컴퓨터 메모리 유형 및 컴퓨터에 미치는 영향

컴퓨터가 사용하는 메모리는 컴퓨터가 작동하는 방식과 수행 속도에있어 큰 부분을 차지할 수 있습니다. 그러나 컴퓨터를 제작하는 경우 무엇을 선택해야하는지, 이유를 알기가 어려울 수 있습니다. 이것이 우리가이 안내서를 구성한 이유입니다.

메모리와 관련하여 여러 가지 기술이 있습니다. 다음은 이러한 기술에 대한 개요와 이들이 컴퓨터에 의미하는 바입니다.

편집자 주 : 이 기사는 2007 년에 처음 출판되었으며 최신 메모리 기술에 대한 최신 정보로 2016 년 11 월에 업데이트되었습니다.

ROM

ROM은 기본적으로 읽기 전용 메모리 또는 읽을 수는 있지만 쓸 수없는 메모리입니다. ROM은 저장되는 데이터를 영구적으로 유지해야하는 상황에서 사용됩니다. 비 휘발성 메모리이기 때문에 데이터가 칩에 "하드 와이어"되어 있기 때문입니다. 해당 칩을 영원히 저장할 수 있으며 데이터가 항상 존재하므로 데이터가 매우 안전합니다. 사용자는 정보를 방해 할 수 없으므로 BIOS는 ROM에 저장됩니다.

ROM에는 여러 가지 유형이 있습니다.

EEPROM

프로그래밍 가능한 ROM (PROM) :
이것은 기본적으로 한 번만 쓸 수있는 빈 ROM 칩입니다. 데이터를 CD에 굽는 CD-R 드라이브와 매우 유사합니다. 일부 회사는 특수한 기계를 사용하여 특수 목적으로 PROM을 작성합니다. PROM은 1956 년에 처음 발명되었습니다.

지울 수있는 프로그램 가능한 ROM (EPROM) :
이것은 특정 시간 동안 ROM 칩 위에있는 센서에 특수한 자외선을 비추어 ROM을 지울 수 있다는 점을 제외하면 PROM과 같습니다. 이렇게하면 데이터를 지우고 다시 쓸 수 있습니다. EPROM은 1971 년에 처음 발명되었습니다.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) :
플래시 BIOS라고도합니다. 이 ROM은 특수 소프트웨어 프로그램을 사용하여 다시 작성할 수 있습니다. 플래시 BIOS는 이런 방식으로 작동하므로 사용자는 BIOS를 업그레이드 할 수 있습니다. EEPROM은 1977 년에 처음 발명되었습니다.

ROM이 RAM보다 느리기 때문에 일부는 속도를 높이기 위해 섀도 잉을 시도합니다.

램

RAM (Random Access Memory)은 컴퓨터와 관련된“메모리”라는 단어를들을 때 대부분의 사람들이 생각하는 것입니다. 휘발성 메모리이므로 전원을 끄면 모든 데이터가 손실됩니다. RAM은 프로그램 데이터의 임시 저장에 사용되므로 성능을 최적화 할 수 있습니다.

ROM과 마찬가지로 다른 유형의 RAM이 있습니다. 가장 일반적인 다른 유형은 다음과 같습니다.

정적 RAM (SRAM)

이 RAM은 메모리 칩에 전원이 공급되는 한 데이터를 유지합니다. 주기적으로 다시 쓸 필요는 없습니다. 실제로 메모리의 데이터를 새로 고치거나 변경하는 유일한 시간은 실제 쓰기 명령이 실행될 때뿐입니다. SRAM은 매우 빠르지 만 DRAM보다 훨씬 비쌉니다. SRAM은 종종 속도 때문에 캐시 메모리로 사용됩니다.

SRAM에는 몇 가지 유형이 있습니다.

정적 RAM 칩

비동기 SRAM :
많은 PC에서 L2 캐시에 사용되는 구형 SRAM. 비동기이므로 시스템 시계와 독립적으로 작동합니다. 이는 CPU가 L2 캐시에서 정보를 기다리는 것을 발견했습니다. 비동기식 SRAM은 1990 년대에 많이 사용되기 시작했습니다.

동기화 SRAM :
이 유형의 SRAM은 동기 적이므로 시스템 시계와 동기화됩니다. 이것은 속도를 높이는 동시에 동시에 비싸게 만듭니다. Sync SRAM은 1990 년대 후반에 더 대중화되었습니다.

파이프 라인 버스트 SRAM :
일반적으로 사용되는. SRAM 요청은 파이프 라인으로 구성되어 대용량의 데이터 패킷이 한 번에 메모리로 전송되고 매우 빠르게 작동합니다. 이 SRAM 유형은 66MHz 이상의 버스 속도에서 작동 할 수 있으므로 자주 사용됩니다. 파이프 라인 버스트 SRAM은 1996 년 인텔에서 처음 구현했습니다.

동적 RAM (DRAM)

SRAM과 달리 DRAM은 데이터를 유지하려면 지속적으로 다시 작성해야합니다. 이는 초당 수백 번 데이터를 다시 쓰는 새로 고침 회로에 메모리를 배치하여 수행됩니다. DRAM은 저렴하고 작기 때문에 대부분의 시스템 메모리에 사용됩니다.

DRAM에는 여러 가지 유형이 있으며 메모리 장면을 더욱 복잡하게 만듭니다.

고속 페이지 모드 DRAM (FPM DRAM) :
FPM DRAM은 일반 DRAM보다 약간 빠릅니다. EDO RAM이 있기 전에 FPM RAM은 PC에서 사용되는 주요 유형이었습니다. 120ns의 액세스 시간으로 꽤 느린 것입니다. 결국 60ns로 조정되었지만 FPM은 여전히 66MHz 시스템 버스에서 작동하기에는 너무 느 렸습니다. 이러한 이유로 FPM RAM은 EDO RAM으로 대체되었습니다. FPM RAM은 느린 속도로 인해 오늘날 많이 사용되지는 않지만 거의 보편적으로 지원됩니다.

확장 데이터 출력 DRAM (EDO DRAM) :
EDO 메모리는 액세스 방법에 또 다른 조정을 통합합니다. 다른 액세스가 완료되는 동안 한 액세스를 시작할 수 있습니다. 이것은 독창적으로 들릴 수 있지만 FPM DRAM에 비해 성능이 약 30 %에 불과합니다. 칩셋이 EDO DRAM을 올바르게 지원해야합니다. EDO RAM은 SIMM에 제공됩니다. EDO RAM은 66MHz보다 빠른 버스 속도에서 작동 할 수 없으므로 더 높은 버스 속도의 사용이 증가함에 따라 EDO RAM은 FPM RAM의 길을 택했습니다.

버스트 EDO DRAM (BEDO DRAM) :
원래 EDO RAM은 그 당시 새로운 시스템이 나오기에는 너무 느 렸습니다. 따라서 메모리 속도를 높이기 위해 새로운 메모리 액세스 방법을 개발해야했습니다. 파열 방법은 고안되었다. 즉, 한 번에 더 큰 데이터 블록이 메모리로 전송되었으며, 데이터의 각 "블록"은 즉시 페이지의 메모리 주소뿐만 아니라 다음 몇 페이지의 정보를 전달했습니다. 따라서 다음 몇 번의 액세스는 이전 메모리 요청으로 인해 지연이 발생하지 않습니다. 이 기술은 EDO RAM 속도를 약 10ns까지 증가 시키지만 66MHz 이상의 버스 속도에서 안정적으로 작동 할 수는 없습니다. BEDO RAM은 EDO RAM을 SDRAM과 경쟁시키기위한 노력이었습니다.

동기식 DRAM (SDRAM) :

By Royan –이 파일은 SDR SDRAM.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12309701에서 파생되었습니다.

EDO가 먼지를 물린 후 SDRAM이 새로운 표준이되었습니다. 속도는 동기 적이므로 전체 시스템의 클럭 속도에 직접적으로 의존합니다. 표준 SDRAM은 더 높은 버스 속도를 처리 할 수 있습니다. 이론적으로는 최대 100MHz에서 작동 할 수 있지만, 다른 많은 가변 요소가 안정적으로 작동 할 수 있는지 여부가 결정되었다. 모듈의 실제 속도 용량은 실제 메모리 칩과 메모리 PCB 자체의 설계 요소에 따라 다릅니다.

다양성을 극복하기 위해 인텔은 PC100 표준을 만들었습니다. PC100 표준은 SDRAM 하위 시스템과 인텔의 100MHz FSB 프로세서와의 호환성을 보장합니다. 새로운 설계, 생산 및 테스트 요구 사항으로 인해 반도체 회사 및 메모리 모듈 공급 업체에 문제가 발생했습니다. 각 PC100 SDRAM 모듈에는 125MHz에서 작동 할 수있는 8ns DRAM 구성 요소 (칩)의 사용과 같은 완전한 준수를 보장하기위한 주요 속성이 필요했습니다. 이로 인해 메모리 모듈이 PC100 속도로 실행될 수 있다는 안전성이 확보되었습니다. 또한 SDRAM 칩은 올바르게 설계된 인쇄 회로 기판에서 올바르게 프로그래밍 된 EEPROM과 함께 사용해야합니다. 신호가 이동해야하는 거리가 짧을수록 신호가 더 빨리 실행됩니다. 이러한 이유로 PC100 모듈에는 추가 내부 회로 층이 있습니다.

PC 속도가 증가함에 따라 133MHz 버스에서도 동일한 문제가 발생하여 PC133 표준이 개발되었습니다. SDRAM은 1970 년대 초에 처음 나타 났으며 1990 년대 중반까지 사용되었습니다.

RAMBus DRAM (RDRAM) :
Rambus, Inc.에 의해 개발되었으며 SDRAM의 후임자로 인텔이 승인했습니다. RDRAM은 메모리 버스를 16 비트로 좁히고 최대 800MHz에서 실행됩니다. 이 좁은 버스는 보드의 공간을 덜 차지하므로 시스템은 여러 채널을 병렬로 실행하여 속도를 높일 수 있습니다. 속도에도 불구하고 RDRAM은 호환성 및 타이밍 문제로 인해 시장에서 이륙하는 데 어려움을 겪었습니다. 열도 문제이지만 RDRAM에는 방열판이 있습니다. 비용은 RDRAM의 주요 문제이며, 제조업체는 제품을 변경하기 위해 주요 시설을 변경해야하고 소비자가 제품을 삼키기에는 제품 비용이 너무 비싸야합니다. RDRAM을 지원하는 최초의 마더 보드는 1999 년에 출시되었습니다.

DDR-SDRAM (DDR) :
이 유형의 메모리는 SDRAM에서 자연스럽게 진화 한 것으로 대부분의 제조업체는이를 변경하기 위해 Rambus를 선호하지 않습니다. 또한 메모리 제조업체는 공개 표준이기 때문에 자유롭게 제조 할 수있는 반면 RDRAM을 만들려면 Rambus, Inc.에 라이센스 비용을 지불해야합니다. DDR은 Double Data Rate의 약자입니다. DDR은 클럭 사이클의 상승 및 하강에서 버스를 통해 데이터를 셔플 링하여 표준 SDRAM보다 속도를 효과적으로 두 배로 증가시킵니다.

RDRAM의 장점으로 인해 DDR-SDRAM 지원은 거의 모든 주요 칩셋 제조업체에서 구현되었으며 대부분의 PC에 대한 새로운 메모리 표준이되었습니다. 속도 범위는 100mhz DDR (작동 속도 200MHz) 또는 pc1600 DDR-SDRAM, 현재 속도 200MHz DDR (작동 속도 400MHz) 또는 pc3200 DDR-SDRAM입니다. 일부 메모리 제조업체는 훨씬 빠른 DDR-SDRAM 메모리 모듈을 생성하여 오버 클로 커 군중에게 쉽게 호소합니다. DDR은 1996 년에서 2000 년 사이에 개발되었습니다.

DDR-SDRAM 2 (DDR2) :

English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29911920의 Victorrocha

DDR2는 기존 DDR-SDRAM (DDR)에 비해 몇 가지 장점이 있으며, 각 메모리 사이클에서 DDR2는 이제 논리 (내부) 메모리에서 I / O 버퍼로 4 비트의 정보를 전송한다는 점이 주요 장점입니다. 표준 DDR-SDRAM은 메모리주기마다 2 비트의 정보 만 전송합니다. 이 때문에 일반 DDR-SDRAM에는 내부 메모리와 I / O 버퍼가 모두 200MHz에서 작동하여 총 외부 작동 속도 400MHz에 도달해야합니다.

DDR2의 논리 (내부) 메모리에서 I / O 버퍼로주기 당 2 배 많은 비트를 전송할 수 있기 때문에 (이 기술은 공식적으로 4 비트 프리 페치라고 함) 내부 메모리 속도는 실제로 200MHz 대신 100MHz로 실행될 수 있습니다. 총 외부 작동 속도는 여전히 400MHz입니다. DDR-SDRAM 2는 DDR보다 4 비트 프리 페치 기술 (예 : 200mhz 내부 메모리 속도는 총 외부 작동 속도 800mhz입니다!) 덕분에 더 높은 총 작동 주파수에서 작동 할 수 있습니다. SDRAM.

DDR2는 2003 년에 처음 구현되었습니다.

DDR-SDRAM 3 (DDR3) :
DDR2 및 DDR보다 DDR3의 주요 장점 중 하나는 저전력 소비에 중점을두고 있다는 것입니다. 다시 말해, 동일한 양의 RAM은 훨씬 적은 전력을 소비하므로 동일한 양의 전력에 사용중인 RAM의 양을 늘릴 수 있습니다. 전력 소비량은 얼마나됩니까? DDR2의 1.8V에 비해 1.5V로 40 % 나 무겁다. 뿐만 아니라 RAM의 전송 속도는 800mHz – 1600mHz 사이로 상당히 빠릅니다.

DDR3의 선호 버퍼 속도는 8 비트 인 반면 DDR2는 4 비트입니다. 이는 기본적으로 RAM이 DDR2보다주기 당 2 배 많은 비트를 전송할 수 있으며 메모리에서 I / O 버퍼로 8 비트의 데이터를 전송한다는 것을 의미합니다. DDR3은 최신 형태의 RAM은 아니지만 많은 컴퓨터에서 사용됩니다. DDR3는 2007 년에 시작되었습니다.

DDR-SDRAM 4 (DDR4) :

작성자 : Dsimic – 자체 작업, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36779600

다음으로 DDR4는 전력 소비를 다음 수준으로 끌어 올립니다. DDR4 RAM의 작동 전압은 1.2V입니다. 뿐만 아니라 DDR4 RAM은 최대 3200mHz의 전송 속도를 제공합니다. 또한 DDR4에는 4 개의 뱅크 그룹이 추가되는데, 각 뱅크 그룹은 단독으로 작업을 수행 할 수 있습니다. 즉, RAM이 사이클 당 4 개의 데이터 세트를 처리 할 수 있습니다. 따라서 DDR3보다 훨씬 효율적입니다.

DDR4는 한 걸음 더 나아가 DBI 또는 Data Bus Inversion을 제공합니다. 그게 무슨 뜻이야? DBI가 활성화되면 기본적으로 단일 레인에서 "0"비트 수를 계산합니다. 4 개 이상이있는 경우, 데이터가 반전되고 9 번째 비트가 끝에 추가되면 5 개 이상의 비트가 "1"이되도록 바이트가 증가하여 데이터 전송 지연이 줄어 전력이 적게 소모됩니다. 가능합니다. DDR5 RAM은 현재 대부분의 컴퓨터에서 표준이지만 DDR5는 2016 년 말까지 표준으로 확정됩니다. DDR4는 2014 년에 시작되었습니다.

비 휘발성 RAM (NVRAM) :
비 휘발성 RAM은 다른 유형의 메모리와 달리 전원이 꺼지면 데이터를 잃지 않는 메모리 유형입니다. NVRAM의 가장 알려진 형태는 실제로 SSD (Solid-State Drive) 및 USB 드라이브에 사용되는 플래시 스토리지입니다. 그러나 결점이없는 것은 아닙니다. 예를 들어, 쓰기 횟수가 한정되어 있고 그 이후에는 메모리가 열화되기 시작합니다. 뿐만 아니라 일부 다른 유형의 RAM만큼 빠르게 데이터에 액세스 할 수없는 성능 제한이 있습니다.