CPU 캐시메모리, L3캐시메모리와 L2캐시메모리는 어떤 차이일까?

안녕하세요 버블입니다.

오늘은 CPU세부요소 중 중요한 사항인 캐시 메모리에 관한 내용을 다뤄볼까 합니다.

캐시 메모리 역시 다른 요소들과 동일하게

판매자들이 올려놓은 CPU의 상세정보나

자신이 사용하고 있는 모델에 대한 인터넷 검색 등을 통해 확인할 수 있습니다.

 

만약 이미 컴퓨터에 CPU가 장착되어있고

어떤 모델의 CPU인지 모르는 경우에는 'CPU-Z'라는 프로그램을 통해서

소켓과 제조공정을 확인하실 수 있습니다.

 

CPU 캐시메모리란 무엇이고 어떤 역할을 할까?

 

 

CPU캐시메모리란 CPU안에 장착된 고성능 메모리 입니다.

메모리라고 하면 컴퓨터에 장착되는 메모리,

즉 램카드가 생각이 나실겁니다.

오늘 포스팅할 CPU의 캐시메모리는

이 램카드와 CPU의 사이를 원활하게 풀어주는 역할을 합니다.

 

CPU의 작업 처리속도는 램카드와 비교했을때

큰 성능의 차이가 나기 때문에

작업 처리 속도에 있어서 차이날 수밖에 없습니다.

 

작업처리속도가 빠른 CPU의 속도 그대로 램카드에 넘어가면

속도차이에 의해서 병목현상이 일어나게 되게 될수밖에 없고

이 병목현상을 완화시켜 주는게 바로 캐시 메모리 입니다.

 

CPU와 캐시메모리, 램카드를 도로에 비교해서 쉽게 설명해 드리겠습니다.

CPU를 8차선 도로로 예를 들어보겠습니다.

 

차선이 많기 때문에 차량(데이터)들이 빠르게 통행할 수 있습니다.

하지만 전방에 표지판이나 예고(캐시메모리) 없이

바로 2차선(램카드)으로 줄어들어 버리면

 

8개의 차선에서 달리던 차들이 2개의 차선으로 몰리게 되고

속도가 줄어며 병목현상이 일어나게 됩니다.

 

하지만! 차선이 한번에 2차선으로 줄어들기 전

차선이 줄어든다는 표지판으로 표기를 해놓음과 동시에

2차선에 도달하기 전 6차선, 4차선 순으로 차선이 천천히 줄어들게 되면

운전자들이 미리 차선이 줄어든다는 것을 인지하고

그렇지 않음과 비교했을때 훨씬 원활하게 통행이 가능합니다.

이 역할이 바로 캐시 메모리 입니다.

 

캐시메모리에 대해서 자세하게 알아보자

 

 

캐시메모리는 위에서 쉽게 풀어 설명했지만

실질적인 역할은 속도차에 의한 병목현상의 완화이며

원리는 크게 어렵지 않습니다.

 

자신이 컴퓨터에서 처리했었던 작업을 기억해 놓았다

다음에 같은 작업을 처리할 시 빠르게 처리해 주는 개념이며

 

간단하게 예를 들자면 서울(CPU)에서 부산(작업처리)까지

서류를 가져다 놓아야 하는데

나중을 대비해 천안(L3), 대구(L2), 김해(L1) 3곳에

류의 사본(데이터)을 저장해 놓고

추후에 같은내용의 서류(데이터)가 필요할 시

서울(CPU)까지 가서 가져오는게 아니라

천안이나 대구, 김해에서 가져올 수 있게 하는 원리입니다.

 

바탕화면에서 폴더 하나를 실행한 뒤 종료하고

다시 재실행을 반복하시다 보면

처음 작업에 비해서 나중에 실행하는 작업이 훨씬 빠르다는 게 느껴지실 것입니다. 

보통 L3, L2, L1의 단위로 나누어 집니다.

여기서 L은 Level의 약자이며 데이터 처리 속도와

용량의 크기에 따라 단위가 나누어 집니다.

 

L1캐시의 용량은 다른 캐시에 비해 적은 용량인

8~64KB 정도의 용량을 가지고 있으며

CPU에서 가장 빠르게 접근하게 되는 캐시메모리 입니다.

 

바로 위에서 '작업의 처리'를 부산에 비유하고

캐시메모리를 L1을 김해에 비교를 했는데

부산과 가장 가깝기 때문에 서류 사본(데이터)을

가장 빠르게 가져올 수 있기 때문니다.

 

용량은 그냥 김해의 사무실이 작아서라고 생각해 주시면 됩니다.(ㅋㅋ)

만약 필요한 데이터가 L1 캐시메모리에 없다면

다음 캐시 메모리인 L2로 넘어가게 됩니다.

 

L2 캐시메모리의 용량은 64KB에서 4MB정도로

L1메모리보다 크지만 처리속도는 느린 편입니다.

L3역시 L2에 비해서 큰 용량에 느린 처리속도로 위와 동일한 개념입니다.