RAM 작동 방식

RAM의 반대는 직렬 액세스 메모리 (SAM)입니다. SAM은 카세트 테이프 와 같이 순차적으로만 액세스할 수 있는 일련의 메모리 셀로 데이터를 저장합니다 . 데이터가 현재 위치에 없으면 필요한 데이터를 찾을 때까지 각 메모리 셀을 검사합니다. SAM은 데이터가 일반적으로 사용되는 순서대로 저장되는 메모리 버퍼에 대해 매우 잘 작동합니다 (좋은 예는 비디오 카드 의 텍스처 버퍼 메모리 ). 반면에 RAM 데이터는 임의의 순서로 액세스할 수 있습니다.

마이크로프로세서 와 유사하게 메모리 칩은 수백만 개의 트랜지스터와 커패시터 로 구성된 집적 회로 (IC) 입니다. 가장 일반적인 형태의 컴퓨터 메모리 인 DRAM( Dynamic Random Access Memory ), 트랜지스터 및 커패시터는 단일 비트 데이터 를 나타내는 메모리 셀 을 생성하기 위해 쌍을 이룹니다 . 커패시터는 0 또는 1과 같은 정보 비트를 보유합니다(비트에 대한 정보는 비트 및 바이트 작동 방식 참조 ). 트랜지스터는 메모리 칩의 제어 회로가 커패시터를 읽거나 상태를 변경할 수 있도록 하는 스위치 역할을 합니다.

커패시터는 전자를 저장할 수 있는 작은 양동이와 같습니다. 메모리 셀에 1을 저장하기 위해 버킷은 전자로 채워집니다. 0을 저장하기 위해 비워집니다. 커패시터 버킷의 문제는 누출이 있다는 것입니다. 몇 밀리초 만에 전체 버킷이 비게 됩니다. 따라서 동적 메모리가 작동하려면 CPU 또는 메모리 컨트롤러 가 방전되기 전에 1을 유지하는 모든 커패시터를 재충전해야 합니다. 이를 위해 메모리 컨트롤러는 메모리를 읽은 다음 바로 다시 씁니다. 이 새로 고침 작업은 초당 수천 번 자동으로 발생합니다.

동적 RAM 메모리 셀의 커패시터는 새는 양동이와 같습니다. 주기적으로 새로 고침해야 하며 그렇지 않으면 0으로 방전됩니다. 이 새로 고침 작업 에서 동적 RAM이 이름을 얻습니다. 동적 RAM은 항상 동적으로 새로 고쳐져야 하며 그렇지 않으면 보유하고 있는 것을 잊어버립니다. 이 모든 새로 고침의 단점은 시간이 걸리고 메모리가 느려진다는 것입니다.

이 기사에서는 RAM이 무엇인지, 어떤 종류를 구입해야 하고 어떻게 설치해야 하는지에 대해 모두 배울 것입니다. 동적 RAM 및 메모리 셀에 대한 자세한 내용은 다음 페이지를 참조하십시오.

내용물

1. 메모리 셀 및 DRAM
2. 정적 RAM
3. 램의 종류
4. 메모리 모듈
5. 얼마나 많은 RAM이 필요합니까?
6. 램 설치 방법

메모리는 2차원 그리드에 배열된 비트로 구성됩니다.

이 그림에서 빨간색 셀은 1을 나타내고 흰색 셀은 0을 나타냅니다. 애니메이션에서 열이 선택되고 특정 열에 데이터를 쓰기 위해 행이 청구됩니다.

메모리 셀은 열( 비트라인 ) 및 행( 워드 라인 ) 어레이의 실리콘 웨이퍼에 에칭 됩니다. 비트라인과 워드라인의 교차점은 메모리 셀 의 주소 를 구성합니다 .

DRAM은 해당 열(CAS)을 통해 전하를 전송하여 열의 각 비트에서 트랜지스터를 활성화하는 방식으로 작동합니다. 기록할 때 행 라인에는 커패시터가 취해야 하는 상태가 포함됩니다. 읽을 때 감지 증폭기는 커패시터의 전하 수준을 결정합니다. 50% 이상이면 1로 읽습니다. 그렇지 않으면 0으로 읽습니다. 카운터는 어떤 행이 어떤 순서로 액세스되었는지에 따라 새로 고침 시퀀스를 추적합니다. 이 모든 작업을 수행하는 데 필요한 시간은 나노초 (10억분의 1초)로 표시될 정도로 매우 짧습니다 . 70ns 의 메모리 칩 정격은 각 셀을 완전히 읽고 재충전하는 데 70나노초가 걸린다는 것을 의미합니다.

정보를 주고받을 수 있는 방법이 없으면 메모리 셀만 가지고는 아무 가치가 없습니다. 따라서 메모리 셀에는 다른 특수 회로의 전체 지원 인프라가 있습니다. 이러한 회로는 다음과 같은 기능을 수행합니다.

메모리 컨트롤러 의 다른 기능에는 메모리 의 유형, 속도 및 양을 식별하고 오류를 확인하는 것을 포함하는 일련의 작업이 포함됩니다.

정적 RAM은 DRAM과 다르게 작동합니다. 다음 섹션에서 방법을 살펴보겠습니다.

정적 RAM 은 완전히 다른 기술을 사용합니다. 정적 RAM에서 플립플롭의 형태는 메모리의 각 비트를 보유합니다( 플립플롭에 대한 자세한 내용은 부울 논리 작동 방식 참조 ). 메모리 셀용 플립플롭은 배선과 함께 4개 또는 6개의 트랜지스터를 필요로 하지만 새로 고칠 필요는 없습니다. 따라서 정적 RAM이 동적 RAM보다 훨씬 빠릅니다. 그러나 부품이 더 많기 때문에 정적 메모리 셀은 동적 메모리 셀보다 칩에서 훨씬 더 많은 공간을 차지합니다. 따라서 칩당 메모리가 줄어들고 정적 RAM이 훨씬 더 비쌉니다.

정적 RAM은 빠르고 비싸고 동적 RAM은 저렴하고 느립니다. 따라서 정적 RAM은 CPU 의 속도에 민감한 캐시 를 생성하는 데 사용되는 반면 동적 RAM은 더 큰 시스템 RAM 공간을 형성합니다.

데스크탑 컴퓨터의 메모리 칩은 원래 DIP( Dual Inline Package) 라는 핀 구성을 사용했습니다 . 이 핀 구성은 컴퓨터 마더보드 의 구멍에 납땜 하거나 마더보드 에 납땜된 소켓에 꽂을 수 있습니다 . 이 방법은 컴퓨터가 일반적으로 몇 메가바이트 이하의 RAM에서 작동할 때 제대로 작동했지만 메모리에 대한 요구가 증가함에 따라 마더보드에 공간이 필요한 칩의 수가 증가했습니다.

해결책은 모든 지원 구성 요소와 함께 메모리 칩을 별도의 인쇄 회로 기판 (PCB)에 배치한 다음 마더보드 의 특수 커넥터( 메모리 뱅크 )에 연결할 수 있도록 하는 것이었습니다 . 이러한 칩의 대부분은 SOJ( Small Outline J-lead ) 핀 구성을 사용하지만 상당수의 제조업체는 TSOP( Thin Small Outline Package ) 구성도 사용합니다. 이러한 새로운 핀 유형과 원래 DIP 구성 간의 주요 차이점은 SOJ 및 TSOP 칩이 PCB에 표면 실장 된다는 것입니다. 즉, 핀은 구멍이나 소켓에 삽입되지 않고 보드 표면에 직접 납땜됩니다.

메모리 칩은 일반적으로 모듈 이라고 하는 카드의 일부로만 사용할 수 있습니다 . 메모리가 8x32 또는 4x16으로 나열된 것을 본 적이 있을 것입니다. 이 숫자는 메가비트 (Mb) 또는 백만 비트로 측정되는 각 개별 칩의 용량을 곱한 칩 수를 나타냅니다 . 결과를 가져 와서 8로 나누어 해당 모듈의 메가바이트 수를 구하십시오. 예를 들어, 4x32는 모듈에 4개의 32메가비트 칩이 있음을 의미합니다. 4에 32를 곱하면 128메가비트가 됩니다. 바이트에 8비트가 있다는 것을 알고 있으므로 128의 결과를 8로 나누어야 합니다. 결과는 16MB입니다!

다음 섹션에서는 다른 일반적인 유형의 RAM을 살펴보겠습니다.

다음은 몇 가지 일반적인 RAM 유형입니다.

RAM 유형에 대한 포괄적인 검사는 Kingston Technology Ultimate Memory Guide를 확인하십시오 .

데스크탑 컴퓨터의 RAM에 사용되는 보드 및 커넥터 유형은 지난 몇 년 동안 발전해 왔습니다. 첫 번째 유형은 독점적이었습니다. 즉, 여러 컴퓨터 제조업체에서 특정 시스템에서만 작동하는 메모리 보드를 개발했습니다. 그런 다음 단일 인라인 메모리 모듈 을 의미하는 SIMM 이 나왔습니다.. 이 메모리 보드는 30핀 커넥터를 사용했으며 크기는 약 3.5 x 0.75인치(약 9 x 2cm)였습니다. 대부분의 컴퓨터에서는 동일한 용량과 속도의 쌍으로 SIMM을 설치해야 했습니다. 이는 버스의 너비가 단일 SIMM 이상이기 때문입니다. 예를 들어 총 16MB RAM을 얻으려면 2개의 8MB SIMM을 설치합니다. 각 SIMM은 한 번에 8비트의 데이터를 보낼 수 있는 반면 시스템 버스는 한 번에 16비트를 처리할 수 있습니다. 4.25 x 1인치(약 11 x 2.5cm)로 약간 더 큰 최신 SIMM 보드는 대역폭을 늘리기 위해 72핀 커넥터를 사용했으며 최대 256MB의 RAM을 허용했습니다.

프로세서의 속도와 대역폭 기능이 향상됨에 따라 업계에서는 DIMM( Dual In-Line Memory Module ) 의 새로운 표준을 채택했습니다 . 엄청난 168핀 또는 184핀 커넥터와 5.4 x 1인치(약 14 x 2.5cm) 크기의 DIMM은 모듈당 8MB에서 1GB의 용량 범위를 가지며 쌍이 아닌 단독으로 설치할 수 있습니다. 대부분의 PC 메모리 모듈과 Mac G5 시스템용 모듈은 2.5볼트에서 작동하지만 구형 Mac G4 시스템은 일반적으로 3.3볼트를 사용합니다. 또 다른 표준인 RIMM( Rambus 인라인 메모리 모듈 )은 크기와 핀 구성이 DIMM과 비슷하지만 속도를 크게 높이기 위해 특수 메모리 버스를 사용합니다.

많은 노트북 컴퓨터 브랜드는 독점 메모리 모듈을 사용하지만 여러 제조업체에서는 SODIMM( Small Outline Dual In-Line Memory Module ) 구성을 기반으로 RAM을 사용 합니다. SODIMM 카드는 약 2 x 1인치(5 x 2.5cm) 크기로 144개 또는 200개의 핀이 있습니다. 용량 범위는 모듈당 16MB에서 1GB입니다. 공간을 절약하기 위해 Apple iMac 데스크탑 컴퓨터는 기존 DIMM 대신 SODIMM을 사용합니다. 서브노트북 컴퓨터는 144핀 또는 172핀이 있는 MicroDIMM으로 알려진 더 작은 DIMM을 사용합니다.

오늘날 사용 가능한 대부분의 메모리는 매우 안정적입니다. 대부분의 시스템은 단순히 메모리 컨트롤러가 시작 시 오류를 확인하도록 하고 이에 의존합니다. 오류 검사 기능이 내장된 메모리 칩은 일반적으로 패리티 라고 하는 방법을 사용하여 오류를 검사합니다. 패리티 칩에는 데이터의 8비트마다 추가 비트가 있습니다. 패리티가 작동하는 방식은 간단합니다. 먼저 짝수 패리티를 살펴보자 .

바이트의 8비트가 데이터를 수신하면 칩은 총 1을 더합니다. 1의 총 개수가 홀수이면 패리티 비트가 1로 설정됩니다. 합계가 짝수이면 패리티 비트가 0으로 설정됩니다. 데이터를 비트에서 다시 읽을 때 합계를 다시 합산하여 비교합니다. 패리티 비트에. 합계가 홀수이고 패리티 비트가 1이면 데이터가 유효한 것으로 간주되어 CPU로 전송됩니다. 그러나 합계가 홀수이고 패리티 비트가 0이면 칩은 8비트 어딘가에 오류가 있음을 알고 데이터를 덤프합니다. 홀수 패리티도 같은 방식으로 작동하지만 바이트의 총 1 수가 짝수일 때 패리티 비트가 1로 설정됩니다.

패리티의 문제는 오류를 발견하지만 수정 작업을 수행하지 않는다는 것입니다. 데이터 바이트가 패리티 비트와 일치하지 않으면 데이터가 삭제되고 시스템이 다시 시도합니다. 중요한 위치에 있는 컴퓨터에는 더 높은 수준의 내결함성이 필요합니다 . 고급 서버에는 ECC( 오류 수정 코드) 라는 오류 검사 형식이 있는 경우가 많습니다 . 패리티와 마찬가지로 ECC는 추가 비트를 사용하여 각 바이트의 데이터를 모니터링합니다. 차이점은 ECC가 오류 검사를 위해 하나가 아닌 여러 비트를 사용한다는 것입니다. ECC 메모리는 특수 알고리즘을 사용합니다.단일 비트 오류를 ​​감지할 뿐만 아니라 실제로 수정합니다. ECC 메모리는 한 바이트의 데이터 중 두 개 이상의 비트가 실패하는 경우에도 인스턴스를 감지합니다. 이러한 실패는 매우 드물며 ECC를 사용하더라도 수정할 수 없습니다.

오늘날 판매되는 대부분의 컴퓨터는 비 패리티 메모리 칩을 사용합니다. 이러한 칩은 내장형 오류 검사를 제공하지 않지만 대신 오류 감지를 위해 메모리 컨트롤러에 의존합니다.

충분한 돈은 결코 가질 수 없다고 말하며, 특히 그래픽 집약적인 작업이나 게임을 많이 하는 경우 RAM의 경우에도 마찬가지입니다. CPU 다음으로 RAM은 컴퓨터 성능에서 가장 중요한 요소입니다. 충분하지 않은 경우 RAM을 추가하는 것이 새 CPU를 구입하는 것보다 더 큰 차이를 만들 수 있습니다!

시스템이 느리게 응답하거나 하드 드라이브에 지속적으로 액세스하는 경우 RAM을 추가해야 합니다. Windows XP를 실행 중인 경우 Microsoft는 최소 RAM 요구 사항으로 128MB를 권장합니다. 64MB에서는 애플리케이션 문제가 자주 발생할 수 있습니다. 표준 데스크탑 응용 프로그램에서 최적의 성능을 얻으려면 256MB가 권장됩니다. Windows 95/98을 실행하는 경우 최소 32MB가 필요하며 컴퓨터는 64MB로 훨씬 더 잘 작동합니다. Windows NT/2000은 최소 64MB가 필요하고 가능한 모든 작업을 수행하므로 128MB 이상이 필요할 것입니다.

Linux 는 RAM이 4MB에 불과한 시스템에서 잘 작동합니다. 그러나 X-Windows를 추가하거나 많은 작업을 수행할 계획이라면 64MB가 필요할 것입니다. Mac OS X 시스템에는 최소 128MB 또는 최적의 성능을 위해 512MB가 있어야 합니다.

위의 각 시스템에 대해 나열된 RAM의 양은 인터넷 액세스, 워드 프로세싱, 표준 가정/사무실 응용 프로그램 및 가벼운 엔터테인먼트와 같은 일반적인 사용량을 기준으로 추정됩니다. CAD(Computer-Aided Design), 3D 모델링/애니메이션 또는 대용량 데이터 처리를 하거나 진지한 게이머라면 더 많은 RAM이 필요할 것입니다. 컴퓨터가 일종의 서버 ( 웹 페이지 , 데이터베이스, 응용 프로그램, FTP 또는 네트워크 ) 역할을 하는 경우 더 많은 RAM이 필요할 수도 있습니다 .

또 다른 질문은 비디오 카드에 원하는 VRAM의 양입니다. 오늘날 구입할 수 있는 거의 모든 카드에는 최소 16MB의 RAM이 있습니다. 이것은 일반적으로 일반적인 사무실 환경에서 작동하기에 충분합니다. 다음 중 하나를 수행하려면 32MB 이상의 그래픽 카드에 투자해야 합니다 .

비디오 카드를 구입할 때 모니터 와 컴퓨터가 선택한 카드를 지원할 수 있어야 함을 기억 하십시오.

대부분의 경우 RAM 설치는 매우 간단하고 간단한 절차입니다. 핵심은 연구를 하는 것입니다. 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.

RAM은 일반적으로 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024(1GB와 동일)와 같이 16MB의 배수로 판매됩니다. 즉, 현재 시스템에 64MB RAM이 있고 총 100MB 이상의 RAM이 필요한 경우 다른 64MB 모듈을 추가해야 할 수도 있습니다.

원하는 RAM 용량을 알게 되면 어떤 폼 팩터 (카드 유형)를 구입해야 하는지 확인하십시오 . 컴퓨터와 함께 제공된 설명서에서 이를 찾거나 제조업체에 문의할 수 있습니다. 알아야 할 중요한 점은 옵션이 컴퓨터 디자인에 따라 달라진다는 것입니다. 오늘날 일반 가정/사무용으로 판매되는 대부분의 컴퓨터에는 DIMM 슬롯이 있습니다. 고급 시스템은 RIMM 기술로 이동하고 있으며, 이는 결국 표준 데스크탑 컴퓨터에서도 사용하게 될 것입니다. DIMM 및 RIMM 슬롯은 매우 유사하므로 컴퓨터에서 사용하는 유형을 매우 주의해서 확인하십시오. 슬롯에 잘못된 유형의 카드를 넣으면 시스템이 손상되고 카드가 손상될 수 있습니다.

또한 어떤 유형의 RAM이 필요한지 알아야 합니다. 일부 컴퓨터는 작동하기 위해 매우 특정한 유형의 RAM이 필요합니다. 예를 들어, 컴퓨터는 60ns-70ns 패리티 EDO RAM에서만 작동할 수 있습니다. 대부분의 컴퓨터는 그다지 제한적이지 않지만 제한 사항이 있습니다. 최적의 성능을 위해 컴퓨터에 추가하는 RAM은 속도, 패리티 및 유형 면에서 기존 RAM과도 일치해야 합니다. 오늘날 사용 가능한 가장 일반적인 유형은 SDRAM입니다.

또한 일부 컴퓨터는 이중 채널 RAM 구성을 옵션 또는 요구 사항으로 지원합니다. 듀얼 채널은 RAM 모듈이 일치하는 쌍으로 설치됨을 의미하므로 512MB RAM 카드가 설치된 경우 그 옆에 다른 512MB 카드가 설치됩니다. 이중 채널이 선택적 구성인 경우 일치하는 쌍으로 RAM을 설치하면 특정 응용 프로그램의 성능이 빨라집니다. Mac G5 칩이 있는 컴퓨터에서와 같이 요구 사항이 있는 경우 일치하는 RAM 칩 쌍이 없으면 컴퓨터가 제대로 작동하지 않습니다.

Intel Pentium 4 기반 시스템에서 이중 채널 구성을 설정하는 방법에 대한 전체 지침은 이 안내서 를 참조하십시오 .

컴퓨터를 열기 전에 보증이 무효화되지 않는지 확인하십시오. 일부 제조업체는 케이스를 봉인하고 고객에게 공인 기술자가 RAM을 설치하도록 요청합니다. 케이스를 열도록 설정되어 있으면 컴퓨터를 끄고 플러그를 뽑습니다. 정전기 방전을 위해 정전기 방지 패드나 손목 끈을 사용하여 몸을 접지하십시오 . 컴퓨터에 따라 케이스를 열려면 드라이버 또는 너트 드라이버가 필요할 수 있습니다. 오늘날 판매되는 많은 시스템은 손잡이 나사나 간단한 걸쇠를 사용하는 도구가 필요 없는 케이스에 들어 있습니다.

메모리 모듈의 실제 설치에는 일반적으로 도구가 필요하지 않습니다. RAM은 메모리 뱅크 라고 하는 마더보드의 일련의 슬롯에 설치됩니다 . 메모리 모듈의 한쪽 끝에는 홈이 있어 잘못된 방향으로 삽입할 수 없습니다. SIMM 및 일부 DIMM의 경우 모듈을 약 45도 각도로 슬롯에 배치하여 설치합니다. 그런 다음 마더보드 와 수직이 되고 각 끝에 있는 작은 금속 클립이 제자리에 고정 될 때까지 앞으로 밉니다 . 클립이 제대로 걸리지 않으면 노치가 오른쪽 끝에 있고 카드가 단단히 장착되었는지 확인하십시오. 많은 DIMM에는 금속 클립이 없습니다. 그들은 마찰에 의존하여 제자리에 고정합니다. 다시 말하지만, 모듈이 슬롯에 단단히 장착되었는지 확인하십시오.

모듈이 설치되면 케이스를 닫고 컴퓨터를 다시 연결하고 전원을 켭니다. 컴퓨터가 POST를 시작하면 자동으로 메모리를 인식해야 합니다. 그게 다야!

RAM, 다른 유형의 컴퓨터 메모리 및 관련 항목에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

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