13. RAM의 특성과 종류

RAM의 특성과 종류

컴퓨터의 네 가지 핵심 부품: CPU, 메모리, 보조 기억 장치, 입출력 장치

 

RAM

메인 메모리의 종류에는 크게 RAM과 ROM 두 가지가 있다. 하지만 메모리라고 하는 용어는 메인 메모리 중에서도 램을 지칭하는 경우가 많다.

CPU는 RAM 즉 메모리로부터 명령어와 데이터들을 가져와 실행하고. RAM은 실행할 대상을 저장한다. 하지만 RAM은 저장한 내용을 전원이 꺼지면 잃어버린다는 단점이 있다. 따라서 보조 기억 장치라고 하는 전원이 꺼져도 저장된 내용을 기억할 수 있는 대용량 저장장치가 필요하다. RAM 즉 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃어버리는 이러한 특성을 갖고 있는 저장장치를 휘발성 저장장치라고 부르고. 반대로 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 특성을 갖고 있는 저장장치를 비휘발성 저장장치라고 부른다.

 

RAM의 용량과 성능

RAM은 현재 실행 중인 프로그램과 데이터를 일시적으로 저장하여 컴퓨터가 빠르게 접근하고 처리할 수 있도록 해준다.

• 빠른 데이터 접근: RAM은 데이터를 저장하고 빠르게 접근할 수 있는 공간이다. 프로세서는 필요한 데이터를 RAM에서 직접 읽고 쓰므로, 하드 드라이브나 SSD보다 훨씬 빠르다.
• 효율적인 멀티태스킹: 더 많은 RAM 용량은 컴퓨터가 동시에 더 많은 작업을 수행할 수 있게 한다. 예를 들어, 여러 프로그램을 동시에 실행하거나 브라우저에 많은 탭을 열 때 RAM이 충분하면 컴퓨터가 느려지거나 멈추지 않는다.
• 성능 향상: 높은 RAM 용량은 특히 데이터가 많은 작업(예: 비디오 편집, 대규모 스프레드시트, 복잡한 그래픽 디자인)에서 중요하다. RAM이 충분하면 이러한 작업을 더 빠르고 원활하게 처리할 수 있다.
• 시스템 안정성: RAM이 부족하면 컴퓨터는 하드 드라이브나 SSD의 일부를 '가상 메모리'로 사용하여 RAM을 보완한다. 이는 훨씬 느리고, 시스템이 불안정해지거나 응답이 느려질 수 있다.

작은 RAM 용량의 단점

• 성능 저하: 메모리가 부족하면 컴퓨터는 하드 드라이브나 SSD를 가상 메모리로 사용하게 되며, 이는 RAM보다 훨씬 느리다.
• 멀티태스킹 제한: 동시에 실행할 수 있는 프로그램의 수가 제한된다.
• 시스템 불안정: 메모리 부족은 프로그램 충돌이나 시스템 오류를 일으킬 수 있다.

 

RAM에는 크게 네 가지가 있다. DRAM, SRAM, SDRAM, DDR SDRAM

DRAM(Dynamic RAM)

• Dynamic = ‘동적의’: '동적(Dynamic)'이라는 단어는 DRAM이 데이터를 저장하기 위해 지속적으로 전력을 필요로 한다는 것을 의미한다. 이는 DRAM이 데이터를 일시적으로만 저장하고, 전력 공급이 없으면 정보를 잃어버린다는 것을 의미한다. 그래서 심지어 전원을 뽑고 있어도 동적으로 저장된 데이터가 점점 없어진다.
• 재활성화 리플레이: 전원의 연결이 되어 있어도 데이터가 점점 사라지기 때문에 데이터의 소멸을 막기 위해서는 주기적으로 저장된 데이터들을 다시 저장해줘야 한다.
• 메모리로 일반적으로 사용되는 RAM: 상대적으로 소비전력이 낮고, 가격이 저렴하며 집접도가 높아서 대용량으로 설계하기가 편하기 때문에 널리 사용된다.

 

SRAM(Static RAM)

• Static = ‘정적의’: DRAM이 저장된 데이터가 점점 시간이 지날수록 소멸된다면 그것과는 반대되는 개념으로 SRAM은 전원이 연결되어 있다면 저장된 데이터가 사라지지는 않는다. 하지만 SRAM이라 할지라도 전원을 빼면 저장된 데이터가 날아가는 휘발성이다.
• 빠른 입출력 속도: 리프레시 과정이 없기 때문에 데이터 읽기와 쓰기가 DRAM보다 일반적으로 더 빠르다
• 캐시 메모리로 일반적으로 사용되는 RAM 소비전력이 DRAM보다 높고 가격도 상대적으로 높고 집접도가 낮아(한 비트를 저장하는 데 더 많은 트랜지스터가 필요하다) 대용량으로 설계하기가 조금 어렵다는 단점이 있다. 따라서 대용량으로 설계할 필요는 없으나 빨라야 하는 장치에 사용한다. 그래서 SRAM은 주로 캐시 메모리로써 프로세서와 주 메모리 사이에서 데이터의 빠른 접근과 전송을 위해 사용된다.

 

SDRAM(Synchronous DRAM)

• 특별한(발전된 형태의) DRAM. SDRAM은 DRAM의 기능을 확장하여 시스템의 클럭 신호와 동기화되어 더 빠른 데이터 처리와 효율적인 성능을 제공하는 메모리 유형이다.
• 클럭 신호와 동기화(synchronous)된 DRAM. 는 메모리와 프로세서 사이의 데이터 전송이 시스템의 클럭 속도에 맞춰 일정하게 이루어진다는 것을 의미한다.
• 클럭 신호와 동기화되어 있기 때문에, SDRAM은 데이터를 더 효율적으로 처리할 수 있다.

 

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)

• 특별한(발전된 형태의) SDRAM. 표준 SDRAM과 비교하여 데이터 처리 속도를 두 배(이상)로 향상시킨 메모리 유형이다.
• 현재 가장 대중적으로 사용되는 RAM 하드웨어
• 대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM

 

DDR SDRAM의 주요 버전

• DDR (DDR1): 첫 번째 버전의 DDR 메모리로, 기존 SDRAM에 비해 두 배 빠른 전송 속도를 제공한다.
• DDR2: DDR1보다 더 높은 클럭 속도와 낮은 전력 소모를 제공한다. 이는 더 높은 성능과 효율성을 의미한다.
• DDR3: DDR2에 비해 더 높은 클럭 속도와 더 낮은 전력 소모를 하고, 더 큰 데이터 대역폭을 가지고 있어 더 높은 성능을 제공한다.
• DDR4: DDR3보다 더 높은 클럭 속도와 더 낮은 전력 소모를 제공한다. 또한, 더 큰 데이터 용량과 향상된 데이터 무결성 기능을 가지고 있다.
• DDR5 (최신 버전): DDR4보다 훨씬 더 높은 클럭 속도와 더 큰 데이터 대역폭을 제공한다. 또한, 에너지 효율성이 더욱 향상되었다.