[AI용 PC 조립을 위한 사전 조사] 메모리는 어떤 걸 선택해야 할까?

PC에서 메모리란?

PC(개인용 컴퓨터)에서 사용되는 메모리는 주로 RAM(랜덤 액세스 메모리)를 나타냅니다. 이는 컴퓨터가 현재 실행 중인 프로그램이나 작업에 필요한 데이터와 명령을 일시적으로 저장하는 데 사용되는 메모리 형태입니다.

 

메모리의 용량 역시 중요한 요소입니다. 랜덤 액세스 메모리는 데이터를 일시적으로 저장하므로, 많은 양의 메모리가 있을수록 동시에 실행되는 여러 프로그램이나 작업에 대한 성능이 향상될 수 있습니다. 일반적으로, 랩톱 및 데스크톱 PC에서는 몇 기가바이트에서 수십 기가바이트까지의 메모리 용량을 가질 수 있습니다. 서버나 고성능 컴퓨터에서는 더 큰 용량의 메모리가 필요할 수 있습니다.

 

메모리에서 데이터 속도와 전송 속도 의미와 차이점

1. 데이터 속도(Data Rate): 데이터 속도는 주로 메모리나 데이터 버스의 성능을 나타내는 데 사용됩니다. 이는 일정한 시간 동안 전송되는 데이터 비트의 수를 나타냅니다. 예를 들어, DDR4-3200이라는 표기는 초당 3,200 메가비트(또는 3.2 기가헤르츠)의 데이터 속도를 나타냅니다. 데이터 속도는 주로 "MT/s" 또는 "MHz"로 측정되며, 이는 초당 전송되는 메모리 사이클의 수를 나타냅니다.
   (메모리 모듈 내부 성능)
   
   
2. 전송 속도(Transfer Rate): 전송 속도는 실제 데이터가 메모리 모듈 간에 얼마나 빨리 이동하는지를 나타냅니다. 이것은 데이터 속도와 관련이 있지만, 메모리 컨트롤러와 메모리 모듈 사이의 통신, 데이터 버스의 대역폭 등 여러 다른 요인에 영향을 받을 수 있습니다. 전송 속도는 일반적으로 데이터 속도와 동일한 단위로 측정되지만, 데이터가 실제로 이동되는 속도를 나타냅니다.
   (메모리 간 데이터 이동 속도)

 

DRAM, SDRAM, DDR SDRAM 이란?

PC를 조립하기고 메모리를 찾다보며 DRAM, SDRAM, DDR5 등 용어가 나옵니다. 어떤 메모리를 선택해야 할지 난감할 때가 있습니다.

그래서 간략하게 나마 조사를 해 보았습니다.

개발된 순서는 DRAM -> SDRAM -> DDR SDRAM입니다.

• DRAM은 "Dynamic Random-Access Memory"의 약자로, 컴퓨터 메모리의 주요 유형 중 하나입니다. "Dynamic"이라는 용어는 DRAM 셀이 데이터를 저장하는 방식과 관련이 있습니다. DRAM은 전원이 공급되는 동안에만 데이터를 보유할 수 있으며, 주기적으로 새로 고쳐져야 합니다.
  비휘발성 메모리로 분류되며, 주로 컴퓨터의 주 메모리로 사용됩니다. 각 메모리 셀은 전기적인 충전 상태를 이용하여 데이터를 나타내며, 이 상태는 전원이 공급되는 동안에만 유지됩니다. 주기적으로 충전을 유지하기 위해 DRAM 셀에 저장된 데이터는 재생(refresh) 과정을 통해 새로 고쳐져야 합니다. 이는 DRAM의 한계 중 하나로, 주기적인 새로 고침이 필요하다는 점에서 비교적 높은 전력 소비와 지연이 발생할 수 있습니다.
  RAM(Random-Access Memory)이라고 불리며, 프로그램 실행 중에 필요한 데이터와 명령을 일시적으로 저장하는 데 사용됩니다.
  
  
• SDRAM은 "Synchronous Dynamic Random-Access Memory"의 약자로, 컴퓨터 메모리의 한 유형입니다. SDRAM은 메모리 셀을 사용하여 데이터를 저장하고, 랜덤 액세스 방식으로 데이터에 빠르게 접근할 수 있습니다. 여기서 "동기화(Synchronous)"는 메모리의 클럭 신호와 데이터 전송이 동시에 일어난다는 것을 나타냅니다.
  이전의 비동기 동적 RAM(DRAM) 보다 향상된 성능을 제공합니다. 비동기 DRAM은 클럭 신호에 동기화되지 않아 데이터의 전송 시점을 정확히 예측하기 어려웠지만, SDRAM은 시스템 버스와 동기화되므로 데이터 전송이 클럭 신호와 정확히 일치합니다.
  
  
• DDR은 "Double Data Rate"의 약자로, 컴퓨터 메모리의 특정 유형을 나타냅니다. DDR 메모리는 Synchronous Dynamic Random-Access Memory(SDRAM)의 한 종류로, 데이터를 더 빠르게 전송할 수 있는 기술을 사용하여 성능을 향상했습니다.
  주요 특징은 데이터 전송률이 높다는 것입니다. 데이터 전송률은 초당 비트 단위로 측정되며, DDR 메모리는 "double data rate"이라는 이름에서 알 수 있듯이 데이터를 클럭 신호의 각 주기에 두 번 전송합니다. 이로써 DDR 메모리는 동일한 클럭 속도에서 이전 세대의 SDRAM에 비해 두 배의 데이터 전송률을 달성할 수 있게 되었습니다.

 

DDR SDRAM은 DDR1, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 순입니다.

• DDR (DDR1): 최초의 DDR 메모리로, 데이터 전송률이 SDRAM에 비해 크게 향상되었습니다.
• DDR2: DDR1의 후속 제품으로, 더 높은 데이터 전송률과 낮은 전력 소비를 제공합니다.
• DDR3: DDR2의 발전된 형태로, 더 높은 전송률과 대역폭, 낮은 전력 소비를 특징으로 합니다.
• DDR4: DDR3의 후속 제품으로, 더 높은 전송률, 높은 밀도, 높은 에너지 효율성을 제공합니다.
• DDR5: 최신의 DDR 메모리 표준으로, 더 높은 전송률과 성능을 제공하며, 최신 컴퓨팅 시스템에서 사용되고 있습니다.

 

메모리 용량

메모리 용량이란 1개의 메모리 기판에서 제공하는 용량을 의미합니다. 단위는 GB(기가바이트)이며, 2의 제곱 단위로 올라갑니다. 예를 들어, 1GB에서 시작해 2GB, 4GB, 8GB, 16GB… 순으로 용량이 커지게 됩니다.

일반적으로 컴퓨터는 메모리의 용량이 클수록 속도가 빨라집니다. 메모리 용량이 부족할 경우 부득이하게 하드디스크에서 직접 데이터를 읽어오는데, 이때 작업 속도가 매우 느려지기 때문입니다. 따라서 메모리가 부족한 경우 용량을 증설하면 속도가 향상될 수 있지만 ‘작동 속도’ 자체가 빨라지는 것이 아니라, ‘용량’을 늘리는 개념이기 때문에 메모리가 충분한 경우에는 추가적으로 메모리를 늘린다고 해서 속도가 향상되지는 않습니다.

 

동작 클럭

동작 클럭은 메모리의 동작 속도를 나타내고, 이 숫자가 클수록 동작 속도가 빠름을 의미합니다. 메모리의 속도는 메모리 자체 속도와 CPU와의 데이터 전송폭을 모두 고려합니다. 예를 들면 보통 DDR3 메모리는 ‘DDR3-1600’과 같이 표기합니다. 여기서 ‘1600’은 전송 속도가 1,600Hz라는 것을 의미합니다. 이 수치는 실제 내부 동작 속도가 아닌, 초당 데이터 전송 수를 나타냅니다. DDR3의 표기 속도가 1,600 MHz라면 실제 내부 동작 속도는 200 MHz이고, 이는 1,600MT/s입니다.

한 번에 8byte의 데이터를 전송하므로 이에 다시 8을 곱하면 12,800MB/s가 됩니다. 이것이 초당 바이트 전송률이고, 흔히 ‘대역폭(Bandwidth)’이라고 합니다. 이 수치는 모듈 이름에도 사용되고 있습니다. 따라서 DDR3-1600은 PC3-12800과 동일한 제품에 해당합니다.

 

슬롯

메모리는 메인보드의 메모리 삽입구에 꽂을 수 있는데(그림 1), 이 삽입구를 ‘슬롯’이라고 부릅니다.

 

그림 1. 슬롯

 

슬롯 종류

• 단일 채널 DIMM 슬롯: RAM과 프로세서 간의 파일 전송에 단일 경로를 사용합니다.
• 다중 채널 DIMM 슬롯: 듀얼 또는 그 이상의 메모리 채널을 사용하므로 단일 채널 DIMM 슬롯보다 더 빠른 파일 전송을 지원합니다.

 

용량별 용도

• 8G: 일반적인 웹 탐색, 가벼운 애플리케이션 및 온라인 비디오와 같은 일상적인 컴퓨팅 작업에 적합합니다.
• 16G: 사무용 애플리케이션 사용, 웹 탐색 및 미디어 시청과 같은 여러 작업을 지연 없이 전환해야 하는 필수적인 생산성 작업에 적합합니다.
• 32G: 고화질 비디오 편집, 대용량 데이터베이스 사용, 협업 소프트웨어 사용 및 복잡한 그래픽이 포함된 애플리케이션 사용과 같이 추가 메모리가 필요한 다양한 애플리케이션에서 효율적인 멀티태스킹이 가능합니다.

 

결론

DDR5 RAM은 대규모 데이터 세트를 다루는 메모리 집약적 애플리케이션에 가장 적합합니다. DDR5 RAM은 까다로운 작업을 더 빠르게 완료할 수 있도록 지원하며 DDR4 RAM보다 전력 효율이 더 높습니다. 그리고 DDR5 RAM과 DDR4 RAM는 서로 호환되지 않아 업그레이드가 안됩니다.(그림 2.) 그래서 선택 시 사용 용도에 맞게 신중해야 합니다. 특히 AI용 장비를 고려하고 있다면 반드시 DDR5를 추천한다고 합니다.

 

그림 2. DDR5, DDR4 슬롯 비교