평면 메모리 모델

2. 메모리 모델의 종류

대부분의 현대 메모리 모델은 세 가지 범주 중 하나에 속한다.

• '''플랫 메모리 모델 (Flat Memory Model):''' 프로그래머에게 단순한 인터페이스와 깔끔한 설계를 제공한다. 균일한 접근 속도를 통해 최고의 유연성을 가지며, RAM의 세그먼트 또는 페이지 테이블과 같은 보조 데이터 구조에 접근할 필요가 없어 실행 속도가 빠르다. 이는 세그먼트 메모리 페이지 전환이 일반적으로 페이지를 변경하는 추가 CPU 로직 또는 하드웨어 요구 사항으로 인해 다른 페이지에 대한 더 긴 접근으로 인해 다양한 지연 시간을 발생시키는 것과 대조적이다. 플랫 메모리 모델은 간단한 컨트롤러 애플리케이션을 위한 최소한의 하드웨어 및 CPU 공간을 갖지만, 일반적인 컴퓨팅 또는 멀티태스킹 운영 체제에는 적합하지 않다.

• '''페이지 메모리 모델 (Paged Memory Model):''' 메모리를 고정된 크기의 페이지(Page) 단위로 관리하는 방식이다. 이 모델은 멀티태스킹, 일반적인 운영 체제 설계, 자원 보호 및 할당에 적합하며, 가상 메모리 구현에도 적합하다. 하지만 플랫 메모리 모델에 비해 더 많은 CPU 자원을 소모하고 속도가 다소 느리며, 프로그래밍이 더 복잡하다는 단점이 있다. 또한, 고정된 페이지 경계 때문에 메모리 효율성이 항상 최적은 아니다. 이 메모리 모델은 펜티엄 프로 및 이후 x86 CPU에서 4GB 이상의 물리적 메모리를 주소 지정하기 위해 36비트 물리 주소를 지원하는 물리 주소 확장(PAE)을 사용할 때 필요하다.

• '''세그먼트 메모리 모델 (Segmented Memory Model):''' 메모리는 가변 크기의 세그먼트(Segment) 단위로 관리된다. x86 아키텍처에서 주로 사용되며, 세그먼트와 오프셋(Offset)의 조합으로 주소를 지정한다. 페이지 메모리 모델보다 효율적이고 유연하지만, 프로그래밍 관점에서 복잡하고 컴파일러에게 더 어려운 문제를 야기한다. 세그먼트 주소 지정을 통해 RAM을 절약하고 짧은 점프를 가능하게 하여 코드 크기를 줄일 수 있다.

• '''x86 아키텍처에서의 세그먼트 메모리 모델:''' 8086, 8088, 80186, 80286에서 처음 구현되었으며, 80386과 이후의 모든 x86 머신에서 현재의 펜티엄 및 Core 2 프로세서까지 지원된다. 이 메모리 모델은 x86 머신에서 지금까지 유지되어 왔으며, 이제 다중 모드 작동을 제공하며 호환 세분화 모드에서 거의 작동하지 않는다. x86 아키텍처 내에서, 리얼 모드 (또는 에뮬레이션)에서 작동할 때, 물리 주소는 다음과 같이 계산된다.^[2]

2. 1. 플랫 메모리 모델 (Flat Memory Model)

2. 2. 페이지 메모리 모델 (Paged Memory Model)

2. 3. 세그먼트 메모리 모델 (Segmented Memory Model)

2. 3. 1. x86 아키텍처에서의 세그먼트 메모리 모델