오늘은 "혼자 공부하는 컴퓨터 구조 및 운영체제"에서 주기억장치 중에서 우리가 흔히 메모리라고 부르는 RAM에 대해서 배웠다.
RAM의 종류는 DRAM, SRAM, SDRAM, DDR SDRAM이 있고 각 특징이 있는데 이를 자세히 알아보자.
오늘도 🚗🚗🚗🚗
RAM의 특징
앞서 컴퓨터를 이루는 핵심 부품에 대해서 배웠을 때 RAM은 휘발성 저장 장치이기 때문에 전원을 끄면 저장된 데이터와 명령어가 날아간다고 했다.
이를 보완하기 위해서 보조기억장치라는 것이 있고 보조기억장치는 전원을 꺼도 데이터와 명령을 보존하고 있는 비휘발정 저장 장치라고 배웠다.
ex) CD-ROM, SSD, USB 메모리 등
하지만 CPU가 접근할 수 있는 것은
보조기억장치가 아니라 RAM이다. 따라서 보조기억장치에 있는 데이터와 명령어에 접근하기 위해서는 이를 복사해서 RAM에 두어야 한다. 이로써 이 둘의 역할이 명확하게 나뉜다.
RAM에는 "실행할 대상"이 저장되고 보조기억장치에는 "보존할 대상"이 저장되는 것이다.
RAM의 용량과 성능
RAM의 크기가 작다면
보조기억장치에 자주 접근해야 한다.
RAM의 크기가 프로그램 하나만 저장할 수 있다고 가정하자.
CPU가 보조기억장치에 있는 프로그램A를 실행한다고 했을 때
RAM은 보조기억장치에 있는 프로그램A를 복사해서 둬야 한다.
다음으로 CPU가 보조기억장치에 있는 프로그램B를 실행한다고 했을 때 RAM은 다시 보조기억장치에 있는 프로그램B를 복사해서 둬야 한다.
하지만 RAM의 크기가 크다면 보조기억장치를 자주 접근하지 않고 한번에 RAM에 복사해둘 수 있다.
따라서 RAM의 용량과 컴퓨터의 성능은 관련이 있고
RAM의 용량이 클수로 컴퓨터의 성능은 좋아진다.
그렇다고 RAM 크기를 무한정 크게 한다고 해서 컴퓨터의 성능이 비례하여 무한정으로 좋아지는 것은 아니다.
우리가 필요한 프로그램이 3개라고 했을 때 RAM의 크기가 100이든 1000이든 별반차이가 없는 것처럼 말이다.
따라서 필요한 만큼의 알맞은 용량일 때 비례하여 컴퓨터 성능에 영향을 미친다.
RAM의 종류
DRAM (Dynamic RAM)
동적인 RAM = 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라지는 RAM
따라서 주기적으로 데이터를 다시 저장하는 재활성화 과정이 필요하다.
그렇지만 소비전력이 비교적 낮고, 집적도가 높고, 가격이 저렴하여 대용량으로 설계하기 용이하다.
SRAM (Static RAM)
정적인 RAM = 시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않는 RAM
그래서 DRAM과 다르게 데이터를 다시 저장하지 않아도 된다.
심지어 DRAM보다 속도가 빠르다.
그러나 소비전력이 높고, 집적도가 낮으며, 가격이 비싸서 메모리로 사용되는 RAM은 DRAM이다.
SRAM은 캐시메모리로 사용된다!
각각의 장단점을 고려해서 곳곳에 사용된다.
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
SDRAM ≠ SRAM + DRAM
= 클럭에 맞춰 동작하며 클럭마다 CPU와 정보를 주고받을 수 있는 DRAM
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
DDR SDRAM = 대역폭의 개념 + SDRAM
= 클럭 신호에 맞춰 CPU와 정보를 주고 받는 대역폭을 넓인 SDRAM
대역폭은 데이터가 지나가는 길의 넓이이다.
보통 도로로 많이 비유되는데
1차선에서 2차선, 2차선에서 3차선과 같이 데이터가 지나가는 길의 폭이 넓어졌다고 생각하면 된다.
SDRAM이 1차선이라면 DDR SDRAM은 2차선이다.
그래서 SDRAM을 SDR(Single Data Rate) SDRAM이라고도 부른다.
즉 SDRAM은 한 클럭에 한번씩 CPU와 데이터를 주고 받는 것이고
DDR SDRAM은 한 클럭에 두번씩 CPU와 데이터를 주고 받을 수 있다.
DDR2 SDRAM은 4차선, DDR3 SDRAM은 8차선, DDR4 SDRAM은 16차선으로 2의 n승 만큼 대역폭이 넓어진다.
