램에 대하여

  Ⅰ. 개요

 

 CPU와 함께 컴퓨터 시스템을 구성하는 가장 중요한 부품중의 하나로, 286 메인보드까지는 DIP 타입 램 을 사용하였고, 386부터 모듈램이 사용되었다.

 

 램은 핀 수에 따라 30핀 램, 72핀 램, 168핀 램이 있다. 30핀 램은 386초기와 486에 쓰던 모듈램으로 4개의 모듈 램이 한 뱅크를 이루다. 그래서 4개의 모듈에 같은 용량과 같은 램을 꽂아야 한다. 72핀 램은 486 후기와 펜티엄에 쓰이며 2개의 모듈 램이 한 뱅크를 이룬다. 이것도 마찬가지로 2개의 모듈에 같은 용량과 같은 종류의 램을 꽂아야 한다. 168핀 램은 주로 매킨토시에서 사용되어 왔으나 펜티엄 메인보드도 SDRAM이란 신형 램이 등장하면서 한 개가 하나의 뱅크를 이룬다.

 

 메모리라고 하면 보통 램(RAM, Random Access Memory)을 말한다. 램이라는 이름은 데이터를 쓰거나 지우는 일이 자유롭다는 뜻을 품고 있다. 하드웨어적으로 램은 여러가지 칩이 하나로 모인 것이다.

 램과 비슷한 것으로 롬(ROM, Read Only Memory)이 있다. 말 그대로 입력된 데이터를 읽기만 할 뿐 쓸 수는 없는 부품이다. 롬과 램은 쓰임새가 다르다. 롬은 바이오스(BIOS, 기본입출력시스템)로, 램은 기본 메모리로 주로 이용된다.

램은 기본 메모리외에도 여러 곳에 이용하고 있다. VGA카드, 프린터, 사운드카드에 곶혀 작업속도를 높여준다. D램, V램, S램, SD램, W램 등 손으로 꼽기 힘들정도로 그 종류가 많다.

 

 메모리를 이야기 할 때 빼놓을 수 없는 것이 CPU다. CPU는 데이터를 계산하는 PC의 두뇌라고 할 수 있다. 인쇄하기, 통신에 들어가기, 데이터를 지우거나 복사하기 등 PC에서 이루어지는 모든 작업은 반드시 CPU를 거치게 된다.

 CPU가 처리할 모든 데이터는 메모리에 들어있다. 워드프로세서로 만든 문서를 인쇄한다고 하자. 인쇄할 문서를 화면에 띄우면 그 데이터는 메모리에 들어간다. 인쇄버튼을 누르면 CPU는 그것을 프린터로 보내 인쇄를 시작한다. 메모리가 많으면 한꺼번에 많은 데이터를 처리할 수 있다.

 하드디스크에 있는 데이터를 굳이 메모리로 불러와서 작업하는 이유는 속도 때문이다. 하드디스크의 자동속도는 CPU의 움직임을 따라 잡지 못한다. 메모리를 이용하지 않으면 그만큼 작업시간이 크게 늘어나는 것이다.

 CPU가 제 아무리 빠르고 메모리가 많아도 PC는 기계에 불과하다. 데이터가 메모리의 어느 곳에 저장되어 있는지 CPU 스스로는 알 수 없다는 얘기다. 데이터가 있는 곳을 알려주는 것이 바로 메모리어드레스(memory address)다. 집집마다 주소가 있는 것처럼 메모리도 여러 구역으로 나뉘어 주소가 붙어 있다. 필요한 데이터를 넣거나 불러올 때는 이 주소를 참고한다.

 메모리의 성능을 판가름하는 것은 데이터를 얼마나 빨리 불러오는가 하는 접근시간(access time)이다. 이 시간은 나노(Nano)초로 표시한다. 지금은 50ns정도가 보통이지만 몇 년전만 해도 100ns면 무척 빠른 속도로 꼽혔다.

 처리해야 할 데이터 양이 갈수록 많아지는 요즘은 캐시 기술을 이용해 속도를 높인 다. 캐시를 쓰면 접근시간이 20ns에 이른다. 하지만 캐시를 무조건 많이 쓸 수는 없다. 캐시를 많이 쓰면 그만큼 비싸지기 때문이다.

 

 펜티엄 이전에는 72핀자리 메모리를 썼지만 최근에는 168핀짜리 메모리를 많이 쓴다. 72핀 메모리를 꽂는 슬롯은 SIMM(single in-line memory module), 168핀을 꽂는 것은 DIMM(dual in-line memory module)이라고 부른다.

 SIMM 과 DIMM 슬롯의 가장 큰 차이는 한꺼번에 처리할 수 있는 데이터 양이다. SIMM의 데이터버스는 32비트이고, DIMM 은 64비트이다. SIMM은 한꺼번에 32비트의 데이터를, DIMM은 64비트를 해결한다는 얘기다.

 펜티엄이상의 PC에서는 168핀 메모리를 쓰는 편이 낫다. 데이터를 64비트로 처리하므로 72핀 메모리를 쓸 때 보다 작업이 두배 빨라지기 때문이다.

 

 

  Ⅱ. RAM의 기본지식

 

  2-1. RAM의 변천사

IBM PC/XT	640KB (30 pin)
IBM AT	1MB (당시에 사람들은 메가단위의 기억용량은 상상도 할수 없었다. 30 pin)
386시대	4MB (램가격은 컴퓨터 가격의 30%에 해당할정도로 고가였다. 30핀
486시대	8MB (72 pin 램등장, 램의 속도가 빨라짐)
팬티엄시대	16MB ~ 32MB (Windows95의 등장으로 고용량의 램이필요 windows95의 최소사양램은 16MB였다.)
MMX시대	32MB주력 (컴퓨터의 표준메모리는 32MB로 채택됨, 168 pin 고속램 등장)
팬티엄2시대	64MB주력 (Windows98의 등장으로 64MB메모리 필요, 98은 권장사항으로 64MB의 램을 필요로한다)
PC-100시대	보드의 내부클럭이 높아짐에 따라 램의 성능도 비약적으로 발전 100MHZ클럭을 지원하는 램발표

  2-2. 램 뱅크에 대해..

 

 메인보드에 메모리를 장착할 때 뱅크라는 말을 쓴다.  램 뱅크란 램을 장착하는 단위인데 램은 반드시 단위별로 장착을 해야 한다.

 즉, 램 뱅크가 묘듈 램 4개로 이루어 졌다면 모듈 램을 4개 장착해야 램을 인식한다는 것이다.

 이것은 데이터 버스에 관계되어 있는 이야기로 32비트와 64비트의 데이터 버스가 사용되고 있다.

 예전의 SIMM 은 30핀으로 구성되어 있고 이것은 하나당 8비트의 데이터 버스를 가지고 있으므로 32비트를 만들기 위해서는 동급 용량의 SIMM 램이 4개가 있어야 한다. 72핀의 램은 32비트이지만 데이터 버스가 64비트를 사용하기 때문에 72핀의 램을 두 개 꼽아서 64비트의 데이터 버스를 맞추어 주어야 한다.  현재는 펜티엄 2 급의 이상은 168핀의 데이터 버스 64인 램은 하나만 채우면 된다. 

 

 ※ 램에는 30핀, 72핀, 144핀, 168핀 등등이 있는데 이 핀이란 말은 램 뱅크와 램간에 접촉되는 부분의 금속도금면 갯수를 말한다.. 

 

 ① 30핀

 8비트의 데이터를 교환하는 뱅크로서 주로 486 시스템 이전에 쓰였던 뱅크 방식이다.

모듈램 4개를 한조로 장착해야하는데 그이유는 486CPU는 외부 데이터 버스가 32비트이기 때문이다.

 

 ② 72핀

 32비트의 데이터를 교환하는 뱅크방식으로서 2개를 한 쌍으로 장착해야 한다.

그 이유는 펜티움 CPU는 메모리와의 데이터 교환을 64비트로 하기 때문이다.

가령 뱅크가 4개이면 1,2 번 뱅크에 같은 종류의 램을 사용 해야하며 3,4번 뱅크도 마찬가지이다.

 

③ 168핀

 64비트의 데이터를 교환하는 뱅크방식으로서 1개씩 장착이 가능하다.

 

  Ⅲ. 램의 종류.

 

## 램의 종류에는 크게 외형상 SIP, DIP, SIMM, DIMM으로 나뉘고 기억방식에 따른 차이로 분류된다.. ##

 

3-1 외형상 분류.

 

1). SIP

 

-- SIP란 칩에서 밖으로 이어지는 연결선이 일자로 쭉 나와 있는 것으로 빗과 비스하다.  하지만 이 칩은 PC에선 거의 사용을 하지 않고 있다.

 

2). DIP 램

 

-- 과거에는 메모리 칩이 DIP(Dual Inline Package)라는 형태로 나왔었다.

 생김세는 핀이 칩의 양 옆(Dual)에 가지런히(Inline) 부착된 형태로 포장(Package)되어 있다. 현재는 BIOS ROM, 키보드 컨트롤러 등이 PC에서 볼 수 있는 유일한 DIP이고, 램은 거의 모듈 램이 형태로 나오고 있다.

 모듈램은 편리하게 끼고 뺄수 있고 메모리 칩을 모아서 한 기판에 붙여놓은 기판 형태이다.

 

3). SIMM(Single Inline module memory)

 

-- SIMM의 종류에는 30핀과 72핀이 있는데 30핀 4개를 합친 것이 72핀 1개와 동일하다.

 지금은 SIMM이 거의 사용되지 않으나 일부 구형 워크스테이션과 특별한 카드등에는 아직도 30핀 SIMM을 쓰고 있다.

 

4). DIMM(Dual Inline Memory Module)

 

-- SIMM은 소켓 접촉 핀 부분의 양쪽 면이 서로 연결되어 있어 사실상 한줄만 핀이 있는거나 다름이 없어 Single Inline이라고 부른다.

 DIMM은 SIMM과는 달리 양쪽 면이 서로 별개의 것으로 같은 면적에 2배의 접속핀을 가질수 있다.

 이러한 DIMM의 종류에는 72핀 SIMM과 같은 크기인 144핀 DIMM, 폭이 조금 큰 168핀 DIMM, 핀간격을 매우 좁혀서 전체 크기를 대폭 줄인 SODIMM(Smail Outline DIMM)등이 있다.

 이중 144핀 DIMM은 일부 노트북에만 쓰이고 SODIMM은 현재 노트북용 메모리의 표준으로 자릴 잡아가고 있는 추세이다. 모든 DIMM은 64비트로 구성되어 있습니다.

 물론 패리티나 ECC대응형은 64+8, 즉 72비트로 구성되어 있습니다.

이들 DIMM 은 72핀 SIMM 2개 또는 30핀 SIMM 8개와 같은 역할을 하게 됩니다.

 

3-2 기억 방식에 따른 분류

 

1) SRAM(Static Random Access Memory)

 

-- SRAM은 말그대로 정적(Static)인 램을 의미한다.

 DRAM이 나오면서 과거의 반도체 램과 구별을 해야 할 필요성이 생기자 Dynamic의 반대인 Static이란 접두사를 붙인 것으로 SRAM은 회로 A의 입력이 출력으로 가서 회로 B의 입력으로 가고, 회로 B의 출력은 회로 A의 입력으로 가게 하는 것으로 순환을 이루어 기억하는 방식이다.

 쉽게 말해서 S램(static RAM)은 D램과 달리 메모리 초기화가 자동으로 이루어진다. 메모리에 데이터를 입력할 때 초기화되고 아무것도 쓰지 않으면 변화가 생기지 않는다. S램의 최대장점은 D램과 비교할 수 없이 빠른 속도다. D램은 50ns정도이지만 S램은 무려 12ns에 이른다.

 그러나 DRAM보다 가격이 3배정도 높기 때문에 PC의 메모리로는 거의 사용하지 않고, 워크스테이션이나 대형 PC에서도 일부 최고급 기종에서만 메인 메모리로 쓰인다.

 

2) DRAM(Dynamic Random Access Memory)

 

-- SRAM이 반도체로 구성된 순환회로에 의해서 기억을 하는것과는 달리 DRAM은 콘덴서를 이용해서 기억을 한다.

 데이터의 기입이란 콘덴서에 전기 충전을 하는 것과 같은데 그 충전된 데이터가 계속 콘덴서에 머무르는 것이 아니고 시간이 지나면 조금씩 방전이 되므로 그 데이터가 방전되기 전에 다시 충전해 주어야 하는 방식이 필요하게 된다.  그 방식을 리프레시(refresh)라고 한다.

 따라서 메모리를 쓰건 않쓰건 메모리를 동적으로 만들어야 하기 때문에 Dynamic RAM이라고 부르는 것입니다.  SRAM 보다 속도가 느리지만 가격이 저렴하다.

EDO DRAM, BEDO DRAM, SDRAM, RDRAM 모두 DRAM의 일종이다.

 

3-3 DRAM의 종류

 

1). FPM램

 

-- FPM(Fast Page Mode)램은 아는 사람은 많지 않다. D램 계열 중에서 가장 많이 알려진 EDO램과 달리 이 메모리는 자기 이름으로 팔리지 않았기 때문이다. 하지만 EDO램이 나오기 전까지 꽤 많이 쓰였다.

FPM램은 60~120ns의 접근속도를 자랑한다. 펜티엄PC가 나온뒤 갑자기 사라진 이유는, 펜티엄의 버스구조가 66Mhz로 FPM램보다 빨랐기 때문이다.

 

2) EDO램

 

-- 펜티엄PC시절부터 최고의 인기를 얻고 있는 것은 EDO(Enhanced Data Out)램이다. 앞서 나온 FPM램과 기본구조는 크게 달라지지 않았다. 하지만 CPU가 메모리 주소를 찾을 때 걸리는 시간을 크게 줄여 작동속도는 40% 정도 빨라졌다.

 보통 메모리를 초기화하면 그 안에 들어있는 정보는 모두 사라진다. 하지만 EDO램은 초기화하기 바로 직전에 이용했던 메모리주소를 기억한다. CPU가 데이터를 찾을 때 이 정보를 참고하기 때문에 작업속도가 빠르다.

EDO램이 제대로 작동하려면 CPU의 버스속도가 66MHz이상이어야 한다. 현재 펜티엄PC의 주력 메모리로 자리잡고 있다.

 

3). BEDO램

 

-- D램 기술을 기반으로 전송속도를 향상시키려는 노력이 끊이지 않고 있다. 그 결과로 나온 것이 바로 버스팅(busting)기술이다. BEDO(Burst Enhanced Data Out)램은 버스팅을 이용해 전보다 더 빠르게 데이터를 처리한다. 이 기술의 핵심은 버스트 캐리어에 있다.

 메모리는 데이터를 한 블럭씩 전송한다. BEDO램은 각 블럭마다 데이터 주소가 들어있는 버스트 캐리어를 집어 넣었다. 다음에 처리해야 할 데이터가 어디에 있는지 미리 알 수 있게 한 것이다.

 하지만 BEDO램은 66MHz라는 데이터버서의 한계를 극복하지 못한다. 이것은 SD램보다 싸고 EDO램보다 빠르다.

 

4). SD램

 

-- SD램(synchronous dynamic RAM)은 최근 들어 관심이 부쩍 늘어난 메모리다. 100MHz이상까지 나오는 속도가 이것의 최대 장점이다. 동기적인 시스템 클럭을 이용하므로 두 개의 메모리 페이지를 한꺼번에 접속한다.

 위에서 설명해 놓은 RAM들은 제어신호를 보내야만 동작을 시작하는 방식이였다.

하지만 SDRAM은 제어신호를 기다리지 않고 무조건 데이터를 출력한다.

즉 메인보드의 칩셋이 첫 번째 버스트 사이클 액세스 명령을 내리면 그 다음은 읽던 안읽던 무조건 SRAM의 데이터를 순서대로 출력하고 보는 것이다.

그러므로 더욱 고속화할 수 있게 되는 것이다. 그러나 무조건적으로 출력을 하는 것이 아니라 CPU의 클럭에 맞추어 데이터를 출력하는 것이다.

 즉, 메인보드 칩셋에서 버스트 사이클 액세스 명령이 오자마자 CPU 클럭에 맞추어 데이터를 출력한다. SDRAM이 SRAM에서 나온 것으로 생각되겠지만 DRAM의 페이지 모드를 동기식으로 바꾼것에 불과하다.

 SD램은 나중에 SLD램으로 발전한다. 현재 개발중에 있는 SLD램은 버스속도가 매우 높고 패킷 단위로 데이터를 전송한다. 값은 싸고 성능이 뛰어나 머지 않아 메모리 시장을 완전히 차지할 것으로 기대된다. 인텔사의 트라이톤 VX칩과 VIA칩의 최신버전은 SD램을 쓸 수 있도록 만들었다.

 

5). RDRAM(Rambus DRAM)

 

-- SDRAM과 유사한 성격을 가지고 있는 제품이지만 SDRAM과는 달리 일반적인 디지털 신호 입출력을 쓰지 않고 고속 동작에 유리한 특수 전압을 사용하며 배선도 매우 까다로운 규칙에 의해서 하도록 되어 있다. 기본 구조는 일반 DRAM과 같으며 단지 SRAM의 출력회로를 고속화한 것이다.

 RDRAM은 EDO DRAM보다 먼저 나왔으나 EDO DRAM이 나오고 다음 BEDO DRAM이 나왔고 SDRAM까지 나왔다. SDRAM만 하더라도 PC용으로는 충분한 성능을 갇고 있어 굳이 RDRAM을 쓸 이유가 없던 것입니다.

 

 3-4 SRAM의 종류

 

1). Async S램

-- Async S램(Asynchronous S RAM)은 386시절부터 쓰던 메모리로서 지금은 L2캐시로 이용된다. CPU클럭과 비동기적으로 작동하기 때문에 비동기(asynchronous)라는 이름이 붙었다. 비동기란 CPU가 데이터를 메모리에서 가져올 때 다른 작업을 멈추는 것을 뜻한다.

 

2). Sync램

 

-- sync S램(synchronous burst S RAM)은 SD램과 마찬가지로 시스템 클럭과 동기화되어 작동한다. 그래서 Async S램보다 훨씬 빠른 속도를 보인다. 접근속도는 8.5ns로 꽤 빠르지만 66MHz이상의 버스구조에서는 제 성능을 십분 발휘하지 못한다. 66MHz이상의 시스템에서는 PB S램을 써야한다.

 

3). PB S램

 

-- PB S램(pipeline burst SRAM)은 버스트와 파이프라인 기술을 함께 써 66MHz이상의 버스구조에 알맞다. 무엇보다도 75MHz 이상의 버스구조에서 최고의 성능을 보이므로 펜티엄II에 쓰면 효과가 크다.

 

4). V램

 

-- V램(Video RAM)은 VGA카드에 꽂아 쓰는 메모리로서, 비디오 성능을 향상시키도록 만들었다. 화소(픽셀)에 대한 정보가 들어 있어 비디오 데이터를 빠르게 처리한다. 화면이 바뀌는 속도는 화소를 읽어 오는 속도와 비례한다.

데이터가 드나드는 길이 두개인 듀얼 포트(dual port)구조에서 CPU부하를 크게 줄여준다. D램과 S램은 포트가 한개다. 대역폭이 다른 것보다 두 배 크므로 데이터 처리가 두 배 정도 빠르다.

 

5). W램

 

-- W램(Windows RAM)은 V램처럼 듀얼포트 구조로 되어 있다. VGA전용 메모리이고 두 개의 버퍼를 갖추어 화면처리가 빠르다.

 

6). SG램

 

-- SG램(synchronous graphics RAM)은 그래픽 처리 속도가 빠른 메모리다. V램이나 W램과는 달리 포트는 하나이지만 듀얼 뱅크(dual bank)구조로 되어 있어 데이터 처리가 듀얼포트보다 더 빠르다.

  Ⅳ. 램 관련용어 정리.

 

☆ 100MHz SDRAM ☆

 인텔의 PC100 규격에 따라 메인 메모리와 CPU 구간의 전송 속도를 100MHz로 사용할 수 있는 메모리를 말한다. PC100은 기존에 66MHz이던 시스템 버스의 속도를 100MHz로 높여 CPU의 클럭 속도를 뒷받침할 수 있도록 인텔이 만든 규격이다.

 CPU의 속도가 날로 빨라지는 반면 CPU와 가장 빈번하게 데이터를 주고받는 메인 메모리 구간이 속도는 66MHz로 정체되어 있기 때문에 시스템 버스 속도의 개선 요구는 항상 있어왔다.

 현재 100MHz SDRAM을 사용하기 위해서는 BX 칩셋을 사용한 메인보드와 350MHz 이상의 펜티엄Ⅱ CPU(데슈츠), 또는 AMD의 K6-2 300MHz 이상과 이를 지원하는 칩셋이 장착된 슈퍼7 방식(100MHz 시스템 버스를 사용할 수 있는 소켓7 호환 인터페이스)의 마더보드가 있어야 한다. 인텔이 밝힌 바로는 기존 방식에 비해 100MHz SDRAM이 약 40~50% 정도의 성능 향상 효과가 있다고 한다.

 

☆ 플래시 메모리(Flash Memory) ☆

 비휘발성 메모리(전원이 꺼져도 저장된 내용이 지워지지 않는 메모리)의 일종으로 PC의 바이오스 등에서 널리 사용된다. 플래시 메모리는 저장된 데이터를 수정할 수 있는 EPROM(erasable programmable read only memory)과 비슷한 것으로 PC의 바이오스나 모뎀의 프로토콜이 변경되었을 때 손쉽게 업그레이드를 할 수 있다는 장점이 있다.

 EPROM과 플래시 메모리의 근본적인 차이는 EPROM이 한 바이트씩 데이터를 쓰거나 지우는 반면, 플래시 메모리는 한 블록 단위로 처리하기 때문에 속도가 빠르다는 것. 또한 작고 가벼워 이동성이 좋기 때문에 데이터를 지우고 저장하는 경우가 빈번한 MP3 플레이어와 같은 오디오 기기나 디지털 카메라, H/PC(Hand-held PC) 등을 위한 저장 매체로 많이 사용되는 추세다.

 아직은 가격이 비싼 것이 흠이지만 최근 히타치나 삼성 등 주요 메모리 제조회사들이 가격 경쟁력이 높은 대용량의 제품을 계속 출시하고 있어 경쟁력을 확보해가고 있다.

 

☆ 가상메모리(virturl memory) ☆

 하드 디스크의 일부 공간을 하나의 주기억 장치처럼 이용하는 메모리 형태.

이는 부족한 메모리 공간을 하드 디스트의 일부 공간으로 대체하여 이용한다는 개념이다. 이러한 가상메모리을 이용하는 것은 윈도가 가장 대표적이며, 전문 그래픽 포토샵이나 한글워드 프로세서 등도 가상메모리을 지원한다.

 

☆ 디스크 캐시(disk cash) ☆

RAM과 보조 기억 장치 사이에 위치하여 정보전달을 보다 빠르게 처리하기 위하여 RAM에 할당되어 있는 기억장소 공간이다.

☆ 캐시메모리(cache memory) ☆

CPU와 주기억 장치의 중간에 위치하며, 고속으로 데이터의 입출력이 가능한 임시 기억장치 CPU가 필요로 하는 빈도가 높은 데이터를 주기억 장치로 부터 캐시 메모리에 미리 이동시켜 놓아 명령의 실행속도을 높이는데 사용한다.