[컴퓨터구조] 메모리 - RAM

실행중인 프로그램은 메모리에 저장되고, CPU는 메모리의 저장도니 정보를 읽고, 쓰고, 실행한다.

 

RAM

RAM은 메인메모리로 사용되는 주기억장치입니다. 전원을 끄면 데이터와 명령어가 사라지는 휘발성 저장장치(Volatile Memory)로, CPU가 실행할 데이터를 임시로 저장하는 역할을 합니다.

메인메모리는 메모리라고 주로 칭하며, RAM과 ROM 중에 RAM을 지칭하는 경우가 많다.

 

반면, 비휘발성 저장장치(Non-Volatile Memory)에는 ROM과 보조기억장치(HDD, SSD 등)가 있으며, 전원이 꺼져도 데이터를 유지합니다.

 

CPU는 보조기억장치에 저장된 프로그램을 직접 실행하지 않는다. 프로그램을 실행하려면 보조기억장치에서 데이터를 RAM으로 복사한다.

 

RAM 용량은 컴퓨터 성능에 큰 영향을 준다. RAM 용량이 작으면 프로그램을 보조기억장치에서 자주 가져와야 하므로 처리 속도가 느려진다. 반대로, RAM 용량이 크면 여러 프로그램을 미리 RAM에 저장해 동시에 실행하기에 유리하다.

 

RAM은 임의 접근 메모리(Random Access Memory)의 약자로, 저장된 데이터를 순차적으로 읽지 않고도 원하는 위치에 즉시 접근할 수 있는 메모리를 의미한다. 이로 인해 데이터에 접근하는 시간이 일정하게 유지된다.

 

이에 반해 순차 접근(Sequential Access)은 저장된 데이터에 접근하기 위해 처음부터 순서대로 읽어야 하는 방식을 말한다. 따라서 데이터의 위치에 따라 접근 시간이 달라질 수 있다.

 

RAM의 종류 

RAM의 종류에는 크게 DRAM, SRAM, SDRAM, DDR SDRAM 등이 있다. 

 

1. DRAM

DRAM(Dynamic RAM)의 Dynamic(동적)은 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라지는 특성을 의미한다. 데이터를 유지하려면 일정 주기로 재활성화(다시 저장)가 필요하다.

이러한 단점에도 불구하고 DRAM은 소비 전력이 낮고, 비용이 저렴하며, 집적도가 높아 대용량 메모리 설계에 적합하기 때문에 일반적으로 많이 사용된다.

 

2. SRAM

SRAM(Static RAM)의 Static(정적)은 DRAM과 달리 저장된 데이터가 시간이 지나도 사라지지 않는 특성을 의미한다. 그러나 비휘발성 저장장치는 아니며, 전원이 끊기면 데이터는 소실된다.

SRAM은 DRAM에 비해 속도가 빠르지만, 소비 전력이 크고 가격이 비싸며, 집적도가 낮아 대용량 설계에는 적합하지 않다. 대신, 소용량이지만 높은 속도가 요구되는 캐시 메모리 등에서 주로 사용된다.

 

3. SDRAM

SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)은 클럭 신호와 동기화되어 작동하는 DRAM의 발전된 형태를 의미한다. 클럭 신호와 동기화되었다는 것은 클럭 타이밍에 맞춰 CPU와 정보를 주고받을 수 있다는 것을 뜻한다. 즉, SDRAM은 클럭에 맞춰 작동하여 CPU와 효율적으로 데이터를 주고받는 DRAM이다.

 

4. DDR SDRAM

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)은 기존 SDRAM의 대역폭을 넓혀 속도를 더욱 빠르게 만든 메모리다. 대역폭(Data Rate)은 데이터를 주고받는 통로의 너비를 뜻한다. 일반 SDRAM이 한 클럭당 한 번 데이터를 주고받는다면, DDR SDRAM은 한 클럭당 두 번 데이터를 주고받아 SDRAM 대비 2배의 전송 속도를 제공한다.

 

일반 SDRAM은 SDR SDRAM(Single Data Rate)라고 부른다.

 

5. DDR SDRAM의 발전

1. DDR2 SDRAM:
   • DDR SDRAM보다 대역폭이 2배 넓다.
   • 기존 SDR SDRAM보다 4배 빠른 데이터 전송 속도를 제공한다.
2. DDR3 SDRAM:
   • DDR2 대비 대역폭이 2배 더 넓어졌고, 데이터 전송 속도가 8배로 증가했다.
   • 동시에 전력 소모를 줄여 효율을 높였다.
3. DDR4 SDRAM:
   • DDR3 대비 대역폭이 2배 증가하여 더욱 빠른 속도를 제공하며, 데이터 전송 속도는 SDR SDRAM의 16배에 달한다.
   • 낮은 전력 소모와 안정성을 제공하여 현재 가장 널리 사용되고 있다.

현재 컴퓨터 메모리에서는 DDR4 SDRAM이 주로 사용되며, DDR4는 높은 속도와 효율성으로 다양한 환경에서 성능을 최적화하고 있다.

 

출처

이것이 취업을 위한 컴퓨터 과학이다 with CS 기술 면접