컴퓨터 구조 #12 - RAM의 특성과 종류

본 카테고리는 "혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제 (강민철 저)" 책과 강의를 기반으로 작성하였습니다.

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RAM이 크면 뭐가 좋을까?

CPU는 메인 메모리(RAM)에서 명령어를 가져와 실행한다. 즉 RAM에 필요한 명령어가 있어야 바로바로 가져올 수 있다. 하지만 RAM의 크기는 한정적이고 휘발성 장치이기 때문에, 모든 명령어를 가지고 있을 수 가 없다. 바로 그래서 보조 기억 장치가 존재하는 것이다. 보조 기억 장치는 비휘발성이면서 비교적 큰 저장 용량을 가진다.

 

하지만 메모리에서 보조기억 장치에 있는 데이터를 가지오는 것은  빠른  CPU의 연산 속도에 비해 매우 느리다. 따라서 최대한 보조기억 장치에서 데이터를 가져오는 것을 줄여야하기 때문에 RAM에서 최대한 많은 데이터들을 가지고 있는 것이 좋다. 

RAM과 보조기억 장치의 데이터 가져오는 속도 비교

RAM -> CPU:  나노초(10^-9 초)의 범위.
보조기억장치 ->  RAM :  0.001초 ~ 1 초

 

예를들어 RAM이 극단적으로 작아 프로그램 하나만 들어오면 꽉 찰 때, 프로그램 3개를 실행하기 위해선, 보조기억 장치에서 총 3번 명령어를 가져와야 한다. 하지만 RAM이 크면 한 번에 3개의 프로그램을 모두 가져오면 되어 1번만 접근하여 가져오면된다. 그렇기 때문에 RAM의 용량은 클수록 좋다는 것이다.

 

 

 

이를 비유 들자면 '책장에 있는 책들을 책상에 가져와서 계속 읽는 것'이다. 책장이 보조기억 장치이고 책상이 메인 메모리, 읽는 작업이 명령어를 실행하는 것이다. 멀리 떨어져 있는 책장에는 비교적 적게 가는 것이 효율적이며, 한 번에 많은 책들을 책상에 가져와서 읽은 것이 빠르게 많이 읽을 수 있다.

 

 

RAM의 종류

RAM의 종류로는 크게 2가지(DRAM과 SRAM)가 있고, DRAM을 더 발전시킨 SDRAM이 있다. 하나씩 알아보자.

 

▶︎ DRAM (Dynamic RAM)

• 저장된 데이터가 동적으로 사라지는 RAM
• 데이터 소멸을 막기 위해 주기적으로 재활성화 해야한다.

DRAM은 일반적으로 메모리로 사용되는 RAM이다(대중픽). 상대적으로 소비전력이 낮고 저렴하며, 집적도가 높아(빽뺵히) 대용량으로 설계하기 용이하기 때문이다.

 

 

▶︎ SRAM (Static RAM)

• 저장된 데이터가 정적인(사라지지 않는) RAM
• DRAM보다 일반적으로 더 빠름

SRAM은 일반적으로 캐시 메모리에서 사용되는 RAM이다. 상대적으로 소비전력이 높고 가격이 높으며, 집적도가 낮아 "대용량 설계할 필요는 없으나 빨라야 하는 장치"에 사용된다.

 

 

DRAM vs SRAM

	DRAM	SRAM
재충전	필요함	필요 없음
속도	느림	빠름
가격	저렴함	비쌈
집적도	높은	낮음
소비 전력	적음	높음
사용 용도	주기억장치(RAM)	캐시 메모리

 

▶︎ SDRAM (Synchronous DRAM)

• 발전된 형태의 DRAM
• 클럭 신호와 동기화 된 DRAM이다. SRAM 합친거 아니고 DRMA이다.

클럭 한 번에 하나씩 데이터를 주고 받을 수 있다. => SDR(Single Data Rate) SDRAM

 

 

▶︎ DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

• 발전된 형태의 SDRAM (DRAM이다)
• 최근 가장 대중적으로 사용하는 SDRAM이다.

대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만들었다. 대역폭은 데이터를 주고 받을 수 있는 너비이다.  대역폭을 늘리면 좋은 점은 아래와 같다.

 

데이터 전송 속도 향상:

• 대역폭을 늘리면 단위 시간당 전송되는 데이터의 양이 증가한다.
• 높은 대역폭은 메모리에서 CPU로 빠르게 데이터를 전달할 수 있게 하며, 특히 대용량의 데이터를 다룰 때 유용하다.

응답 시간 감소:

• 더 높은 대역폭은 메모리 액세스의 응답 시간을 줄일 수 있다.
• 프로세서가 빠르게 데이터에 액세스할 수 있으면 프로그램이 빠르게 실행되어 응답 시간이 단축된다.

SDRAM의 종류는 다양하다.

 

SDR SDRAM의 대역폭 2배 => DDR SDRAM 

DDR SDRAM의 대역폭 2배 => DDR2 SDRAM (SDR보다 4배)

DDR2 SDRAM의 대역폭 2배 => DDR3 SDRAM (SDR보다 8배)

 

 

 

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최근(2024.01.30 기준) RAM의 인기 순위를 알아보면 DDR4가 인기가 많다.

다나와