접근에 의해 발생

○ Capacity misses (용량 실패)

- 유한한 캐시 사이즈 때문에

- 블록이 교체되고 나중에 다시 그 블록을 가져올 때 발생

○ Collision/Conflict misses (충돌/대립 실패)

- 완전 연관 캐시에서는 발생하지 않음

- 다수의 블록들이 하나의 집합에 대해 경쟁을 벌일 때 발생

§ 병렬성과 메모리 계층

○ Cache coherence 문제

: 만약 어떤 데이터를 읽을 경우, 가장 최근에 쓰인 값을 반환한다면 메모리 시스템이 일관된다고 말할 수 있다.

○ Cache coherence protocols

: 일관성을 가진 프로세서라면, 이동(migration)과 복사(replication) 제공

- Snooping protocols

: 캐시들은 버스를 감시한다 ( reads / write )

==> 값이 바뀌면 broadcast

==> 쓰기 작업은 배타적 접근이 필요

--> 다른 캐시의 복사본들은 모두 무효화 됨

--> 다시 캐시 미스 생김

- Directory-based protocols

: 테이블에 block의 status를 적고 공유한다.

○ Memory Consistency

: X이후에 Y가 나온다.

==> 모든 프로세서에 대해서 새로 쓰인 Y를 본다는 것은 새로 쓰인 X 또한 보앗다는 말이다.