메모리의 발전사, DRAM에서 최신 DDR5까지의 모든 것

 

DRAM에서 DDR5까지 이어진 메모리의 발전사는 기술 진보의 역사를 담고 있습니다. 각 세대는 더욱 빠르고 효율적인 데이터 처리를 가능하게 해 주었으며, 클럭 속도, 대역폭, 전력 소모에서 꾸준히 개선되어 왔습니다. 이번 글에서는 DDR 메모리의 모든 세대를 상세히 분석하여 그 특징을 소개합니다.

DRAM (Dynamic Random Access Memory)

• 출시일: 1970년대 초
• 클럭 속도: 4.77 MHz (초기 버전)
• 대역폭: 약 4.77 MB/s
• 전압: 5V (초기 DRAM)
• 채널 구조: 1비트 단일 채널 (각 셀마다 1비트 저장)
• 용량: 모듈당 최대 64KB (초기 DRAM 기준)
• ECC: ECC 지원 없음
• 프리패칭: 프리패칭 없음
• Burst Length: 1 (각 접근마다 단일 데이터)
• 특징: 최초의 동적 메모리로, 데이터가 일정 시간마다 새로고침(리프레시)되어야 유지됩니다. 비용이 저렴하며, 많은 메모리를 구현하는 데 적합해 컴퓨터 시스템의 메인 메모리로 사용되었습니다. 그러나 데이터 접근 속도와 대역폭이 제한적입니다.
• 주요 사용처: 초기 컴퓨터 시스템 및 임베디드 시스템.

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FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM)

• 출시일: 1980년대 후반
• 클럭 속도: 최대 66 MHz
• 대역폭: 최대 264 MB/s (66 MHz 기준)
• 전압: 5V
• 채널 구조: 32비트 단일 채널
• 용량: 모듈당 최대 16MB
• ECC: ECC 옵션 가능 (외부 메모리 컨트롤러 사용 시)
• 프리패칭: 1n (단일 페이지 모드)
• Burst Length: 1 (단일 데이터 전송)
• 특징: DRAM의 속도를 개선한 버전으로, 같은 페이지에 있는 데이터를 연속적으로 액세스할 때 속도가 빠릅니다. 일반 DRAM보다 데이터 접근 속도가 약간 더 빨라졌으며, 페이지 모드를 통해 연속된 데이터 접근 성능을 향상시켰습니다.
• 주요 사용처: 1980~90년대 초기 컴퓨터 메모리로 사용됨.

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EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)

• 출시일: 1990년대 중반
• 클럭 속도: 최대 75 MHz
• 대역폭: 최대 300 MB/s (75 MHz 기준)
• 전압: 5V
• 채널 구조: 32비트 단일 채널
• 용량: 모듈당 최대 32MB
• ECC: ECC 옵션 가능 (외부 메모리 컨트롤러 사용 시)
• 프리패칭: 1n (단일 페이지 모드)
• Burst Length: 1 (단일 데이터 전송)
• 특징: FPM DRAM보다 더 빠른 데이터 전송이 가능한 메모리로, 데이터 액세스가 완료되기 전에 다음 액세스를 준비하여 속도를 개선합니다. 이는 주로 시스템 버스 속도와 성능을 최적화하는 데 기여했습니다.
• 주요 사용처: 1990년대 중반 이후의 컴퓨터 메모리로 주로 사용됨.

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SDRAM (Synchronous DRAM)

• 출시일: 1993년
• 클럭 속도: 66~133 MHz
• 대역폭: 최대 1.06 GB/s (133 MHz 기준, 64비트 채널)
• 전압: 3.3V
• 채널 구조: 64비트 단일 채널
• 용량: 모듈당 최대 512MB
• ECC: ECC 옵션 가능 (외부 메모리 컨트롤러 사용 시)
• 프리패칭: 2n (2개 비트 단위로 미리 읽어옴)
• Burst Length: 2, 4, 또는 8
• 특징: 외부 클럭 신호와 동기화하여 데이터를 전송하는 메모리로, 데이터 액세스 속도가 크게 향상되었습니다. SDRAM은 병렬 처리를 지원하고, 메모리 클럭 속도를 높여 CPU와의 속도 차이를 줄였습니다. 오늘날의 DDR 메모리의 기본이 된 기술입니다.
• 주요 사용처: 데스크톱, 노트북, 서버 등 다양한 컴퓨팅 기기.
  
  

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DDR1 (Double Data Rate 1)

• 출시일: 2000년
• 클럭 속도: 200~400MHz
• 대역폭: 최대 3.2GB/s (DDR-400 기준)
• 전압: 2.5V
• 채널 구조: 64비트 단일 채널
• 용량: 일반적으로 모듈당 최대 1GB
• ECC: ECC 옵션 제공 (외부에서 ECC 가능)
• 프리패칭: 2n
• Burst Length: 2, 4, 또는 8
• 특징: SDRAM의 업그레이드 버전으로, 클럭의 상승 및 하강 에지에서 데이터를 전송하여 SDRAM의 두 배 대역폭을 제공합니다. 이로 인해 메모리 성능이 크게 개선되었습니다.
• 주요 사용처: 데스크톱, 노트북, 서버 메모리.

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DDR2

• 출시일: 2003년
• 클럭 속도: 400~1066MHz
• 대역폭: 최대 8.5GB/s (DDR2-1066 기준)
• 전압: 1.8V
• 채널 구조: 64비트 단일 채널
• 용량: 모듈당 최대 4GB
• ECC: ECC 옵션 제공
• 프리패칭: 4n (DDR1의 두 배)
• Burst Length: 4 또는 8
• 특징: DDR1에 비해 더 높은 클럭 속도와 낮은 전력 소비를 제공하며, 데이터 전송을 두 배로 빠르게 할 수 있는 4배 프리패칭 기술이 적용되었습니다. 효율성이 높아졌으며, 안정성과 성능이 더욱 향상되었습니다.
• 주요 사용처: 고성능 컴퓨팅 기기, 데스크톱, 노트북, 서버.

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DDR3

• 출시일: 2007년
• 클럭 속도: 800~2133MHz
• 대역폭: 최대 17GB/s (DDR3-2133 기준)
• 전압: 1.5V (저전력 모드 1.35V)
• 채널 구조: 64비트 단일 채널
• 용량: 모듈당 최대 8GB
• ECC: ECC 옵션 제공
• 프리패칭: 8n (DDR2의 두 배)
• Burst Length: 8
• 특징: DDR2보다 더 낮은 전력 소비(1.5V)와 더 높은 클럭 속도를 제공합니다. 8n 프리패칭과 더 큰 용량의 모듈을 지원하여 성능과 효율성을 극대화하였습니다. 메모리 대역폭과 안정성이 대폭 향상되었습니다.
• 주요 사용처: 일반 소비자용 PC, 고성능 시스템, 서버 등.

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DDR4

• 출시일: 2014년
• 클럭 속도: 1600~3200MHz
• 대역폭: 최대 25.6GB/s (DDR4-3200 기준)
• 전압: 1.2V (저전력 모드 1.05V)
• 채널 구조: 64비트 단일 채널
• 용량: 모듈당 최대 16GB
• ECC: ECC 옵션 제공
• 프리패칭: 8n
• Burst Length: 8
• 특징: 더 낮은 전력(1.2V)으로 작동하며, 높은 클럭 속도와 데이터 전송 속도를 제공합니다. DDR3의 2배에 해당하는 최대 16GB 모듈 용량과 ECC 지원으로 데이터 안정성을 더욱 강화했습니다.
• 주요 사용처: 데스크톱, 노트북, 데이터 센터, 고성능 서버.

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DDR5

• 출시일: 2020년
• 클럭 속도: 3200~6400MHz 이상
• 대역폭: 최대 51.2GB/s (DDR5-6400 기준)
• 전압: 1.1V
• 채널 구조: 모듈당 32비트 듀얼 채널 (총 64비트)
• 용량: 모듈당 최대 128GB
• ECC: 온다이 ECC 지원 (내부 오류 정정)
• 프리패칭: 16n (DDR4의 두 배)
• Burst Length: 16
• 특징: DDR4 대비 클럭 속도와 대역폭이 두 배로 증가했으며, 전압이 1.1V로 더 낮아져 전력 효율이 개선되었습니다. 듀얼 채널 구조를 통해 데이터 접근 속도가 더욱 향상되었고, 온다이 ECC 지원으로 메모리 안정성을 강화했습니다. 또한, 모듈당 최대 128GB까지 지원하여 대규모 메모리 구성이 가능합니다.
• 주요 사용처: 차세대 고성능 컴퓨팅, 데이터 센터, 서버, AI 및 머신 러닝 등.