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DDR
DDR(Double data rate, 双倍数据速率)은 컴퓨터나 기타 전자기기에서 성능을 높이기 위해 사용되는 메모리 기술의 일종이다.
DDR은 클록 신호의 상하 지점 모두에서 사이클당 2회에 걸쳐 데이터를 프로세서에 전송한다. 두 가지 비트를 모두 사용하여 데이터를 전송하기 때문에 클록 신호의 한쪽 에지만을 사용하여 데이터를 전송하는 SDR 메모리에 비해 DDR 메모리가 훨씬 속도가 빠르다.
DDR 메모리는 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 태블릿 등의 그래픽 카드, 네트워크 카드 등에 사용된다.
2000년 DDR D램이 표준으로 확정된 뒤 20년간 DDR2, DDR3, DDR4 순으로 D램 규격이 발전해왔으며 2020년에는 최신 D램 표준인 DDR5까지 나왔다.
DDR SDRAM
DDR SDRAM(Double data rate synchronous dynamic random access memory)은 컴퓨터에 쓰이는 메모리 집적 회로 계열이다. 클럭 주파수를 높이지 않고도 SDR SDRAM에 비해 대역폭이 거의 두 배나 늘어났다.
JEDEC는 DDR SDRAM의 속도에 대한 표준을 두 가지로 지정하였다. 첫 규격은 메모리 칩에 대한 것이고, 두 번째 규격은 메모리 모듈에 대한 것이다. DDR-SDRAM이 더 나중에 나온 DDR2 SDRAM에 압도당하면서 더 오래된 버전은 DDR1-SDRAM으로 일컫게 되었다.
1998년에 개발되어 2000년에 표준화 및 출시된 기존 SDRAM의 개선판 규격. 기존 SDRAM에 비해 메모리 대역폭이 2배 늘어난 것이 주된 특징으로, 원래는 SDR SDRAM에서의 성능 향상을 위해 메모리 셀 2개를 엮어 대역폭을 2배로 늘리려고 했었는데 이는 I/O 버퍼의 속도도 2배가 되어야 한다는 말이다. 하지만 그 시절의 기술력으로는 한계가 있었고 이를 해결하기 위한 방법으로 상승 에지(Rising Edge)와 하강 에지(Falling Edge) 두 개를 모두 데이터를 전송하는 용도로 사용한 것이 이 DDR SDRAM의 기원이다. SDR SDRAM은 상승 에지에서만 데이터를 전송한다.
당시 인텔이 1999년부터 RDRAM을 밀어주고 삽질하는 바람에 2000년 11월에 AMD가 DDR SDRAM을 지원하는 AMD-760 칩셋을 내놓았으며, 2001년에 VIA도 인텔 CPU 호환용인 Apollo Pro 266 칩셋과 AMD CPU 호환용인 VIA KT266 칩셋을 내놓았다. 2002년에 들어서야 인텔도 DDR SDRAM 지원 칩셋을 뒤늦게 투입하여 현재는 PC계의 대세 메모리로 자리 잡았다.
2004년에 기존 DDR에서 업그레이드된 DDR2 SDRAM이 출시되었으며, 2007년에 DDR3 SDRAM, 2014년에 DDR4 SDRAM까지 출시되었다. DDR에서 DDR2로, DDR2에서 DDR3으로의 전환 초기에는 신 규격 메모리 가격이 비싸고 구하기도 쉽지 않아 보급 속도가 느린 편이었으며, 신형 소켓 메인보드도 한동안은 DDR/DDR2와 DDR2/DDR3을 사용하는 제품이 동시에 출시되었다. 2015년부터는 DDR4 SDRAM 가격이 빠르게 하락되면서 동년에 중저가 이하의 신형 메인보드에도 DDR4 메모리를 기본 지원되기 시작했으며, AMD도 AM4 기반 메인보드부터 DDR4를 지원하기 때문에 DDR3 메모리 시절보다 빠른 속도로 보급되고 있다. 서버/워크스테이션에는 일반 소비자용 제품보다 한 세대 정도 앞서 신규격 메모리가 적용되는 경우도 있다. DDR4는 이전의 DDR3과 구조적으로 큰 차이가 없다.
DDR2 ECC RAM 중에는 높이가 낮은 FB-DIMM이라는 규격이 있는데, 방열 면적이 작아서 그런지 발열로 악명높았다. 사용 환경에 따라 80~90도를 넘나들기도 한다. 그래서 방열판을 달거나 CPU와 일렬로 배치해 같이 냉각시키거나 슬롯을 기울여 배치하는 등 서버/워크스테이션 제조사는 RAM 냉각을 위한 노력을 기울여야 했다. 이때는 척 봐도 달랐지만 이후에는 ECC RAM도 일반적인 RAM과 모양이 비슷해진다. 그래도 외형으로 구분하는 방법은 있다. ECC Unbuffered RAM은 모듈 자체는 UDIMM이라고 하고 일반적인 RAM보다 메모리 모듈이 1개 많아 홀수개이다. ECC Registered RAM(ECC/REG RAM이라고도 함)은 모듈 자체는 RDIMM이리고 하고 메모리 모듈이 일반 RAM의 것보다 훨씬 많고 불규칙하게 배치되어 있다. 이외에 노트북용 짧은 RAM 규격은 SO-DIMM이라고 한다.
최종 소비자용 DDR 메모리는 메모리 칩셋과 칩셋을 제어하는 컨트롤러로 구성되는데, 칩셋에 대한 특허는 IBM과 인텔이, 컨트롤러는 램버스가 상당 부분 소유하고 있다. 이 중 IBM과 인텔은 제품 수량당 일정 금액을 사용료로 챙기고, 램버스는 컨트롤러 제조사와 부착업체에 매년 상당한 금액의 사용료를 정액 부과하고 있다. 다만, DDR4는 삼성전자에서 개발한 안이 JEDEC에서 표준으로 채택되어 삼성전자 입장에선 DRAM의 원천 기술에 대한 특허 사용료를 제외하곤 특허 사용료 부담이 크게 경감되었다고 한다. DRAM 원천 기술은 IBM이 아직까지도 유효하다. 이 특허는 DRAM 자체에 대한 특허라서 피해나갈 길이 없다.
2020년 7월에 DDR5 SDRAM의 표준이 정식 발표되었다.
2020년 10월에 SK하이닉스에서 세계 최초로 DDR5 SDRAM를 출시했다.
2021년 3분기에 팀그룹에서 DDR5 SDRAM 16GB를 출시할 예정이다.
DDR5는 용량과 대역폭을 향상하고 전압을 낮추고, 그 외에도 몇가지 추가적인 기능을 제공한다. DIMM 하나당 64bit의 대역폭을 쪼개서 32bit의 듀얼 채널로 구성되어있다. 램 자체는 듀얼 채널 구성이지만 예전 DDR처럼 2개를 장착해야 진짜 듀얼 채널로 작동한다. 그리고 램 다이 내에 ECC 컨트롤러를 내장하여 램 다이 내부의 데이터에 대한 무결성을 유지한다. 다만 기존과 같이 램-메모리 컨트롤러 간의 통신에 대한 ECC 제어는 별도사양이다. on-DIMM 전압 조정기가 장착되어 있어, 메인보드의 전원 부담을 덜어줄 것으로 기대된다.
핀 수는 288개로 DDR4와 같으나, 핀 배열이 완전히 바뀌어 호환성은 전혀 없다. 다만 ASUS에서 DDR4 메모리를 DDR5 슬롯에 꽂을 수 있게 하는 어댑터를 개발 중인 것으로 보인다. PCGAMER 기사 그리고 같은 클럭으로 구동을 가정해도 DDR5가 명령 최적화 등을 통해 DDR4 대비 약 1.36배 빠를 것이라는 추산이 있다.
2024년 현재까지는 DDR5 규격의 메모리는 메모리 컨트롤러-메모리 간 클럭 동기화 모드가 1:1로 되지 않고, 2:1이 최대치이다. 정확히는 DDR5 램이 지원하지 않는 게 아니라 CPU 멤컨 수율이 딸려서 지원이 안 되는 것이다. 1:1 비율일 때가 최대치의 성능을 내기에 2:1 모드로 작동하게 되면 DDR4 수준으로의 클럭 하향 손실이 어느 정도 있는 편이다. 즉 채널수에 맞게 혹은 채널수보다 적게 메모리를 장착한 게 아닌 이상 메인보드 메모리 슬롯 칩셋에 DDR5 규격의 메모리를 풀뱅시키면 클럭이 무조건 내려가버린다. 때문에 조립 컴퓨터/견적을 맞출 때는 DDR5 메모리를 2개만 장착하는 것이 낫다. 메모리 용량이 문제라면 32 GB 이상의 고용량 메모리를 장착시키면 된다. DDR4는 채널수를 넘어서 풀뱅크 시 순정램은 이상없으나 튜닝램 듀얼킷일 경우 다소 높은 확률로 오류가 뜬다. 쿼드킷을 장착해야 안정적으로 사용이 가능하다.
규격 표준
| 표준 이름 | 메모리 클럭 (MHz) |
순환 주기 (ns) |
입출력 버스 클럭 (MHz) |
데이터 속도 (MT/s) |
VDDQ (V) |
모듈 이름 | 최고 전송 속도 (MB/s) |
타이밍 (CL-tRCD-tRP) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DDR-200 | 100 | 10 | 100 | 200 | 2.5±0.2 | PC-1600 | 1600 | |
| DDR-266 | 133⅓ | 7.5 | 133⅓ | 266⅔ | PC-2100 | 2133⅓ | ||
| DDR-333 | 166⅔ | 6 | 166⅔ | 333⅓ | PC-2700 | 2666⅔ | ||
| DDR-400A DDR-400B DDR-400C |
200 | 5 | 200 | 400 | 2.6±0.1 | PC-3200 | 3200 | 2.5-3-3 3-3-3 3-4-4 |
동영상
참고자료
같이 보기
