주기억장치 메모리란 ? DDR4와 DDR5를 알아보자

 

주기억장치 메모리란 ? DDR4와 DDR5를 알아보자

 

RAM 이란 무엇인가?

 

사용자가 자유롭게 내용을 읽고 쓰고 지울 수 있는 기억장치. 컴퓨터가 켜지는 순간부터 CPU는 연산을 하고 동작에 필요한 모든 내용이 전원이 유지되는 내내 이 기억장치에 저장된다.

 

ROM과 함께 컴퓨터의 메인 메모리로, 한자어로 '주 기억 장치'라고도 부른다. ROM과는 달리 자유롭게 읽고 쓸 수 있다는 특징을 기억해야 한다. 컴퓨터는 CPU에서 이뤄진 연산을 메모리에 기록하며 또 읽어온다. 잘 이해가 되지 않는다면, 복잡한 계산을 할 때 공책에 풀이해 가면서 하는 걸 생각하면 된다. 즉, 메모리가 없으면 컴퓨터는 동작하지 못한다. 당연히 램의 용량이 클수록 그 용량만큼 동시에 기록하고 연산하는 것이 가능하다는 것이며 고용량 램일수록 컴퓨터의 성능이 올라가고 가격이 비싸진다.

 

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DDR4 SDRAM

 

컴퓨팅 분야에서 DDR4 SDRAM은 2배속 SDRAM의 일종으로, 2014년에 출시되었다.

DDR4 SDRAM은 double data rate 4th generation synchronous dynamic random-access memory(4세대 2배속 동기 동적 랜덤 접근 기억장치)를 줄인 말이다.

 

1970년대 초 이후로 사용되어 온 DRAM들 중 가장 최근의 변종이 되며, DDR2 SDRAM과 DDR3 SDRAM 기술의 뒤를 이었다. DDR4 SDRAM은 서로 다른 신호 전압, 물리적 인터페이스, 기타 요인으로 인해 이전 세대의 RAM과는 호환되지 않는다.

 

DDR4 SDRAM은 2015년 2/4분기에 ECC 메모리에 주력하여 시장에 공개되었고, 비 ECC 메모리 모듈은 DDR4 메모리를 사용하는 하스웰-E의 출시와 함께 2014년 3/4분기에 출시되었다.

 

 

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DDR5 SDRAM

 

 

컴퓨팅 인터페이스 개발에서 DDR5 SDRAM(double data rate fifth-generation synchronous dynamic random-access memory)은 DDR4 SDRAM 대비 대역폭과 용량을 두 배로 늘리면서 한 차례 전력 소비량을 낮출 것으로 계획되었다.

 

인텔의 2016년 발표에 따르면 JEDEC는 2016년 DDR5 SDRAM 사양을 출시할 계획이며, 최종 사용자의 메모리 구매는 2020년에 가능해질 것으로 이야기하였다.

 

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DDR5 성능

 

DDR은 동작속도, 지원용량 등을 통해 규정되는 D램 반도체의 규격으로, 엄격히 말하자면 DDR SDRAM이다.

PC용 DDR 메모리는 DDR1, DDR2, DDR3, DDR4 등으로 나뉘는데, 뒤에 붙은 숫자가 높아질수록 더 고성능이라 할 수 있다.

DDR 메모리는 숫자가 높아질수록 동작 속도가 2배 빨라진다.

DDR2는 DDR1보다 2배 정도 빠르고, DDR4는 DDR1보다 8배 정도 빠르다. 이는 DDR1의 데이터 입출력 통로가 각각 하나씩이라면, DDR2는 2개, DDR3는 4개, DDR4는 8개나 되기 때문이다.

그렇다면 DDR5 RAM은 어떨까? DDR5 RAM은 DDR4 메모리보다 2배 더 많은, 각각 16개의 데이터 입출력 통로를 지니고 있는 메모리다.

DDR1이 2차선 도로라면 DDR5는 무려 32차선인 셈이다.

그만큼 퍼포먼스가 더 뛰어남은 분명하다.

 

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DDR5 속도

 

 

아직 DDR5 RAM은 시장에 출시된 물건이 아니다. 뿐만 아니라 아직 샘플도 없어 정확히 이 메모리가 얼마나 빠른지를 지금 벤치마크로 보여줄 수는 없다. 하지만 대략적인 성능이 어느 정도인지 가늠해볼 수는 있다.

SK하이닉스가 지난 4월 2일, 글로벌 뉴스룸을 통해 PC용 DDR5 메모리의 스펙을 일부 공개했기 때문이다.

현재 사용되는 DDR4 RAM의 동작클럭(프리퀀시)은 최소 1600Mbps, 아무리 빨라봐야 3200Mbps에 불과하다.

이와 달리 DDR5 메모리는 최소 동작클럭이 3200Mbps다. 최대 동작클럭은 무려 8400Mbps다. 메모리 성능이 수직상승하는 것이다.

RAM의 동작클럭이 높으면 데이터가 RAM으로 입출력되는 속도가 빨라져서 시스템이 데이터를 더 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

이 때문에 DDR5 메모리는 RAM의 퍼포먼스가 중요한 고사양 게임이나 사진, 동영상 편집 작업에 큰 보탬이 될 것이다.

 

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DDR5 메모리는 단순히 동작클럭만 빨라진 게 아니다. 먼저 동일한 시간 단위 내에서 처리되는 데이터의 양을 2배로 늘리기 위해 8뱅크 그룹에 기반하는 32뱅크 구조를 채택했다. 이는 16뱅크 구조를 채택한 DDR4의 2배 수준이다.

또한 BL(Burst Length, D램의 단일 읽기/쓰기 명령을 기반으로 입력/출력되는 데이터 양)이 8에서 16으로 2배 늘었고, 세임 뱅크 리프레시(Same Bank Refresh) 기능을 통해 특정 뱅크가 작동할 때 시스템이 다른 뱅크에 접속할 수 있게 해 메모리 액세스 가용성을 높였다. DFE 회로로 채널의 고속 작동에서의 반사 노이즈를 줄인 것도 특징이다.

 

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기존의 DDR4 메모리는 2Gb, 4Gb, 8Gb, 16Gb로 나뉘어졌다. 이와 달리 DDR5 메모리는 8Gb, 16Gb, 32Gb, 32Gb, 64Gb로 구성된다. 기본으로 제공하는 용량이 훨씬 많기 때문에 RAM 하나로도 넉넉하게 시스템 메모리를 갖출 수 있을 것으로 보인다.

전력 효율도 업그레이드됐다. DDR4의 작동 전압은 1.2V지만, DDR5는 이보다 낮은 1.1V이며, 대역폭당 전력 소비량이 이전보다 20% 이상 줄어들었다.

또한, DDR5 RAM에서 최초로 채택된 ECC(On-die Error Correction Code)는 내부적으로 단일 비트 오류를 수정해주며, DRAM 결함을 기록하고 오류 수를 호스트에 제공해 투명성과 신뢰성을 보장하는 ECS(Error Check and Scrub)도 적용됐다.

 

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빠르면 2020년 하반기 DDR5 RAM 실물을 볼 수 있게 될 전망이다.

SK하이닉스는 2020년 DDR5 메모리 칩을 대량 양산할 것이라고 예고했기 때문이다.

삼성전자는 2021년에 DDR5 RAM 생산을 시작할 계획이며, 마이크론은 DDR5 샘플링을 시작한 상태다.

늦어도 2021년에는 대량 생산이 시작되고 2022년에는 DDR5 메모리가 주류가 된다고 볼 수 있다.

 

 

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