안녕하세요?
비씨파크 객원기자 권정훈입니다. ^_______^ (8)(8)
1. 메모리(Memory)의 정의
컴퓨터 안에서 데이터나 프로그램을 기억하는 장치로 넓은 의미로는 하드 디스크나 플로피 디스크 등의 외부 기억 장치(보조 기억 장치)도 포함되지만 단지 메모리 라고 하는 경우는 CPU(중앙 처리 장치)가 직접 읽기나 쓰기를 할 수 있는 RAM이나 ROM 등의 반도체 기억 장치를 의미하는 경우가 거의 대부분입니다.
특히 RAM을 이용한 CPU의 작업 영역은 주 기억 장치(메인 메모리)라고 불리는데 컴퓨터의 성능을 크게 좌우하는 중요한 장치입니다.
RAM (Random Access Memory)의 용량이 크면 RAM보다 속도가 더 느린 하드디스크를 자주 읽지 않아도 되기 때문에 데이터를 가져오는 속도가 빨라지죠.
메모리는 CPU가 필요로하는 데이타와 명령어 체계를 보관하는 장소로써, 인간의 기억·기록능력을 전자적 수단에 의해 실현하는 장치로 컴퓨터나 통신기기, 방송기기, 교육·오락기기 등의 중요한 구성요소가 되며 또 그 자원(resource)이 되는 컴퓨터 시스템을 만드는데 필수적인 요소중 하나랍니다.
이것은 데이타를 디스크 드라이브나 롬과 같은 기억장치 보다 더 빠르게 접속하게 합니다.또한 컴퓨터의 과반수가 기억계로 이루어져 있으며 정보를 저장·보관하고 필요한 시점에서 빼낼 수 있는 장치를 메모리라 부르는데 그 기억장치 또는 정보를 축적해 두는 기능을 갖는 반도체소자·회로의 단위를 기억소자 또는 축적소자라고 부르며 그것들의 집합체를 기억부품이라고 합니다.
2. 메모리의 구성 요소
메모리의 구성요소를 간략히 설명하자면 트랜지스터(transistor)와 충전기(capacitor)의 두가지 요소로 구성되어 있다고 볼 수 있습니다.
캐퍼시터는 메모리에서 하나의 싱글 '비트'로 나타나는 전하를 포함하고 있습니다.
만일 캐퍼시터가 여기에 전하를 갖고 있다면, 컴퓨터는 '1'의 가치를 입력하게 됩니다.
반대로 전하를 갖고 있지 않다면 '0'이 입력됩니다.
메모리 칩은 이러한 수백개의 유닛을 포함하고 있는데 그 가치는 메모리 칩의 가지는 수용량으로 결정됩니다.
물론 메모리는 간단한 것이 아닙니다. 메모리 칩은 로직 게이트를 포함하고 있는데 로직게이트가 메모리 칩을 추출하고 충전기에 데이타를 삽입하죠.
3. 메모리의 SPEED
메모리의 억세스 속력은, 일반적으로 나노세컨드(ns)로 측정되는데, 측정이 믿을 만한 것은 아닙니다. 억세스 속력은 메모리 테스크가 주어진 데이타 조각을 찾고 호출된 장치로 다시 돌아오는 시간과 관계 합니다.
프로세서는 억세스 메모리 가능곳에서의 가속률에 사용하죠.
사실 이러한 것중 일부는 프로세서 오퍼레이터가 메모리 스피드를 훨씬 앞지르는데 필수불가결한 것이 됩니다.
그리고 메모리는 피시에서 병목상태가 되기도 합니다.
특정한 메모리 형태들 즉 EDO DRAM, SDRAM,VRAM, RAMBUS 그리고 WRAM은 이런 문제들을 극복할 수 있으며 SDRAM, RDRAM등은 MHz 단위로 측정됩니다.
4. 메모리 관련 용어정리
RAM
SDRAM
RDRAM
DDRAM
DRAM
SRAM
ROM
SLDRAM
SGRAM
EP-ROM
EEP-ROM
Flash Memory
뱅크
가상 메모리
버퍼 메모리
메인 메모리
CMOS 메모리
기본 메모리
비디오 메모리
메모리 버스
RAM(Random Access Memory)
램이란 랜덤 억세스 메모리의 약어로 기술적으로 이것은 데이타가 다른 성능의 손실 없이 어떤 포인트에서 메모리를 유도한다는 뜻이다. 이것은 필요한 부분을 얻을 때까지 읽기를 계속해야 하는 드라이브와는 다르다. 사실, 램이란 외부장치에 의해서 읽고 쓰기되는 전자적 메모리의 한 종류라 할 수 있다.컴퓨터가 제대로 작동하려면 될 수 있는 한 여유있는 만큼의 램(RAM)을 가지는 것이 중요하다. 모든 컴퓨터는 모두 본 뉴만 설계(von Neumann architecture)를 기반으로 하기 때문에 같은 방법으로 램을 이용한다.프로그램과 데이터 모두 영구 저장소(보통은 하드 드라이브나 플로피 디스크인)에서 불려와서 램에서 작동하게 된다. 일반적으로 더 많은 램을 가질수록 더 많은 양의 데이터와 대 용량 프로그램을 다룰 수 있다. 비록 실제적으로는 많은 데이터가 작동 공간을 확보하게 하기 위해 램의 많은 데이터가 더 느린 실제 메모리를 보충하는데 쓰여진다.
컴퓨터의 메인 메모리(주 기억 장치)로 사용되는데 메인 메모리에 관한 것을 RAM이라고 부르기도 한다. 판독만 할 수 있는 ROM과는 달리 RAM은 데이터의 읽기, 쓰기, 삭제를 할 수 있고 자기 테이프가 데이터를 찾기 위해 처음부터 주소를 차례차례 읽어나가야 하는 반면 고속으로 어떤 위치에라도 바로 접근(access)할 수 있다(random access). RAM은 그때그때 필요한 데이터를 잠깐 저장하는 장치이기 때문에 자주 사용하지 않는 데이터를 스스로 지우고 새로운 데이터를 그 곳에 넣기 때문에 어떠한 상황에서도 메모리가 부족해 지지는 않는다.
SDRAM(Synchronous DRAM)
동기식 DRAM이란 뜻으로, 정보를 기억하는 메모리 셀의 구조는 DRAM과 동일하다. CPU가 메모리에서 데이터를 가져오기 위해 사용되는 시스템 버스 클럭(FSB)을 직접 받아서 동작하기 때문에 양방향(CPU↔메모리)으로 데이터를 교환하여 CPU와 동일한 속도로 데이터를 처리한다.
DRAM은 처음 개발된 이래로 계속 asynchronous 동작을 해왔다. 즉 어드레스를 전달 받은 후 일정 시간이 지난 후 데이터를 내 보내게 되기 까지는 외부의 상황(주로 CPU)과 무관하게 내부 회로가 동작을 하였으나 최근에는 이를 개선하여 CPU의 시스템 클럭과 DRAM의 동작을 동기화(synchronize)시켜서 억세스 타임을 빠르게 하고자 개발된 것이synchronous DRAM이다. 원래 DRAM은 위에서 설명한 바와 같이 random access를 주로 하게 되나 최근의 응용에서는 그래픽 데이터 등의 처리가 많아졌으므로 연속적인 데이터를 호출하는 경우가 빈번하게 되었다. 따라서 일련의 연속적인 데이터를 출력할 경우에는 다음에 호출할 메모리 셀의 어드레스를 현재의 데이터를 처리하는 동안 미리 입력을 시킴으로 해서 칩의 동작 속도를 빠르게 하는 것이 가능하다. 이러한 동작에서는 칩 내부의 회로에서 현재의 어드레스와 다음의 어드레스가 혼동될 우려가 있으므로 내부의 모든 회로의 동작을 클럭에 동기시켜 각 클럭마다 동작하는 회로들을 구분하여야 한다. 이러한 synchronous 한 동작을 하기 위해서는 기존의 FPM이나 EDO와는 전혀 다른 회로의 설계가 필요한데 SDRAM의 동작 속도는 클럭이 바뀔 때마다 데이터가 나가므로 serial access time이 클럭 속도와 동일하여 FPM이나 EDO같은 asynchronous 제품보다 훨씬 빠르다.
RDRAM(Rambus DRAM)
동화상이나 화려한 3차원 그래픽을 한번에 처리할 수 있도록 개발된 차세대 메모리다.
미국의 반도체 회사인 램버스사가 개발한 메모리로 속도는 600MHz와 800MHz로 SDRAM 보다 10배가 빠르기 때문에 초당500MB까지 데이터를 처리할 수 있다. 메인보드의 i820 칩셋부터 램버스 DRAM 소켓이 추가될 것이다.
Rambus DRAM은 미국의 벤처 기업인 Rambus 회사가 제안한 규격을 따르는 것으로 기본적으로는 synchronous한 동작을 한다. 이 제안은 일반의 asynchronous DRAM이나 synchronous DRAM과는 달리 기존의 DRAM에다 Rambus logic이라 불리는 특수한 기능을 가진 회로를 DRAM칩 내부에 같이 설계하여야 한다. 이는 물론 빠른 속도의 데이터 입출력을 위한 것인데 이 때문에 칩의 면적이 기존의 DRAM보다 약 20% 커지게 되고 설계가 복잡해 진다. RDRAM의 다른 특징은 어드레스 및 데이터의 입출력들이 기존의 DRAM처럼 구분되어 있는 것이 아니고 Rambus 채널이라 불리는 버스선을 따라 규약 에 의해 결정된 대로 전달되어야 하므로 제약이 많다. RDRAM의 또 다른 특징은 DRAM 칩 뿐 아니라 DRAM 주위에 존재하게 되는 연결 소켓, 페키지의 설계 및 보드의 배선 설계 등 total solution을 규약으로 설정하고 있으므로 여기에 참여한 회사는 소자업체, 소켓업체, 콘트롤러 업체 등 제품별로 구분되어 있고 또한 로열티를 부담하여야 한다. 현재 상용화되어 있는 제품 중 가장 빠른 제품은 18M bit, 600MB/sec (1.6ns) 정도의 속도로 데이터를 전달하므로 현존하는 DRAM종류 가운데서는 가장 빠르다. 다만 RDRAM과는 달리 IEEE(국제 전기전자 공학회)에서 표준으로 지정되어 있고 open architecture, open standard 형태를 취하고 있으므로 참가 회사들의 로열티 부담이 없다. 현재까지 참여사들의 움직임이 적극적이지 않아 SLDRAM 제품이 상용화되어 있지 않았으나 RDRAM 진영에 대응하여 컨소시움을 법인 형태로 전환하고 활오?활발해 졌다. 참고로 국내의 반도체 3사는 소자업체의 특성상 시스템업체의 요구에 부응해야 하므로 RDRAM진영과 SLDRAM진영에 모두 들어 있다.
DDR(Double Data Rate SDRAM)
삼성전자가 최초 개발한 것으로 350MHz의 속도를 가진다.
전송속도는 1.6GB/초로 삼성, 현대, 후지쯔 등의 반도체 제조회사가 합의한 차세대 고속 SDRAM의 표준이다.
현재 램버스디램과 표준경쟁을 하고 있으며, 184핀 DIMM 소켓을 사용한다.
VIA사의 Chipset에 적용될 예정. SS가 선봉에 있는 제품으로100MHz로 동기하여 200MHz Data Rate를 갖는 제품이다.
DDR은 기본적으로synchronous DRAM인데 최근 Rambus DRAM 진영에 대응하여 급속히 세를 얻어가고 있다. 일반 SDRAM에서는 클럭의 한쪽 edge (positive edge)에서만 DRAM 내부의 여러 회로가 동기되어 동작되는데 비해 DDR에서는 문자 그대로 클럭의 양쪽 edge에서 모두 다 동기되어 동작되므로 이론적으로는 두 배의 효율이 가능하다. DDR 진영에 참가하는 회사들은 최근 표준 규격에 합의하는 등 차세대 제품으로서 Rambus DRAM과 경쟁하리라 예상됩니다.
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