RAM(Random Access Memory)에 대하여,

컴퓨터의 메모리로 알려진 RAM은 다양한 종류의 하드웨어에 중요한 구성을 맡고있는 부품 중 하나다.

이러한 RAM은 어떠한 역할을 가지며, 컴퓨터에서 어떻게 작동하는지에 대해서 알아보려한다.

해당되는 기본 정보를 바탕으로 자신의 컴퓨터에게 올바른 RAM 혹은 업그레이드를 위해서 어떻게 활용하면

좋을지에 대해서 생각해보면 도움이 될 듯 하다.

 

RAM 이란?

RAM(Random Access Memory)의 약자로 애플리케이션에 단기적으로 데이터 저장 및 액세스 공간을 제공하는 컴퓨터의 임시 스토리지로 볼 수 있다. RAM을 더 많이 확보하게 된다면, 보조 기억장치(SSD, HDD 등)에 기록되는 것과 달리 실시간으로 많은 데이터를 액세스하고 로드 할 수 있다.

 

RAM의 역할

RAM을 통해 컴퓨터가 애플리케이션 로딩이나 인터넷 검색, 스프레드시트 편집, 게임 플레이 등과 같은 일상적인 작업 대부분을 수행할 수 있다. 또한 메모리는 각 작업의 진행 상황을 기억하는 동시에 이러한 작업들 사이에서 빠르게 전환 할 수 있도록 해주는데, 램의 작동 방식을 보면 알수 있다.

danawa.com/list 인용

판매되는 제품의 사양을 확인해보면, DDR5 / 6000MHz (PC5-48000) / 램타이밍 / 1.35v / 등의 사양을 볼 수 있는데

방열과 LED light를 담당하는 부위를 제외하고 확인하면 된다. 각각 해석하여 보면 이러하다.

 

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메모리의 종류 : DDR5-6000

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DDR5 메모리는 한 사이클에 데이터를 동시에 주고 받을 수 있는 DDR (Double Data Rate) 메모리의 한 종류로써 최신 CPU와 메인보드에서 지원하는 방식입니다.

 

2021년 11월 출시한 인텔 12세대 CPU 엘더레이크에서 DDR5와 DDR4를 동시 지원하며, 데스크톱 CPU 최초로 DDR5를 지원하기 시작했습니다. 다만, DDR5와 DDR4 메모리는 슬롯 모양이 달라 호환이 되지 않기 때문에, DDR5를 지원하는 메인보드인지, DDR4를 지원하는 메인보드인지 잘 확인해야 합니다.

 

고클럭 메모리를 사용할 경우 고클럭 메모리나 메모리 오버클럭뿐만 아니라, CPU, 메인보드에서도 해당 메모리 클럭을 지원해야 합니다.
(예시: DDR5-4800MHz 메모리를 지원하지 않는 CPU와 메인보드에서는 메모리가 4800MHz으로 작동하지 않습니다) 

 

DDR5는 DDR4 대비 기본으로 높은 클럭을 지원하며, 전압이 낮아졌고, PMIC칩이 메인보드가 아닌 메모리 모듈에 탑재된 부분, 온다이ECC 등의 차이가 있으며, 다만 클럭이 높아진 만큼 레이턴시가 길어진 부분은 참고해야 합니다.

또한,

DDR4는 64비트*1WAY = 64비트 (1개만 장착시 단일채널로 인식)

DDR5는 32비트*2WAY = 64비트 (1개만 장착시 듀얼채널로 인식)

DDR5도 대역폭을 높이려면 2개를 사용하여 쿼드채널로 구성하는 것이 유리합니다.

 

<주요 메모리 타입 비교>

<ADATA 제공 DDR4 vs DDR5>

 

 

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메모리의 동작 클럭 : 6000MHz (PC5-48000)

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메모리의 동작 클럭입니다. 메모리의 동작 클럭은 메모리의 동작 속도를 나타냅니다. 숫자가 클 수록 동작 속도가 빠릅니다. 동작 클럭에 8을 곱하면 대역폭이 됩니다. 간혹, 숫자가 딱 떨어지지 않아 반올림이나 내림을 하는 경우가 있어 반드시 동작 클럭 곱하기 8 = 대역폭이 되지 않을 수 있습니다. 예를 들어 DDR5-5600MHz와 PC5-44800은 같은 것을 의미합니다.

 

 

이 수치는 실제 내부 동작 속도가 아닌 초당 데이터 전송 수를 나타냅니다. DDR5-5600 램의 내부 동작 속도는 5600MT/s를 의미하는데, 관행적으로 MT/s 단위 대신 MHz 단위를 사용합니다. 이를 MB/s 단위로 표기하면 44800MB/s 가 됩니다.

 

DDR 메모리에서는 최하  클럭이 100Mhz이며 33MHz 단위로 올라가서 100 / 133 / 166 / 200 / 233MHz 등으로 올라갑니다. 그리고 DDR 방식에 따라 2,4,8 배를 곱한 MT/s 단위로 메모리 종류를 구분합니다.

 

내부클럭에 비해 DDR1은 2배, DDR2는 4배, DDR3~5는 8배의 전송 배율을 갖습니다. 이에 실제 동작 클럭에 이 전송방식에 따른 배수를 곱한 표기를 상품명으로 사용합니다. 한 번의 전송에 8byte를 전송할 수 있으며, 이것을 대역폭이라고 합니다. 또한 이 대역폭 수치를 모듈 이름으로 사용합니다.

 

예를 들면, 많이 사용되는 DDR4-3200 메모리의 경우 실제 내부 동작 클럭은 400MHz입니다. DDR4는 한 주기(cycle)의 동작에 8번의 데이터 전송을 하므로 이는 3200MT/s 가 됩니다. 이 전송률이 DDR4-3200의 의미입니다. 한 번의 데이터 전송은 8byte를 전송하므로 다시 8을 곱하면 25600MB/s 가 됩니다. 이것이 초당 바이트 전송률이고, 흔히 대역폭(Bandwidth)이라고 합니다. 이 수치를 모듈 이름에 사용합니다. 그러므로 DDR4-3200 은 PC4-25600과 완전히 동일한 제품입니다.

 

이러한 메모리의 규격은 JEDEC이라는 단체에서 정하며 이 규격 이외의 메모리 클럭은 오버클럭 메모리, 튜닝램이라 하여 메모리 제조사에서 임의로 클럭을 올려서 고가로 판매하는 메모리입니다.

 

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램타이밍 : CL30-40-40

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↑ 메모리 타이밍이 낮을수록 높은 성능을 냅니다.

 

메모리 타이밍(timing)이란 메모리 내부 저장된 데이터를 찾을 때 얼마나 빠른 속도로 찾는지를 나타내는 수치로, 숫자가 작을수록 속도는 빠릅니다.

 

다만 동일한 클럭일 경우이며, 타이밍이 조금 높더라도 클럭이 높은 메모리가 일반적으로 더 빠르기 때문에 성능을 가늠할 때에는 CL값 보다 클럭이 더 중요합니다.

 

램 오버클럭을 할 때에는 먼저 타이밍을 여유있게 풀어준 뒤, 정상 작동이 가능한 최대의 클럭을 찾고 그 이후에 타이밍을 조여주는 식으로 진행됩니다.

 

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동작 전압 [RAM]

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동작 전압 [RAM]

메모리의 동작 전압은 종류에 따라 다릅니다. DDR5 메모리의 기본 작동전압은 1.1V로 표기되어 있지만, 실제 판매되는 메모리는 기본클럭보다 더 높은 클럭으로 작동하기 때문에 더 많은 전력을 사용합니다.

 

메모리가 높은 전압을 사용할수록 전력 소비가 늘어나며, 발열 또한 커집니다. 때문에 고클럭의 메모리는 발열을 해소하기 위해 방열판이 미리 장착되어 출시되는 경우가 많으며, 튜닝되지 않은 일반 메모리를 직접 오버클럭 하려는 경우 별도의 방열판을 구매하여 장착해야 합니다.

 

↑DDR4 대비 0.1v 낮은 전압으로 작동하는 DDR5 메모리

 

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RAM이 중요한 이유

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시스템의 속도와 성능은 설치된 RAM의 용량과 직접적으로 관련되어 있습니다. 시스템의 RAM이 충분하지 않은 경우, 특히 멀티태스킹을 할 때나 여러 개의 프로그램이나 앱을 동시에 열어 둘 때 속도가 느려질 수 있습니다.

반응하지 않는 프로그램, 로딩 시간 지연, 전반적으로 속도가 느린 컴퓨터 때문에 주기적으로 당혹스러웠던 경험이 있다면 RAM 용량 부족이 원인일 수 있습니다. 컴퓨터에 메모리가 더 필요한지 확인하는 방법이 있으며 데스크톱 또는 노트북 RAM을 직접 손쉽게 업그레이드하실 수 있습니다.

사용자가 호환되지 않는 메모리를 설치하지 않도록, 모듈은 세대별로 각 메모리 기술에 따라 물리적인 규격 차이가 있습니다. 이러한 물리적 규격 차이는 전 업계에서 표준 사항이기 때문에 반드시 마더보드와 호환되는 메모리 또는 다른 구성 요소와 호환되는 메모리를 확인하고 구매해야 합니다.

RAM의 성능에서 가장 중요한 부분은 속도와 대기 시간 사이의 관계입니다. 기본적인 수준에서, 대기 시간은 명령을 입력한 때와 해당 데이터가 사용 가능해질 때 사이에 지연된 시간입니다. RAM의 속도와 대기 시간을 이해하면 필요에 따라 시스템에 설치할 올바른 RAM을 선택하는 데 도움이 됩니다.

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RAM의 종류에는 어떤 것이 있나요?

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컴퓨터 RAM은 컴퓨터 시스템에서 중요한 구성 요소로, 프로세서가 데이터를 임시로 저장하고 빠르게 액세스하는 데 사용하는 휘발성 저장소를 제공합니다. RAM에는 여러 가지 유형이 있으며, 각각 고유한 특성과 사용 사례가 있습니다. 

동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)

동적 RAM은 컴퓨터에서 가장 일반적으로 사용되는 RAM 유형 중 하나로 각 데이터 비트를 집적 회로 내의 별도의 커패시터에 저장합니다. 하지만 데이터를 유지하기 위해 지속적으로 리프레쉬해야 하므로 다른 유형에 비해 속도가 느릴 수 있습니다. 

정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)

SRAM은 플립플롭 회로를 사용하여 각 비트를 저장하기 때문에 DRAM보다 빠르며 지속적으로 리프레쉬할 필요가 없습니다. 액세스 시간이 빠르기 때문에 자주 사용하는 명령어와 데이터에 빠르게 액세스할 수 있도록 캐시 메모리에 SRAM을 사용하는 경우가 많습니다.

동기식 동적 램(SDRAM)

SDRAM은 시스템의 클럭 속도와 동기화되어 데이터 전송을 더 효율적으로 수행합니다. 동기화를 통해 데이터의 흐름을 안정적으로 유지하여 정보 액세스 지연을 줄일 수 있습니다. DDR SDRAM과 같은 다양한 종류의 SDRAM이 발전하면서 데이터 전송 속도가 향상되었습니다. 

이중 데이터 속도(DDR) 동기식 동적 램

DDR SDRAM은 클럭 신호의 상승 및 하강 엣지 모두에서 데이터를 전송하므로 기존 SDRAM에 비해 데이터 전송 속도가 효과적으로 두 배로 빨라집니다. DDR RAM은 여러 세대를 거쳐 왔으며, 각 세대(예: DDR3, DDR4 및 DDR5)는 향상된 성능과 효율성을 제공합니다.

그래픽 이중 데이터 속도(GDDR) 동기식 그래픽 랜덤 액세스 메모리

그래픽 처리 장치(GPU)용으로 특별히 설계된 GDDR SDRAM은 게임 및 비디오 렌더링과 같은 그래픽 집약적인 애플리케이션의 요구 사항을 지원하기 위해 고속 데이터 전송에 최적화되어 있습니다. DDR RAM과 마찬가지로 GDDR은 여러 세대를 거치며 메모리 대역폭과 성능이 향상되어 왔습니다. 

비휘발성 듀얼 인라인 메모리 모듈(NVDIMM)

대부분의 RAM은 휘발성이므로 전원이 차단되면 데이터가 손실되지만, NVDIMM은 기존 RAM의 속도와 스토리지의 비휘발성을 결합한 제품입니다. 시스템 전원이 꺼져도 데이터가 유지되므로 영구적인 메모리가 중요한 애플리케이션에 적합합니다. 

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RAM과 ROM 비교

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읽기 전용 메모리(일반적으로 ROM이라고도 함)는 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 유지되는 비휘발성 컴퓨터 메모리의 일종입니다. 이름에서 알 수 있듯이 ROM에 있는 데이터는 일반적으로 “읽기 전용”이므로 수정하거나 덮어쓰기가 어렵습니다. ROM은 펌웨어, 기본 입출력 시스템/통합 확장 펌웨어 인터페이스(BIOS/UEFI) 및 컴퓨터의 초기 부팅과 하드웨어 구성 요소의 기본 기능에 중요한 기타 필수 시스템 지침을 저장하는 데 사용됩니다. RAM은 휘발성이므로 전원이 꺼지거나 중단되면 저장된 데이터가 손실됩니다. 이러한 특성은 RAM이 하드웨어 수준에서 작동하는 방식 때문입니다. RAM은 빠른 읽기 및 쓰기 액세스를 위해 설계되었으므로 컴퓨터 프로세서가 작동하는 동안 활발하게 사용하는 데이터를 임시로 저장하는 데 적합합니다. RAM의 휘발성 덕분에 빠른 데이터 액세스 및 조작이 가능하지만 저장된 정보를 유지하기 위해 지속적인 전원 공급이 필요합니다. 전원이 차단되면 RAM의 내용은 깨끗하게 지워집니다. ROM은 RAM보다 역사가 오래되었습니다. ROM은 컴퓨터 시스템의 초기부터 시스템 부팅에 필요한 기본 지침과 펌웨어를 저장하는 데 사용된 가장 초기의 메모리 형태 중 하나였습니다. 반면 RAM은 컴퓨터가 작동하는 동안 프로세서가 활발하게 처리되는 데이터에 사용할 수 있는 빠르고 휘발성 있는 스토리지를 제공하기 위한 솔루션으로 추후 등장했습니다. RAM은 데이터를 읽고 쓸 수 있어 전원이 꺼지면 손실되는 정보에 동적으로 빠르게 액세스할 수 있습니다.