Ram
컴퓨터 구조와 운영체제
메모리와 캐시 메모리 - RAM 특징과 종류
RAM의 특징
RAM은 실행할 프로그램의 명령어와 데이터가 저장된다.
RAM은 휘발성 저장 장치로 전원을 끄면 RAM에 저장된 내용이 사라진다. 반면 전원이 꺼져도 저장된 내용이 유지되는 저장 장치를 비휘발성 저장 장치라고 한다.(하드 디스크, SSD, USB 메모리 등)
비휘발성 저장 장치인 보조기억장치는 전원을 꺼도 내용을 유지하지만, CPU는 보조기억장치에 직접 접근하지 못한다.
그래서 일반적으로 보조기억장치인 비휘발성 저장 장치에 보관할 대상을 저장하고, 휘발성 저장 장치인 RAM에는 실행할 대상을 저장한다.
CPU가 실행하고 싶은 프로그램이 보조기억장치에 있다면 이를 RAM으로 복사하여 저장한 뒤 실행한다.
RAM의 용량과 성능
CPU가 실행하고 싶은 프로그램이 보조기억장치에 있다면 이를 RAM으로 가져올 때, RAM 용량이 적다면 보조기억장치에 실행할 프로그램을 가져오는 일이 잦아 실행 시간이 길어진다.
RAM 용량이 적은 경우
새로운 프로그램을 시작할 때마다 보조기억장치에서 RAM으로 가져와야 한다.
RAM 용량이 충분히 큰 경우
프로그램이 모두 RAM에 있어 보조기억장치에 접근하는 수고를 덜 수 있다.
CPU가 실행할 프로그램을 책, 보조기억장치는 책이 꽂혀 있는 책장, RAM은 책을 읽는 책상과 같다.
책상이 크다면 여러 권을 동시에 가져와 책을 가지고 오는 시간을 절약할 수 있다.
이처럼 RAM 용량이 크면 많은 프로그램들을 동시에 빠르게 실행하는 데 유리하다.
RAM의 종류
DRAM
Dynamic RAM, 저장된 데이터가 동적으로 사라지는 RAM을 의미
DRAM은 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라진다. 그렇기 때문에 데이터의 소멸을 막기 위해 일정 주기로 데이터를 재활성화(다시 저장)해야 한다.
단점이 많은 것 같은 DRAM은 소비 전력이 비교적 낮고, 저렴하고, 직접도가 높아 대용량으로 설계하기 용이하기 때문에 일반적으로 메모리로써 사용하는 RAM이다.
SRAM
Static RAM, 저장된 데이터가 변하지 않는 RAM을 의미
시간이 지나면 점차 저장된 내용이 소실되는 DRAM과는 달리, SRAM은 시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않는다.
(SRAM도 휘발성이기 때문에 전원을 끄면 사라진다.)
주기적으로 데이터를 재활성화할 필요가 없고, DRAM보다 일반적으로 속도도 더 빠르다.
하지만 SRAM은 DRAM보다 집적도가 낮고, 소비 전력도 크며, 가격도 더 비싸기 때문에 일반적으로 사용되는 RAM은 아니다.
대신 SRAM은 메모리가 아닌 대용량으로 만들어질 필요는 없지만 속도가 빨라야 하는 저장 장치, 주로 캐시 메모리에서 사용된다.
DRAM vs SRAM
SDRAM
Synchronous Dynamic RAM, 클럭 신호와 동기화된, 발전된 형태의 DRAM
클럭 신호과 동기화되었다는 말은 클럭 타이밍에 맞춰 CPU와 정보를 주고받을 수 있음을 의미한다.
SDRAM은 클럭에 맞춰 동작하며 클럭마다 CPU와 정보를 주고받을 수 있는 DRAM이다.
DDR SDRAM
Double Data Rate SDRAM, 대역폭을 넓혀 속도를 빠르게 만든 SDRAM
최근 가장 흔히 사용되는 RAM이며, 대역폭이란 데이터를 주고받는 길의 너비를 의미한다.
한 클럭에 하나씩 정보를 주고받을 수 있는 SDRAM과 비교했을 때 DDR SDRAM은 너비가 두 배인 도로와 같다.
당연히 DDR SDRAM의 전송 속도가 두 배 정도 빠르다. 이런 이유로 한 클럭당 하나씩 데이터를 주고받을 수 있는 SDRAM을 SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM)이라 부르기도 한다.
[SDR] SDRAM ->(2배) DDR SDRAM ->(2배) DDR2 SDRAM ->(2배) DDR3 SDRAM ->(2배) DDR4 SDRAM
최근에 흔히 사용하는 메모리는 DDR4 SDRAM으로 SDRAM보다 16배 넓은 대역폭을 가진다.
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