DDR4 vs DDR5, LPDDR4 vs LPDDR5, GDDR6 vs GDDR7: 메모리 차이 완벽 정리

컴퓨터는 크기와 관계없이 데이터를 저장소에 저장하기 전에 DRAM과 같은 휘발성 메모리를 사용하여 데이터를 처리합니다. 사용되는 메모리의 종류는 장치의 크기와 전력 요구 사항에 따라 달라집니다.

• DDR5/DDR4 메모리는 고성능 노트북, 데스크탑 및 워크스테이션에 주로 사용됩니다.
• LPDDR5/LPDDR4는 스마트폰 및 저전력 노트북에 주로 사용됩니다.
• GDDR6/GDDR7는 그래픽 카드에서 사용됩니다.

데스크탑 RAM vs. 모바일 RAM vs. GPU RAM

그렇다면 왜 모든 컴퓨터에서 통일된 메모리 규격을 사용하지 않을까요? 컴퓨터 하드웨어에서 흔히 그렇듯, 이처럼 다양한 메모리 규격이 존재하는 이유는 장치별 전력 및 성능 요구 사항이 다르기 때문입니다.

• 데스크탑 PC와 노트북은 높은 메모리 용량과 낮은 지연시간을 필요로 하며, 전력 효율보다는 성능이 우선이기 때문에 높은 전압과 전력을 사용하는 메모리를 사용합니다.
• 모바일 기기 (스마트폰, 컨버터블 등)는 전력 효율에 최적화되어 있으며, 배터리 지속 시간을 늘리기 위해 낮은 전압에서 작동합니다. 대역폭은 데스크탑에 비견되지만, 지연시간은 상대적으로 높습니다.
• GPU는 병렬 처리가 극대화되어 있으며, 높은 대역폭을 통해 높은 처리 지연시간을 보완합니다. 따라서 그래픽 메모리는 대역폭과 전력 소비가 가장 높고, 지연시간도 상대적으로 높습니다.

DRAM 및 메모리 FAQ

버스트 길이(Burst-length): CPU나 캐시가 새로운 데이터를 요청할 때, 메모리 모듈에 주소가 전송되고 필요한 행과 열이 탐색됩니다. 해당 열 전체가 버스트(단어) 단위로 메모리 버스를 통해 전송됩니다.

• DDR4는 버스트 길이 8을 사용합니다. 각 단어는 64비트(채널당)이며, 한 번에 최대 128바이트 또는 16비트 데이터가 전송됩니다.
• DDR5는 버스트 길이를 16으로 늘렸으며, 버스를 32비트 서브 채널로 나눕니다. 따라서 DIMM당 16비트 버스트가 2개 존재합니다.

프리패치(Prefetch)는 DRAM이 한 번의 접근(읽기/쓰기)에서 내부적으로 미리 가져오는 데이터 양을 의미합니다. 이렇게 미리 가져온 데이터는 CPU나 캐시가 필요로 할 때 빠른 버스 접근을 가능하게 합니다. DDR5, GDDR6/GDDR7, LPDDR5는 채널당 16n (16 워드)의 프리패치 깊이를 가집니다.

버스트 길이 = 프리패치 × 버스 폭

데스크탑 RAM: DDR4 vs. DDR5

지난 10년 동안 DDR4는 PC 메모리 표준이었으나, 현재는 DDR5가 대부분 대체하고 있습니다. DDR5는 더 큰 용량, 더 높은 대역폭, 더 높은 효율을 제공합니다.

DDR5는 DDR4 대비 두 배 빠르며, 단일 다이의 메모리 밀도는 4배 더 높습니다. 더 높은 전력 효율, 온다이 ECC, 64비트 채널을 독립적인 32비트 서브 채널로 분할하는 구조를 채택했습니다.

모바일 RAM: LPDDR4 vs. LPDDR5

LPDDR4와 LPDDR5는 PC 메모리와 유사한 데이터 전송 속도를 가지며, 버스 폭이 절반이므로 전체 대역폭은 절반에 그칩니다. 낮은 전압을 통해 상당한 전력 효율을 확보했습니다.

GPU RAM: GDDR6 vs. GDDR7

그래픽 메모리는 대역폭이 핵심입니다. 이는 다양한 작업 그룹 사이를 빠르게 전환하는 대규모 병렬 프로세서 구조에 최적화되어 있습니다. DDR과 LPDDR가 클럭당 2비트를 전송하는 것과 달리, GDDR7은 PAM-3 신호 방식을 사용해 클럭당 3비트를 전송합니다.

• GDDR7는 하이엔드 GPU에서 최대 28 Gbps 속도를 제공하며, 384비트 버스 기준 최대 1.5 TB/s 대역폭을 지원합니다.
• GDDR6는 16n 프리패치와 높은 클럭 속도(~20 Gbps)를 통해 거의 1 TB/s 대역폭을 달성합니다.
• GDDR6X는 PAM-4 신호 방식을 사용해 내부 클럭은 낮지만 더 높은 대역폭을 확보합니다.