TLB (Translation Look-aside Buffer)

I. 가상메모리 페이징 속도향상, TLB

가. TLB(Translation Look-aside Buffer)의 정의

자주 참조되는 가상 메모리 주소를 실제 메모리 주소로 매핑 시 성능 개선 위해 MMU에서 사용하는 고속 캐시

나. TLB의 특징

특징설명
변환 결과 테이블– 매번 주소를 변환하는 대신 변환 결과를 테이블에 저장하여 사용
특수 고속 캐시– 페이지 테이블 항목에 대한 특수 고속 캐시 사용하여 메모리 참조시간 단축

 

II. TLB의 개념도 및 동작원리

가. TLB의 개념도

나. TLB의 동작원리

방안상태TLB 동작
TLB Hit– 가상주소에 해당 항목이 TLB에 있음– CPU가 TLB 통해 즉시 물리주소 생성
TLB Miss– 가상주소에 해당 항목이 TLB에 없음– 주기억장치 페이지테이블 참조, TLB 갱신
페이지 Fault– 가상주소에 해당 항목이 주기억장치에 없음– 디스크에서 페이지 반입, 페이지테이블 갱신

다. 직접사상 방식과 TLB의 비교

항목직접 사상의 주소 변환TLB에 의한 주소 변환
사상 방식– Direct Mapping– Association Mapping
페이지 테이블 위치– 주기억장치 내– 고속의 특수 캐시 내 (TLB)
장단점– 데이터 접근시 주기억장치 두 번 접근 필요– TLB 병렬 고속탐색
– 고비용, 적용 한계

 

III. TLB 성능 개선 위한 고려사항

고려사항상세 내용
Entry 수 증가– TLB 참조 증가, 많은 전력 사용
페이지 크기 증대– 사상 적용 증가, 내부 단편화 증가
다중 페이지 지원– 적은 내부 단편화, 큰 페이지 사용 가능

 

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