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램(RAM)이란?
사람들이 PC를 구입할 때 제일 먼저 보는 사양은 PC의 CPU겠지만 그 다음 순서는 단연 램(RAM)이 될 것이다.
대부분의 사람들이 CPU의 클럭 스피드를 거의 무조건 빠른 것만 찾듯 램의 양도 무조건 많으면 좋다는 다다익선식 생각을 하고 있다. 그러나 많은 용량의 램을 찾는 사람들 중 많은 수가 램이 어떤 역할을 하는지조차 모르는 경우가 허다하다.
그럼 램이 하는 일과 종류에 대해서 한 번 알아보기로 하자.
램(RAM)이란 “Random Access Memory”을 줄인 말로서 기억 되어있는 정보 및 데이터를 언제든지 읽어 들이고 기록할 수 있는 기억장치이다.
현재 활성중인(사용중인) 데이터를 저장해둔다는 의미로 활성메모리라고 불린 적도 있다.
램은 임의로 데이터를 저장하고 기록할 수 있는 대신에 전원의 공급이 없으면 모든 데이터가 사라지는 “휘발성”을 가진 메모리라고 할 수 있다.
여기서 저장되는 데이터라는 것은 CPU에서 필요로 하는 것을 말하는 것이다.
램에는 크게 DRAM과 SRAM의 두 가지가 있다.
물론 현재는 DRAM에서 발전 된 SDRAM과 DDR DRAM이 있지만 어차피 DRAM과 근본적으로는 같은 것이므로 편의상 DRAM이라고 이야기하자.
일반적으로 사람들이 램이라고 하는 것은 DRAM이며 SRAM는 주로 CPU 안에 포함되어 램이 엑세스 되기 전에 엑세스가 되는 캐시메모리를 이룬다. 흔히 이런 캐시메모리와 램을 합쳐서 주기억장치라고 한다.
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사진설명 : 개념도
보다 쉬운 이해를 위해서 그림을 보면서 보면서 하자.
CPU는 명령을 처리하기 위해서 자신과 같은 클럭수로 구동하는 SRAM으로 이뤄진 L1캐시를 로딩하게 된다. 거기에서 필요로 하는 명령어가 없다면 L2캐시를 로딩하고 거기에도 없다면 RAM을 로딩하게 되는 것이다.
흔히 램을 설명할 때 작업대나 책상으로 비유를 하게 되는데, 램을 책상으로 생각하고 엑세스되는 데이터를 참고서적이라고 생각했을 때, 책상에서 어떤 작업을 하고 있다고 가정해보자.
이 때 책상이 작다면 한번에 참고서적을 하나씩 밖에 못 펴겠지만, 책상이 넓다면 마음껏 자료를 펼쳐놓고 편하게 일할 수 있을 것이다.
램에는 수 많은 종류가 있지만 흔히 볼 수 있는 것을 몇 가지만 살펴 보면 다음과 같다.
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1) DRAM
DRAM은 “Dynamic RAM”의 약자로 내부의 Capacitor(커패시터=콘덴서)에 충전을 시키는 방식으로 데이터를 저장한다.
커패시터는 전기소자 중에서 전하를 충전 및 방전하는 역할을 하는데, 전하를 갖게 되면 ‘1’의 값을 갖고 갖지 않는다면 ‘0’의 값을 갖게 되는 것이다.
그런데 이 커패시터라는 소자는 계속 전하를 안고 있는 것이 아니라 시간에 따라서 충/방전을 반복하는 성질을 가지고 있기 때문에 이러한 동작을 하는 동안 데이터 값이 계속 저장/삭제가 되는 것이다.
이렇게 재충전하는 것을 흔히 리플레시라고하며 이러한 점 때문에 전하가 공급되는 동안 그 데이터 값을 갖고 있는 SRAM과 다른 점을 띠게 되는 것이다.
문제는 DRAM은 리플레시를 하는 동안에는 다른 동작을 할 수가 없기 때문에 SRAM보다 1/10의 느린 속도를 가지고 있다는 점이다.
그럼 왜 메모리가 SRAM으로만 구성이 되어있지 못한 것일까? 그것은 바로 가격에 있어서 차이가 나기 때문이다.
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2) SDRAM
DRAM은 애초에 회로의 설계에서부터 리플레시의 반복이라는 치명적인 약점을 안고 탄생했다고 할 수 있다. 때문에 이러한 약점을 보완하기 위해 여러 발전된 형태의 DRAM이 탄생했다.
그 중에 SDRAM은 PIII까지 널리 사용이 되었으므로 많은 분들이 익히 알고 계실 것이리라 생각된다.
SDRAM은 ‘Synchronous DRAM’의 약자로 DRAM의 발전된 단계로 생각하면 된다.
즉, 이 것은 DRAM이 고속의 CPU와 맞물리면서 나타내는 병목현상에서 오는 심각성을 보완하기 위해 데이터의 전송채널을 다분화 시킴으로써 클럭을 시스템에 맞춰서 처리속도를 올리도록 한 것이다.
여기서 말하는 클럭은 100MHz, 133MHz 등을 이야기하는데, RAM을 말할 때 PC100, PC133 등이 바로 램의 클럭수를 나타내는 것이다.
또한 저가형이라는 장점을 가지고 있기 때문에 VGA용으로도 사용이 되고 있기도 하다.
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사진설명 : DDR SDRAM, 대만의 트랜샌드 제품
3) DDR SDRAM
DDR SDRAM은 그냥 DDR RAM이라고도 불리는데, ‘Double Data Rate Synchronous SDRAM’의 약자이다.
DRAM의 계열로써 이름처럼 SDRAM의 데이터 전송을 두 배로 올려서 효율을 높인 것이라고 할 수 있는데, SDRAM이 168핀인 것에 비해서 이 것은 184핀으로 이뤄져 있으며 구동전압도 3.3V에서 2.5V로 발전됨으로써 발열 성능에서도 향상이 이뤄졌다.
동작을 보면 기존의 한 번 전송에 한 개의 데이터를 교환하던 방식에서 벗어나서 말그대로 한 번에 두개의 데이터를 교환하게 함으로써 성능을 두 배로 끌어올렸다.
또한 266MHz클럭을 갖을 뿐만 아니라 DDR RAM은 64bit단위의 데이터전송을 원칙으로 하므로 더욱 효율을 낼 수가 있게 된 것이다.
그럼 PC2100에서 뒤의 숫자는 무엇일까?
그것은 266MHz X 8Byte(64bit) = 2.1GB/sec가 되어 최대 데이터 전송비율을 이름 뒤에 붙인 것이다.
재미있는 이야기를 하나 한다면 DDR RAM은 원래 Intel에 호환이 되도록 만들어진 것이 아니라 AMD의 CPU와 VIA사의 칩셋에 호환이 되도록 만들어진 것이다.
Intel은 애초에 PIII의 뒤를 이을 시스템에 램버스라는 회사에서 만들어낸 RDRAM로 채택을 하려고 했으나 보드 호환에 있어서의 문제가 생김에 따라서 노스우드 코어로 넘어 오면서 이러한 것을 보완하여 DDR램의 호환이 가능하게 된 것이다.
그러므로 보통“DDR RAM은 P4용으로 만들어진 것이다.”라는 생각은 틀린 것이 되는 것이다.
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4) SRAM
의외로 SRAM과 SDRAM 또는 DDR SDRAM을 혼동하는 분들이 많은 것 같다.
하지만, 엄연히 SRAM은 DRAM계열인 SDRAM과 '휘발성'이라는 근본적 의미에서는 비슷한 성격을 지니지만 그 구조나 저장방식은 전혀 다른 것이다.
우선 SRAM은 Static RAM이라는 말그대로 정적인 성격을 가지고 있는 것이다.
즉 RAM이 가지고 있는 휘발성은 가지고 있지만 일정한 시간마다 리플래시를 하면서 기억되어있는 데이터를 소진시키는 DRAM과는 상대적인 개념을 나타내기 위해서 정적이라는 이름을 달게 된 것이다.
다시 말해서 전기가 공급되는 동안에는 기록되어있는 데이터를 날려버리지 않는다는 것으로 예를 들자면 컴퓨터의 CPU에 내장되어있는 캐시 메모리가 있다.
또 다른 예로는 공과대 학생들에게는 분신이라고 할 수 있는 공학용 계산기를 들 수 있는데, 계산 도중 전원을 OFF했다가 다시 전원을 켜도 그 식이 남아있는 것을 볼 수 있을 것이다. 이러한 현상이 바로 SRAM이 사용되어있기 때문에 그러한 것이다.
SRAM은 트랜지스터와 커패시터로 이뤄져있는 DRAM과는 다르게 플리플롭이라는 디지털 논리회로로 구성이 되어있다.
때문에 리플레시의 과정이 필요가 없으므로 속도가 빠르며 안정된 동작을 하는 대신 약 4배의 집적도를 필요로 한다.
예를 들면 같은 집적도를 가진 DRAM이 16MB의 성능을 갖는다면 SRAM은 4MB의 크기를 갖는 것으로 이러한 이유 때문에 높은 가격을 가진다.
사실, 우리나라가 반도체에 있어서 강국이라고는 하지만 사실 그것은 DRAM분야에 한정된 것이며 SRAM은 주로 수입에 의존해야 하는 실정이다.
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