MMU (Memory Management Unit)

I. 메모리 주소 변환 장치, MMU

가. MMU(Memory Management Unit)의 개념

CPU와 Cache 사이 불연속적 메모리 주소를 논리적 연속된 가상 주소로 맵핑 관리 장치

나. MMU 역할

주소 변환– 실제 메모리와 가상 메모리의 주소 변환
메모리 보호– 각 영역 간 읽기/쓰기 침범 차단 역할

II. MMU 주요 기능 및 주소 변환 과정

가. MMU 주요 기능

주요 기능설명
주소 변환– 가상메모리 주소를 물리 주소로 변환
특권 통제– 사용자 프로그램에서 커널 영역 침범 차단
캐시 통제– 캐시 가능 영역과 불가 영역 설정
읽기/쓰기보호– Read / Write 불가 영역 생성 기능
메모리 보호– 각 프로세스 별 영역만 접근하도록 통제

나. MMU 주소 변환 과정

Memory Mapping 절차절차 설명
① MMU에 가상주소 전달
② Page Table 탐색
③ 물리주소 MMU에 전달
④ 주소신호(RAS,CAS)발생
⑤ Data를 CPU에 전달
  • TTB(Translation Table Base Address): Page Table 시작 위치 지시
  • Cache 부재 시 MMU는 주소 변환 위해 두 번씩 메모리 Access, 시스템 전체 성능 저하 유발

III. MMU 기반 가상 주소 관리 효과

  • 연속적 물리 주소가 아니어도 CPU는 연속적 주소로 인식하여 메모리 확장 효과
  • 모든 프로세스마다 동일 주소 사용, CPU의 프로세스 관리 용이 및 구현 단순화

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