[CS] RAM의 특징과 종류

RAM의 하드웨어적 특성과 종류에 대해서 알아보자!

RAM

• RAM은 휘발성 저장 장치이다.
• 휘발성 저장 장치(volatile memory): 전원을 끄면 저장된 내용이 사라지는 저장 장치
• 하드디스크나 SSD 등 보조기억장치는 비휘발성 저장 장치이다.
• 비휘발성 저장 장치(non-volatile memory): 전원이 꺼져도 저장된 내용이 유지되는 저장 장치

한편, CPU는 보조기억장치에 직접 접근하지 못한다.
따라서 보조기억장치에는 "보관할 대상"을 저장하고, RAM에는 "실행할 대상"을 저장한다.

RAM의 용량

• RAM 용량이 작으면 보조기억장치에 자주 접근해야 하기 때문에 프로그램 실행시간이 길어진다.

  • RAM 용량이 클 때는 미리 많은 데이터를 RAM에 저장할 수 있기 때문에 보조기억장치에 접근하는 횟수가 줄어든다.

  즉, 많은 프로그램을 동시에 빨리 실행하는데 유리하다.

  • 또한, RAM 용량이 일정 수준 이상 증가한 이후에는 속도가 용량 증가폭에 비례해 증가하지는 않는다.

RAM의 종류

1. DRAM(Dynamic RAM)

• 저장된 데이터가 동적으로 변하는 RAM으로 시간이 지나면 데이터가 점차 사라진다.
• 데이터 소멸을 막기 위해서는 일정 주기로 데이터를 다시 저장(재활성화) 해야한다.
• 일반적으로 사용하는 메모리이다.

DRAM(Dynamic RAM)의 장점

• 소비 전력이 비교적 낮다
• 저렴하다
• 집적도가 높아 대용량으로 설계하기 유리하다.

2. SRAM(Static RAM)

• 저장된 데이터가 변하지 않는 RAM으로 시간이 지나도 데이터가 유지된다.
• 데이터를 재활성화할 필요가 없다.
• 캐시 메모리에 주로 사용된다.
  • 캐시메모리: 적은 용량이더라도 속도가 빠른게 중요한 저장 장치

2. SRAM(Static RAM)의 장점

• DRAM보다 일반적으로 속도가 더 빠르다.

2. SRAM(Static RAM)의 단점

• 단점
• 집적도가 낮다.
• 소비 전력이 크다.
• 값이 더 비싸다.

2-1. DRAM과 SRAM 특징 비교

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

3. SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)

• DRAM에서 발전된 형태로 클럭 신호와 동기화 돼 있다.
• 클럭에 맞춰 동작하며, 클럭마다 CPU와 정보를 주고 받는 DRAM이다.

4. DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)

• 대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM이다.
  • 대역폭(data rate): 데이터를 주고 받는 길의 너비
• 한 클럭에 두 번씩 CPU와 데이터를 주고 받을 수 있어 단일 SDRAM에 비해 속도가 두 배가량 빠르다.

대역폭 크기에 따라 다른 이름으로 불리기도 한다.
대역폭 수가 늘어날수록 이전 메모리에 비해 2배 넓은 대역폭을 가진다.
(ex. DDR4 => SDR보다 2^4배의 대역폭 => 16배)

• SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM): 한 클럭당 하나씩 데이터를 주고 받는 SDRAM
• DDR SDRAM: SDR SDRAM보다 대역폭이 2배 높은 SDRAM
• DDR2 SDRAM
• DDR3 SDRAM
• DDR4 SDRAM: 현재 많이 사용중인 메모리 칩셋으로 SDR SDRAM보다 16배 넓은 대역폭을 가진다.
• DDR5 SDRAM: 가장 최신에 나온 메모리 칩셋으로 DDR4 SDRAM보다 2배, SDR SDRAM에 비해 32배 넓은 대역폭을 가진다.