MMU (Memory Management Unit)

MMU (Memory Management Unit)

가상 주소를 물리 주소로 변환하고 메모리 보호·접근 제어를 수행하는 하드웨어 장치로, CPU와 메모리 사이에 위치하여 가상 메모리 시스템을 지원

목적: 주소 변환, 메모리 보호, 접근 제어, 캐시 관리

특징: 하드웨어 기반, TLB 캐시, 페이지 폴트 감지, 보호 비트 검사

구성요소: ① TLB(주소 변환 캐시) ② 페이지 테이블 워커 ③ 보호 체크 로직 ④ 캐시 제어

동작과정: ① VA 수신 → ② TLB 검색 → ③ Hit시 PA 반환 / Miss시 페이지 테이블 워크 → ④ 보호 비트 검사 → ⑤ PA 반환 또는 예외

보호 기능: 읽기/쓰기/실행 권한, 커널/사용자 모드, NX bit(실행 방지)

장점: 빠른 주소 변환, 하드웨어 보호, 투명성, 멀티태스킹 지원

적용사례: 모든 현대 CPU(x86, ARM, RISC-V)

비교: MMU(HW주소변환/보호/현대CPU) vs MPU(메모리보호만/주소변환없음/임베디드MCU)

연관: 가상 메모리, TLB, 페이징, 운영체제