4.3.2 캐시의 작동 방식
CPU에서 필요한 데이터가 캐시 내에 존재하는지 여부는 캐시의 성능을 결정짓는 중요한 요소입니다. CPU가 찾고 있는 데이터가 캐시 안에 있을 때 이를 캐시 히트(cache hit)라고 합니다. 이 경우 데이터에 바로 접근할 수 있습니다. 반면, 필요한 데이터가 캐시에 없어 다른 메모리 영역에서 찾아야 하는 경우 이를 캐시 미스(cache miss)라고 합니다. 캐시 미스가 발생하면 CPU는 다른 계층의 캐시나 RAM으로부터 데이터를 가져와야 하므로 성능 저하가 발생하게 됩니다.
캐시의 작동 과정은 다음과 같습니다.
1 CPU가 특정 데이터를 요청합니다.
2 캐시 메모리를 관리하고 제어하는 캐시 컨트롤러가 캐시에 해당 데이터가 있는지 확인합니다.
3 데이터가 캐시에 있으면 캐시 히트가 되어 CPU에 데이터를 즉시 제공합니다.
4 데이터가 캐시에 없으면 캐시 미스가 발생합니다. 캐시 컨트롤러는 다른 계층 캐시 또는 RAM에서 데이터를 가져옵니다.
5 캐시 컨트롤러는 가져온 데이터를 CPU에 제공한 후 캐시 미스가 발생한 캐시에 저장합니다.