[Arm프로세서] 공간 지역성

자주 가는 카페가 있다면 카페 옆에 있는 다른 가게에 갈 가능성도 있습니다. 이처럼 프로그램이 어떤 데
이터를 사용하면 그 데이터와 인접한 (주소에 있는) 데이터에 접근할 확률이 높습니다. 이 같은 패턴을 공
간 지역성(spatial locality)이라고 합니다.
【정보】 섹션 정보를 활용한 공간 지역성
프로그램을 컴파일하면 컴파일러는 연관된 객체(자료구조)를 특정 메모리 공간(섹션)에 모아두는 경향이 있습니다.
이번에는 다음 예제 코드를 보면서 공간 지역성에 대해 더 자세히 알아봅시다.
01 static int arr[10];
02 int sum = 0;


03
04 for (i = 0; i < 10; i++) {
05 sum += arr[i];
06 }
05번째 줄은 arr[] 배열의 &a[0] 주소에서 &a[9] 주소에 있는 배열의 데이터를 읽어서 sum에 더하는 루틴입
니다. 데이터의 위치와 데이터에 접근하는 패턴을 자세히 관찰하면 다음과 같은 사실을 확인할 수 있습
니다.
■ &a[0] ~ &a[9] 주소 구간에 위치한 데이터는 연속적인 메모리 공간에 위치한다.
■ &a[0] 주소에 접근하면 &a[1] ~ &a[9] 주소에 접근할 확률이 높다.
이런 특징을 활용해 &a[0] ~ &a[9]가 존재하는 주소에 미리 접근해 데이터를 캐시에 올려 놓으면 for 루프
가 더 빨리 동작할 것입니다. 이처럼 이미 사용된 데이터 주소 근처에 있는 데이터를 미리 로딩하는 방식
을 활용해 캐시를 설계합니다.
이처럼 공간 지역성은 최근 접근한 데이터의 주변 공간에 다시 접근하는 소프트웨어의 패턴을 뜻합니다.
이런 특징을 잘 활용해 연속적인 공간에 존재하는 메모리 데이터를 미리 로딩하면 메모리에 접근하는 횟
수를 줄일 수 있습니다. 이 같은 구조로 설계된 시스템에서는 같은 코드를 실행해도 더 빨리 실행될 수 있
습니다.


【정보】 디맨드 페치란?
공간 지역성을 활용하는 기법 중 하나는 디맨드 페치(demand fetch)입니다. 디맨드 페치란 프로그램이 메인 메모리에
접근해 명령어나 데이터를 캐시에 로딩한 다음에 일정 시간 동안 유지하는 방식을 의미합니다.