슈퍼개발자의 자격[3] - 가상 메모리는 무엇인가? 페이지와 스왑은 무엇인가?

윈도우와 같은 운영체제를 사용하다 보면 흔하게 접하는 단어이기도 하고, 아래와 같이 설정 창에서도 종종 지나쳤던 것 같은 단어인데, 어떤 의미인지 잘 모르기도 하는 그런 개념이다.

가상메모리란,

이다. 가상 메모리를 사용하면 메인 메모리를 효과적으로 관리할 수 있으며, 메모리가 부족할 때 효과적으로 대처할 수 있다.

예컨대, 메모리 부족을 보조기억 장치가 받아주면서 다양한 오류 상황을 대비할 수 있다.

다만, 이런 상황이 발생하면 보조기억장치의 읽는 속도는 주기억장치에 비하면 SSD라고 할지라도 매우 느리기 때문에, 당연히 컴퓨터는 체감하기로도 매우 느려지게 된다. 하드디스크라면 말할 것도 없고.

일반적으로 컴퓨터의 프로세스(Process)가 사용하는 자원은 메인 메모리, 램(RAM)이다. 앞서 말했듯 많은 프로세스를 사용하다 보면 메인 메모리가 부족하게 마련이다.

따라서 일부의 작업만 메인 메모리에 올리고 나머지는 보조 기억장치로 내보내게 된다.

이 과정을 스왑(swap)이라고 하고, 주기억장치인 램으로 불러오는 과정을 swap-in, 보조기억장치인 HDD나 SDD로 보내는 과정을 swap-out이라고 한다.

메모리 낭비를 최소화 하기 위해 많은 방법론이 사용되어 왔으나, 각기 다른 한계들이 나타나곤 했다.

이에, 페이징(paging)이라는 방법이 나타나게 되었다. 하나의 프로세스가 사용하는 메모리 공간이 연속적이어야 한다는 제한을 없앴다는 것이 특징이다.

물리 메모리는 프레임(frame)이라는 고정 크기로 분리되어 있고, 이에 맞도록 논리 메모리에서는 페이지(page)라는 고정 크기의 블록으로 분리하여, 외부 단편화로 불리는 메모리 낭비를 해결할 수 있는 방법이다.

또한, 실제 메모리는 연속적이지 않더라도 CPU가 여러개로 흩어진 페이지를 연속적인 메모리라고 생각하고 접근하도록 페이지 테이블을 통해 주소 변환을 사용하여 접근하게 된다.

너무 발행이 늦어진 코너의 진행을 위해 정말 짤막하게 단순화하여 내용을 정리하였다. 자세한 내용을 알고 싶다면 운영체제 분야를 조금 더 깊게 파보기를 권한다.

삵 izz well