메모리 단편화 (Memory Fragmentation)
RAM에서 메모리의 공간이 작은 조각으로 나뉘어져 사용가능한 메모리가 충분히 존재하지만 할당(사용)이 불가능한 상태
내부 단편화 (Internal Fragmentation)
메모리를 할당할 때 프로세스가 필요한 양보다 더 큰 메모리가 할당되어서 프로세스에서 사용하는 메모리 공간이 낭비 되는 상황 (예를 들어 프로그램을 실행하는데 OS가 10kb를 할당했지만, 실제로는 6kb만 사용 중이라면 4kb만큼은 내부 단편화가 생기는 것)
외부 단편화 (External Fragmentation)
메모리를 반복적으로 할당과 해제를 반복하면 메모리 중간 중간 사용하지 않는 메모리가 많아진다. 총 메모리 양으로는 공간이 충분하지만 실제로 메모리 할당은 불가능한 상황
메모리 관리 기법
페이징 (Paging)
사용하지 않는 프레임을 페이지에 옮기고, 필요한 메모리를 페이지 단위로 프레임에 옮기는 기법.
⇒ 연속적이지 않은 공간도 활용할 수 있기 때문에 외부 단편화 문제를 해결할 수 있으나 내부 단편화 문제가 여전히 존재함. 페이지 단위를 작게하면 내부 단편화 문제도 해결할 수 있긴 하지만 Page Mapping 과정이 많아지기 때문에 효율이 떨어짐. (페이지를 적절히 나눠야 함)
- 페이지 : 보조기억장치를 이용한 가상메모리를 같은 크기의 블록으로 나눈 것
- 프레임 : RAM을 페이지와 같은 크기로 나눈 것
- 페이지와 프레임을 대응시키기 위해 page mapping과정이 필요해서 paging table이 필요함
세그멘테이션 (Segmentation)
가상 메모리를 서로 크기가 다른 논리적 단위은 세그먼트로 분할하고 메모리를 할당하여 실제 메모리 주소로 변환하는 기법.
* 세그먼트 : 하나의 프로세스를 구성하는 주소 공간은 일반적으로 코드, 데이터, 스택 등의 의미있는 단위들로 구성된다. 세그먼트는 이와 같이 주소 공간을 기능 단위 또는 의미 단위로 나눈 것을 뜻함
세그먼트는 연속적인 공간에 저장되어 있고, 세그먼트들의 크기가 다르기 때문에 미리 분할할 수 없음. 메모리에 적재될 때 빈 공간을 찾아 할당해야함.
프로세스가 필요한 메모리만큼 할당해주기 때문에 내부 단편화 문제는 일어나지 않지만 외부 단편화 문제는 여전히 존재함.
메모리 풀 (Memory Pool)
필요한 메모리 공간을 필요한 크기, 개수만큼 사용자가 직접 지정하여 미리 할당받아 놓고 필요할 때마다 사용하고 반납하는 기법
미리 공간을 할당해놓고 가져다 쓰고 반납하면 할당괴 해제로 인한 외부 단편화가 발생하지 않고, 필요한 크기만큼 할당 해서 사용하기 대문에 내부 단편화가 일어나지 않음
사용량보다 너무 큰 메모리 풀을 만들어 사용할 경우 메모리 단편화로 인한 메모리 낭비량보다 더 큰 낭비가 될 수 있으니 주의해야함. (메모리 누수 주의)