정보처리기사(구) 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2008년09월07日 39번

[전자 계산기 구조]
다음과 같은 값을 가지는 시스템에서 2계층 캐시 메모리를 사용할 경우는 그렇지 않은 경우에 비해 평균 메모리 엑세스 시간이 약 몇 배 향상되는가?

  • ① 0.7
  • ② 1.4
  • ③ 2.7
  • ④ 5.5
(정답률: 44%)

문제 해설

2계층 캐시 메모리를 사용하면 CPU가 메모리에 접근할 때 먼저 L1 캐시 메모리를 확인하고, L1 캐시 메모리에 없는 경우 L2 캐시 메모리를 확인하고, L2 캐시 메모리에도 없는 경우에만 메인 메모리에 접근하게 됩니다. 이렇게 캐시 메모리를 사용하면 메인 메모리에 접근하는 횟수가 줄어들어 평균 메모리 엑세스 시간이 단축됩니다.

위의 시스템에서는 메인 메모리의 엑세스 시간이 100ns이고, L1 캐시 메모리의 엑세스 시간이 5ns, L2 캐시 메모리의 엑세스 시간이 20ns이라고 가정합니다. 이 경우, L1 캐시 메모리와 L2 캐시 메모리를 모두 사용하는 2계층 캐시 메모리를 사용할 경우, L1 캐시 메모리에 데이터가 없는 경우 L2 캐시 메모리를 확인하고, L2 캐시 메모리에 데이터가 없는 경우에만 메인 메모리에 접근하므로 평균 메모리 엑세스 시간은 다음과 같이 계산됩니다.

(0.9 * 5ns) + (0.1 * 20ns) + (0.1 * 100ns) = 0.45ns + 2ns + 10ns = 12.45ns

반면, 2계층 캐시 메모리를 사용하지 않는 경우에는 모든 데이터에 대해 메인 메모리에 접근해야 하므로 평균 메모리 엑세스 시간은 100ns이 됩니다.

따라서, 2계층 캐시 메모리를 사용할 경우 평균 메모리 엑세스 시간은 100ns 대비 약 8배 정도 단축되므로, 2.7배 정도 향상됩니다.

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