메모리 (Memory) - 세대별 주력 (Mainstream) 제품군의 특징들을 소개합니다.
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DDR4 SDRAM (DDR4)
- 더블 데이터 레이트 4 SDRAM (DDR4 SDRAM)
본질적인 부분에 손을 댄 만큼 여러 부분들이 이전 세대들과 달라졌습니다. 데스크탑 PC에서 가장 많이 쓰이는 DIMM 모듈에서 발견할 수 있는 특징으로는 접점 배열부가 직선이 아니라 중앙부가 완만하게 깊어지는 곡선을 띠고 있어 쉽게 구분이 가능합니다.
인텔 4세대 하스웰-E 프로세서와 함께 소비자용 시장에 첫 선을 보였지만, 당시에는 서버나 워크스테이션에 사용되는 ECC용 메모리 생산에 주력해 상대적으로 가격이 비쌌습니다. HEDT 시스템 역시 일반적인 게이밍 보다는 영상 편집 등의 전문분야 정도에나 쓰이면서 일반 소비자용 시장에서는 찾아보기 힘들었고, 이후 인텔 6세대 스카이레이크(Skylake) 프로세서가 DDR4 SDRAM을 정식 지원하면서 본격적으로 보급되기 시작했습니다.
JEDEC 표준안(JESD79-4A)은 1.2V 작동전압에 284핀 DIMM 소켓을 사용합니다. 전송속도에 따라 PC4-12800 (DDR4-1600) / PC4-14900 (DDR4-1866) / PC4-17000 (DDR4-2133) / PC4-19200 (DDR4-2400) / PC4-21333 (DDR4-2666) / PC4-23466 (DDR4-2933) / PC4-25600 (DDR4-3200)으로 구분됩니다.
XMP Technology (XMP)
- 익스트림 메모리 프로필 (eXtreme Memory Profile)
인텔 XMP 기술은 SPD 롬의 여유분에 표준 규격보다 더 높은 성능의 정보값을 활용한다는 개념은 동일했지만, 초보자도 부담없이 쓸 수 있도록 바이오스 상에서 XMP 프로필을 선택하기만 하면 표기된 스펙의 메모리 오버클러킹이 적용되는 쉽고 직관적인 사용방법을 내세웠습니다.
또한 프로세서 오버클럭(CPUOC)을 % 단위로 고르거나 메모리 작동 방식을 바꾸는 등 여러 선택지가 난립한 EPP 기술과 달리, 프로필 설정 한 번으로 메모리 오버클러킹만 적용되는 것이 확실했기 때문에 최적의 메모리 설정값을 찾기 귀찮은 전문가급 유저들도 흔쾌히 사용하게끔 만드는 성과를 이뤘습니다.
경쟁사인 AMD에서도 테스트 시스템만 다른 AMP(AMD Memory Profile) 기술을 발표했지만, 이를 활용할 당시의 AMD FX 및 APU 프로세서의 인기가 시원찮았기 때문에 인지도가 크게 떨어졌습니다. 이후 라이젠 기반 메인보드들이 D.O.C.P(DRAM OverClocking Profile)로 명칭만 바꾸거나 XMP 기술명을 그대로 도입하면서 대표적인 메모리 관련 기술로 자리잡는데 성공했습니다.
DDR3 SDRAM (DDR3)
- 더블 데이터 레이트 3 SDRAM (DDR3 SDRAM)
DDR2 SDRAM에서 제정된 최대 클럭보다 한 단계 낮은 233MHz 클럭 스피드를 추가해 상대적으로 도달이 어려운 최상위 등급에 대한 부담을 낮추고 주력 메모리의 속도를 한 단계 끌어올리려 했지만, 실질적으로는 이전과 마찬가지로 200MHz 클럭 스피드가 주력으로 사용되었습니다.
DDR3 SDRAM의 전송속도는 DDR2 SDRAM의 두 배이며, 새롭게 추가된 233MHz 클럭 스피드 표준은 DDR3-1866 또는 PC3-14900(14933MB/s) 으로 구분됩니다.
초기 표준안(JESD79-3F)은 기본 작동전압을 1.5V로 줄였으며, 후기에는 반도체를 생산하는 미세공정이 빠르게 발전하면서 1.35V로 작동전압을 낮춘 저전력 버전인 DDR3L(Low voltage, JESD79-3) 표준안이 제정되어 인텔 6세대 코어 프로세서(Skylake)가 공식 지원하기도 했습니다. DDR3 메모리가 주력으로 자리잡은 시기부터 프로세서(CPU)의 성능 향상이 더뎌지면서 DDR4 SDRAM이 출시되기 전까지 약 4년여 기간동안 주력 메모리로 사용되는 장수를 누렸습니다.
또한 이 시기를 전후로 인텔에서 XMP(eXtreme Memory Profile) 기술을 선보이면서 타이밍뿐만 아니라 클럭 스피드 자체를 끌어올린 고성능 메모리들이 여럿 출시되기 시작했습니다.
SLI Ready (EPP)
- 강화된 성능 프로필 (Enhanced Performance Profile)
이후 더 많은 SPD 값(176-Byte)을 필요로 하는 DDR2 SDRAM이 등장하면서 여유분이 포함된 256-Byte 롬으로 교체되던 시기, 엔포스(nForce) 브랜드 메인보드 칩셋을 생산하던 엔비디아는 타사 칩셋 메인보드와 차별화를 위해 EPP 기술을 적용한 메모리를 출시합니다. 지금도 하이엔드 제품군을 공급하는 커세어(Corsair) 브랜드와 협력하여 개발한 SLI-Ready 인증 메모리입니다.
SLI-Ready 메모리는 브랜드 제조사에서 검증한 추가 전압과 더 짧은 주기의 갱신 타이밍 정보값이 SPD 롬의 여유분에 추가되어 있어, 엔포스 칩셋 메인보드에 장착하면 부팅 과정에서 이를 감지해 EPP 적용 가능 메세지를 표시해줍니다.
다만 당시에는 CPU와 메모리 클럭이 일정 비율로 연동되는 경우가 많았기 때문에 무작정 메모리 클럭을 높일 수 없었습니다. 따라서 하이퍼 트랜스포트나 프론트 사이드 버스(FSB)의 클럭과 배율을 조정하는 등, 메모리 뿐만 아니라 시스템 전체가 오버클럭되는 결과로 이어졌습니다. 이는 초보자가 활용하기에는 부담스럽고 전문가 입장에서는 직접 챙기는 설정값에 비하면 매력이 떨어진 탓에 EPP 기술 자체보다 검증된 성능을 갖춘 제품의 이미지가 더 강해졌습니다.
DDR2 SDRAM (DDR2)
- 더블 데이터 레이트 2 SDRAM (DDR2 SDRAM)
내부 동작 클럭은 크게 늘어나지 않고, 외부 입출력 속도만 빨라진 DDR2 SDRAM은 레이턴시가 상대적으로 길어졌기 때문에 처리량이 적은 경우에는 역으로 성능이 떨어질 수도 있다는 평가도 있습니다.
다만 그 정도가 나노초(ns) 수준으로 미세하고, 파이프라이닝과 인터리빙 기술 등으로 보완되고 있어 지연이 발생하더라도 사용자가 체감하기 어려운 수준이기도 합니다. 점점 처리량이 늘어나는 PC 시장에서는 얻는 것이 더 많았기에 큰 이슈 없이 받아들여졌습니다.
DDR2 SDRAM의 표준안(JESD79-2F)은 작동전압이 1.8V로 줄어들고 266MHz 클럭 스피드가 추가되었으며, 240핀 DIMM 소켓을 사용합니다. 유효 클럭 스피드에 따라 DDR2-400 / DDR2-533 / DDR2-667 / DDR2-800 / DDR2-1066 또는 데이터 전송 속도에 따라 PC2-3200 (3200MB/s) / PC2-4200 (4266MB/s) / PC2-5300 (5333MB/s) / PC2-6400 (6400MB/s) / PC2-8500 (8533MB/s)로 등급이 구분됩니다.
DDR SDRAM (DDR)
- 더블 데이터 레이트 SDRAM (DDR SDRAM)
이는 기존 SDRAM의 내부 클럭 스피드에 큰 변화를 주지 않고도 2배의 대역폭 확장 효과를 가져다 줬습니다. 또한 경쟁상대인 RDRAM과 달리 국제 반도체 표준 협의회(JEDEC) 제정 표준안을 따르므로 상대적으로 라이센스 비용이 저렴하다는 장점도 갖게 됩니다.
참고로 JEDEC에서 제정하는 메모리 표준안은 용량과 전송 속도를 결정짓는 메모리 칩과 여러 기기들이 호환성 문제 없이 메모리를 사용할 수 있도록 모듈과 소켓 규격으로 나뉘어집니다. DDR SDRAM의 표준안(JESD79F)은 작동전압 2.5V에 100 / 133 / 166 / 200 MHz 클럭 스피드를 채택했으며 184핀 DIMM 소켓을 사용합니다.
유효 클럭 스피드에 따라 DDR-200 / DDR-266 / DDR-333 / DDR-400 또는 데이터 전송 속도에 따라 PC-1600 (1600MB/s) / PC-2100 (2133MB/s) / PC-2700 (2666MB/s) / PC-3200 (3200MB/s)로 등급이 구분됩니다. 당시 고성능 메모리 제조사들은 JEDEC 표준안보다 일부 과정(타이밍)을 더 빠르게 처리할 수 있음을 보증하는 제품을 선보이기도 했습니다.
Rambus DRAM (RD)
- 램버스 다이나믹 랜덤 액세스 메모리 (RDRAM)
다만 모든 RIMM 소켓이 채워진 상태에서만 PC가 작동했기 때문에 값비싼 RDRAM으로 전부 채워넣거나 흔히 공갈램이라고 불리던 CRIMM(Continuity RIMM) 더미 모듈을 채워야 했고, 발열량이 커서 히트 스프레더 장착이 강제되는 단점도 존재했습니다.
펜티엄3 시절에는 FSB와 SDRAM의 대역폭이 크게 다를바 없었기 때문에 RDRAM의 필요성 자체가 적어 일반 사용자들이 볼 일은 거의 없었습니다. 이후 펜티엄4가 FSB 대역폭을 4배로 확장시키는 QPB(Quad Pumped Bus) 기술을 선보이면서 본격적으로 고대역 메모리의 필요성이 대두되었습니다.
초기형 펜티엄 4 시리즈인 윌라멧(Willamette)만 하더라도 전송 속도가 400MT/s나 되기 때문에 PC-800 규격의 RDRAM을 듀얼 채널로 구성하면 1:1 비율(FSB:DRAM)이 가능해 어느정도 수요가 있었습니다. 그럼에도 불구하고 가격이 비싼 RDRAM 대신 기존의 SDRAM이나 후속 기종인 DDR SDRAM를 지원하는 메인보드들이 득세하기 시작했고, DDR SDRAM 진영에 듀얼-채널 메모리 기술까지 도입되면서 대역폭 수치도 따라잡히게 되어 시장에서 도태되었습니다.
184핀 RIMM 소켓 규격에 작동전압 2.5V, 메인보드 칩셋 사양으로 공식 지원되었던 클럭 스피드는 300 / 355 / 400 / 533 MHz 입니다.
SDRAM (SDR)
- 싱크로너스 다이나믹 랜덤 액세스 메모리 (SDRAM)
일정한 주기에 따라 반응하기 때문에 이론상으로는 비동기식에 비해 반응속도가 느릴 것 같지만, 클럭 스피드를 높이는데 유리하고 메모리보다 더 빠르게 작동하는 프로세서가 메모리의 작업이 완료될 때 까지 기다리지 않도록 파이프라이닝(Pipelining)과 인터리빙(Interleaving) 기술로 연속성을 갖춰 지연시간을 최소화합니다.
JEDEC 표준안(JESD21-C)은 작동전압 3.3V에 66 / 100 / 133 MHz 클럭 스피드를 채택했으며 168핀 DIMM 소켓을 사용합니다.
SDRAM의 후속 개선 모델이 사이클 당 두 번(상승 주파수 & 하강 주파수) 데이터를 전송하여 더블 데이터 레이트(DDR) SDRAM이라는 명칭을 가지면서, 상승 주파수에서만 데이터를 전송하는 SDRAM을 구분하기 위해 관례적으로 싱글 데이터 레이트(SDR) SDRAM이라고 부르기도 합니다.
