육해공을 주름잡는 오리   방명록 / 게시판 (2010년)   에이블덕닷컴 www.ableduck.com
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DDR3 SDRAM 메모리의 오늘 그리고 내일

DDR3 SDRAM 메모리의 오늘 그리고 내일

[쇼핑저널 버즈] 인텔이 차세대 메인보드 칩셋 3시리즈를 출시하며 본격적으로 DDR3
메모리 시장이 형성됐다. 하지만, 분명, 기존 DDR2 메모리보다 개선된 기능과 향상된
성능임을 강조하지만, 막상 뚜껑을 열어보니 일반 소비자들의 반응이 영 시원치 않다.
PC라인에서는 DDR3 메모리의 등장 배경에서부터 DDR3 메모리의 특징과 문제점 그리고
향후 전망에 대해 다뤄 보았다.

■ DDR3 메모리의 화려한 등장
AMD의 페넘 시리즈와 인텔의 펜린 시리즈 프로세서들이 등장하며 PC의 성능은 기존 PC
들과 비교조차 할 수 없을 정도로 크게 향상됐다.
하나의 다이 위에 2개 이상의 코어를 집적시키는 멀티코어 방식은 물론, 동작 클럭뿐만
아니라 소비전력까지 낮추고, FSB 값까지 더욱 높아지고 있다.
이렇듯 프로세서의 성능이 크게 향상되자, 프로세서와 함께 작동되는 PC 부품들의 성능
도 함께 향상되었다. 특히, PC의 작업처리 속도와 직접적으로 관여되는 메모리에 경우
는 이런 경향이 더욱 강하다.

과거 JEDEC(Joint Electrion Device Engineering Council)는 DDR2 메모리 표준에서
800MHz를 최고 클럭으로 제정했다. 최근 DDR2 메모리를 개조한 800MHz 이상의 동작
클럭을 갖는 제품들도 존재하지만, 이는 DDR2 설계 자체의 한계를 벗어난 방식이다.
표준 DDR2 메모리는 설계상 현재 출시되는 프로세서들의 발전 추세를 따라가기에는
무리가 있다. 더 빠른 데이터 전송 속도를 내기 위해서는 신호의 안정성을 유지해야만
한다. 하지만, 현재 DDR2 메모리의 성형 위상 구조로는 800MHz 이상의 동작 클럭을
갖는다면 메모리 슬롯 회로의 전력 소모량이 메모리 속도에 정비례되어 상승하기 때문
에 불안정하다.

그렇다고 전력 소모량만을 줄이기 위해 코어 전압을 낮춘다면 메모리의 안정성에는 큰
영향을 줄 수도 있다. 때문에 DDR2 메모리의 단점이 보완된 DDR3 메모리가 PC 시장에
등장한 것이다. 특히, 지난해 대만에서 개최된 컴퓨텍스 2007(COMPUTEX 2007)에서
새롭게 발표한 메인보드 칩셋 인텔 3시리즈와 차세대 프로세서 펜린 시리즈의 DDR3
메모리 지원으로 DDR3 메모리에 대한 관심과 기대가 더욱 커지고 있다.

■ DDR3 메모리 무엇이 달려졌나?
DDR3 메모리는 인텔 P35 칩셋을 탑재한 메인보드들이 하나둘씩 출시되자, PC 시장에
그 모습을 드러내기 시작했다. 사실 DDR3 메모리는 2001년 JEDEC가 메모리 표준으로
제정 하기위해 준비하기 시작했지만, 정식으로 완성된 DDR3 메모리 표준 제정은
2007년 6월 26일이 되어서다.
처음 PC 시장에 DDR3 메모리가 출시됐을 때는 이미 DDR2 메모리들이 PC 시장에서 확고
히 자리 잡고 있던 상황이었다. 특히, 기존에 10만원대로 형성되던 1GB DDR2 메모리
가격이 2만원대 이하로 급락하자 소비자들에게 새로 등장한 DDR3 메모리는 찬밥 신세
로 전락했다.

최근 DDR2 SDRAM과 DDR3 SDRAM을 모두 사용할 수 있는 콤보 제품의 출시가 많다.
사진을 보면 알 수 있듯이 메모리 슬롯의 핀 수가 다르므로 메모리 장착 시 혼란스러움
은 없다.
새로 출시된 DDR3 메모리의 가격이 기존 DDR2 메모리보다 월등히 비싼 부분은 있지만,
분명 다양한 이점을 제공하는 것이 사실이다.
그 중 한 가지가 바로 8비트 프리패치 기능이다. 프리패치는 이미 DDR 메모리부터
쓰이기 시작했던 기능으로 기존의 DDR 메모리가 2비트 프리패치인 것에 비해 DDR3
메모리는 8비트 프리패치로 향상됐다.

프리패치에 대해 자세히 알아보기 위해 메모리 모듈의 구조를 살펴보면 각각의 데이터
를 담아두는 자그마한 임시저장소인 셀(Cell)과 메모리 컨트롤러와의 연결 통로인 입
출력(I/O) 버퍼 등으로 구성되어 있다.
이 I/O 버퍼에 클럭당 여러 개의 데이터를 미리 불러오거나 저장해 필요할 때마다
사용할 수 있도록 하여 만약 메모리 동작 클럭이 동일하다고 가정했을 경우, DDR3
메모리는 DDR2 메모리보다 2배 더 큰 대역폭을 제공할 수 있는 것이다.
그리고 메모리는 동작 클럭이 놀아질수록 전력 소모량 역시 높아지기 마련인데 새로
출시된 DDR3 메모리 역시 전력 소모량의 개선은 필수였다.
과거 초기에 제작된 DDR 메모리 코어 전압이 2.5V였다.
현재 많이 사용되는 DDR2 메모리는 크게 줄어든 1.8V만의 전력 소모량을, 최근 선보여
진 DDR3 메모리는 1.5V만의 전압을 사용한다.

단순히 수치상으로 DDR2 메모리와 DDR3 메모리를 비교해보면 약 16% 가량 불필요한
전력소모량이 줄어든 것이다. 게다가 메모리 모듈 내의 데이터 처리를 담당하는 I/O
버퍼의 동작 전압도 40% 가량 낮아지며, 절전형 PC 제품들이 줄지어 출시되는 데스크톱
PC와 모바일 플랫폼에서도 중요한 의미를 갖는다.
그리고 DDR3 메모리는 컴퓨터 제조사들이 예전부터 요구해오던 리셋 기능이 추가되었다.
리셋 기능은 DDR3 메모리에서만 새로 추가된 중요한 기능으로 메모리의 초기화 처리를
아주 간단히 행할 수 있는 기능이다.
만약, 리셋 명령이 입력되면 DDR3 메모리의 모든 조작이 멈추게 되어, 최소한의 작동
상태로 불필요한 전력량을 줄일 수 있다.

리셋 기능이 활성화되면 DDR3 메모리 내부의 대부분 기능이 모두 멈추기 때문에,
데이터 수신과 송신 부분에 모든 전원이 꺼지게 된다. 그로인해 모든 내부 프로그램
장치는 원래 위치로 돌아가 DLL과 클럭 회로, 데이터 버스가 멈추며, 최대 절전 모드
로 변환되는 것이다. 별도의 전원으로 구동되는 노트북의 경우 DDR3 메모리로 채택할
경우기존 보다 줄어든 1.5V 소비전력과 리셋 기능으로 PC 사용 시간이 더욱 늘어난다.
그리고 응용 소프트웨어의 발전에 따라, 향후 윈도우 비스타가 보급된다면 사용자들은
현재보다 대용량 메모리가 필요해진다.
기존 DDR2 메모리의 용량은 256MB부터 최대 4GB까지 출시되었지만, DDR3 메모리는 최고
8GB의 대용량 메모리 출시도 가능하다.
8GB는 8개의 로지컬 뱅크가 있어야만 가능한 용량으로, 실제 DDR3 메모리는 대용량 칩의
요구에 따라 16개의 로지컬 뱅크도 함께 준비하고 있다.

로지컬 뱅크란?
로지컬 뱅크는 여러 개의 셀이 종횡으로 교차되어 구성된 배열을 말한다.
쉽게 말하자면 ‘메모리의 용량=셀의 개수×셀 유닛 용량’이며, ‘셀의 개수=행×열
로지컬 뱅크 수량’이다. 따라서 로지컬 뱅크의 수가 많아질수록 메모리 용량은 더욱
늘어난다.

로지컬 뱅크
만약 동일한 8개의 로지컬 뱅크가 있음에도 DDR2 메모리는 최대 용량이 4GB밖에 되지
않는다. 반면, DDR3 메모리는 최대 8GB까지 제조가 가능하다.
그것은 DDR3 메모리의 셀 용량이 DDR2 메모리보다 2배로 늘어났기 때문이다.
이는 DDR3 메모리칩이 고밀도 칩이라 불리는 이유 중 하나이기도 하다.

고밀도의 DDR3 메모리칩이 보급되려면, 대용량 메모리의 제조 원가와 패키징 작업의
제조 원가가 하락해야만 한다. 현재 DDR2 메모리 가격과 정반대로 DDR3 메모리의 가격
이 좀처럼 떨어지지 않는 이유도 바로 대용량 메모리의 제조 단가가 비싸기 때문이다.
또한, 성능을 놓고 비교를 해보면, 더 많은 로지컬 뱅크를 사용한다는 것은 뱅크
버스트가 줄어들고, 주소를 찾는 시간이 단축된다는 것을 의미한다.
게다가 주소 검색에서의 정확도가 향상되어 레이턴시 사이클도 줄어든다.
하지만, 더 많은 로지컬 뱅크를 구성하기 위해서는 제조공정이 더욱 복잡해지고,
제조 원가 역시 증가하는 문제점이 생긴다.

그리고 외형적으로도 변화를 가졌다.
DDR3 메모리에서 새로운 기능이 추가되면서 램의 핀 역시 변화가 필요했다.
기존 DDR2 메모리들이 60/68/84 FBGA 패키징을 사용한 것과 달리, DDR3에서는 4/8비트
칩은 78 FBGA 패키징을, 16비트 칩은 96 FBGA 패키징을 사용하고 있다.


■ 달라지는 CPU 소켓과 메모리 성능
차세대 메모리 규격으로 많은 관심을 받으며 PC 시장에 뛰어든 DDR3 메모리. 하지만,
알뜰하기로 소문난 국내 PC 사용자들의 지갑을 열기에는 뭔가 부족해 보인다.
엎친데 덮친 격으로 DDR3 메모리가 한창 선보이기 시작할 때, DDR2 메모리의 가격도
함께 떨어지며, 약 3~6배 정도 비싼 DDR3 메모리를 구매하려는 소비자들은 쉽게 나타
나지 않고 있다.
그리고 DDR3 메모리 모듈의 핀 수가 기존의 DDR2 메모리와 동일한 240핀을 채용하고
있지만, 장착되는 메모리 슬롯의 모양이 바뀌며 기존의 메인보드에는 장착할 수도 없는
치명적인 단점이 있다. DDR3 메모리를 선택하려면 메인보드까지 교체해야 되는 상황
이여서 구형 PC 사용자들이라면, 한번 쯤 전반적인 시스템 업그레이드를 위해 고려해
볼 만하지만, 2년 이내에 PC 시스템을 사용해 온 사용자들에게는 DDR3 메모리와 메인
보드에 따른 비용적인 부담이 상당히 큰 편이다.
또한 기존의 DDR 메모리에서 DDR2 메모리로 전환되던 시점처럼, 메모리의 대역폭 차이
에 따라서 큰 성능 차이를 보이는 프로세서들이 출시된 상태라면 모르지만, 현재는
DDR3 메모리로만으로 큰 성능 차이를 보이는 프로세서도 없는 상황이다.

현재 큰 인기를 누리고 있는 코어 2 듀오나 쿼드 코어 프로세서들이 지원하는 FSB가
최대 1333MHz다. 이는 현재 2만원대 가격인 1GB DDR2 PC5300 메모리 2개로 구성된
듀얼채널만으로도 고성능 프로세서와 동기화를 이룰 수 있다.
즉, 굳이 DDR3 메모리가 아닌 DDR2 PC6400 메모리만 장착하더라도 현재 출시되는 프로
세서들과는 얼마든지 찰떡궁합을 이루는 시스템이 구성된다는 것이다.
게다가 최근 해외 벤치마크 사이트들이 책정한 DDR3 메모리 벤치마크 값들이 기존의
DDR2 메모리들보다 월등히 뛰어난 성능을 보이지 않는 것도 현재 많은 소비자들이
DDR3 메모리 구입을 망설이게 하는 요인 중 하나다.

그로인해 인텔은 메인보드 X38 칩셋이 제공하는 XMP 기술에 기대를 걸어보기도 했지만,
웬만한 저가형 조립 PC 가격과 맘먹는 가격은 일반 사용자들이 넘보기에는 너무 비싸다.
하지만, 기자는 DDR3 메모리가 가격만 비싸고 최악의 호환성으로 PC 역사계의 먹튀 중
하나로 꼽히는 RD램과 비슷한 수순을 밟을 거라 생각하지 않는다.
지난해 인텔이 2008년 프로세서 로드맵을 공개하며, 올해 4분기에 코드명 네할렘
(Nehalem)이라 칭하는 새로운 프로세서들을 선보일 것이라고 발표했다.
또한, 경쟁사인 AMD 역시 2008년 말 출시되는 플랫폼에 DDR3 메모리를 채용한다고 했다.

즉 현재까지는 DDR3 메모리를 사용하는데 있어 큰 메리트를 줄 수 있는 프로세서들이
없었지만, 앞으로는 DDR3 메모리가 최고의 성능을 낼 수 있는 프로세서들이 줄줄이
출시된다는 것이다.
인텔은 올해 3분기까지 요크필드 프로세서와 베어레이크 X칩셋을 중심으로 마케팅 전략
을 세우겠지만, 올해 4분기에 접어들면서 차세대 프로세서 블룸필드(Bloom Field)와
메인보드 칩셋 타일러버그(Tylersburg)로 조합된 시스템으로 자연스러운 세대교체가
이루어질 것이다.

특히, 블룸필드는 고사양의 프로세서로서 CPU 소켓이 기존의 LGA755 소켓이 아닌 LGA
1366소켓으로 변경되며, 많은 사용자들이 메인보드를 교체하는 계기를 마련할 것이다.
기존 프로세서들이 메모리와 CPU간에 입출력을 별도의 노스브리지에서 처리했던 것과는
달리, 블룸필드는 메모리 컨트롤러를 프로세서에 내장시켜 처리하므로 데이터 전송속도
를 크게 향상 시키는 특징이 있다.

그리고 내년 초에 출시될 데스크톱 PC용 프로세서 린필드(Lynnfield)와 헤븐데일
(Havendale)도 모두 메모리 컨트롤러가 프로세서에 내장된 방식으로 향후 출시되는
프로세서들과 DDR3 메모리로 이루어진 시스템의 성능을 기대해 볼 수 있다.
미리 보는 차세대 프로세서 ‘네할렘’
인텔이 지난해 미국 샌프란시스코에서 개최한 IDF(Intel Developer Forum)에서 기존의
코어 아키텍쳐를 대체할 새로운 아키텍쳐 네할렘 프로세서 시리즈를 공개했다.

인텔의 45nm 제조공정의 네할렘 시리즈부터 새롭게 채택될 소켓 B로 불리는 LGA 1366
방식 네할렘 시리즈는 45nm 제조 공정으로 데스크톱 PC와 서버 및 워크스테이션을 책임
질 쿼드코어 프로세서 ‘블룸필드’, 그리고 듀얼 코어 프로세서 ‘게인스타운’으로
구분된다. 이 코드명은 과거부터 인텔이 새로 출시되는 프로세서의 상위모델은‘-타운’,
하위모델은 ‘-필드’를 붙였던 룰을 그대로 따랐다.
네할렘은 펜린 시리즈부터 추가된 인텔의 확장 명령세트 ‘SSE4’를 제공한다.
또한, 각 CPU 코어가 하이퍼스레딩과 유사한 SMT(Simultaneous Multi-Threading) 기술
을 실장하고 있는 것이 특징이다.

이 밖에도 네할렘은 쿼드코어 프로세서인 경우 기본적으로 8~12MB의 L2 캐시를 탑재하며,
소비 전력은 게인스타운 제품군이 130W, 80W, 60W의 3가지로 나뉘고, 블룸필드 제품군은
130W, 80W 2가지로 나뉜다.
네할렘 시리즈는 ‘Intel QuickPath interconnect’와 프로세서에 메모리 컨트롤러를
내장시킨 ‘QuickPath Technology’ 기술이 가장 눈여겨볼 부분이다.
기존 코어 아키텍쳐에서 사용된 FSB가 아닌 새로운 전송 프로토콜인 Intel QuickPath
interconnect를 제공해 데이터 전송 속도를 기존 FSB 1333MHz 프로세서에 비해 약 5배,
대역폭은 약 2.5배 빠른 처리속도를 제공한다.

DDR3 메모리 얼마나 빠를까?
현재 DDR3 메모리는 초기 형이라고 볼 수 있다.
앞으로 출시될 DDR3 메모리들은 더 높은 동작 클럭과 더 낮은 레이턴시 값을 가질 터
이고, 더 높은 작동 주파수를 제공할 것이다.
게다가 현재 출시되는 프로세서들에서는 성능 상 큰 메리트를 얻기란 힘들다.
하지만, 향후 출시되는 고사양의 프로세서와 플랫폼들이 출시되면, DDR3 메모리의
수요도 함께 늘고 가격 역시 저렴해질 것이다.
아직은 DDR2 메모리에 견주어 확연한 성능 차이를 보이지 못하고 있는 DDR3 메모리.
하지만 PC 시장에서 주력상품으로 자리매김하는 것은 시간 문제로 밖에 보여 지지
않는다. 현재 DDR3 메모리를 구매한 사용자라면 어쩔 수 없지만, DDR3 메모리의 성능을
제대로 맛보고 싶은 사용자라면 내년 후반 정도에 구매하는 것이 바람직해 보인다.

COMMING SOON, DDR4!!
메모리계의 또 다시 새로운 흐름이 느껴진다. 메모리의 표준 규격을 제정하는 JEDEC가
지난해 9월 DDR4 메모리의 로드맵을 공식적으로 공개했다.
DDR4 메모리는 핀 당 전송 속도가 1.8Gbps에서 최대 3.2Gbps까지 제공하며, 내년부터
양산에 들어가 2010년 혹은 2011년 내의 PC 시장에 보급될 것이라고 전했다.

사진: 유정민 기자 artist@pcline.co.kr 기사입력 2008-03-26 09:57
임형주 월간 PC라인 기자(4i2ju@pcline.co.kr)
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