Memory의 종류와 역사

Memory는 크게 ROM과 RAM의 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다.

ROM(Read Only Memory)

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ROM은 Read Only Memory의 약자로서 본래 만들어질 때 한 번 내용을 입력하면 이를 바꿀 수 없고, 읽을 수만 있는 메모리였습니다.

하지만 후에 내용을 다시 쓰고 지울 수 있게 되고, 이 방식에 따라 Mask ROM, OTP ROM(PROM), EPROM, EEPROM으로 발전했습니다.

 

Mask ROM

Mask ROM은 생산 과정에서 내용을 기록시켜놓으면 이를 지울 수 없고, 읽을 수만 있습니다.

다른 ROM소자와 달리 물리적으로 데이터를 기록하기 때문에 데이터 안전성이 매우 높지만, 재프로그래밍이 원천적으로 불가능합니다.

따라서 생산시에 내용 데이터가 잘못되어 있다면 어찌할 방도 없이 폐기해야 합니다.

냉장고, 에어컨, 전자레인지 등 가전제품등에 Mask ROM을 탑재하여 출시한다고 합니다.

 

PROM

PROM은 생산시 쓰여진 내용을 사용자가 한 번만 다시 쓸 수 있는 방식인데, 그래서 OTP(One Time Programble)이라고도 합니다.

비트를 기록하는 각 셀마다 퓨즈가 들어 있으며, 퓨즈가 이어져 있으면 1, 끊어져 있으면 0이라는 식으로 정보를 기록합니다.

 

EPROM

EPROM에서는 사용자가 자외선을 이용해서 기존의 내용을 지우고, 전기적으로 다시 내용을 쓸 수 있지만, 시간이 매우 오래 걸립니다.

EPROM위에는 항상 투명 창이 동그랗게 나 있는데, 이 창은 자외선을 잘 통과시키는 석영유리로 만들어져 있습니다.

일단 데이터를 기록한 후에는 이 창을 검은 테이프 등으로 막아 내용이 지워지는 것을 막습니다.

EEPROM은 이투피롬이라고도 부르며, 사용자가 전기적으로 내용을 쓰고 지울 수 있게 되었습니다.

 

Flash ROM(Flash Memory)

마지막으로 Flash ROM은 EEPROM이 한 번에 1byte씩만 지울 수 있기 때문에 속도가 매우 느린 것에 반해,

블록 단위로 동작하기 떄문에 속도 면에서 훨씬 빠르게 동작합니다.

하지만 마음대로 지우고 쓸 수 있는데 왜 ROM이냐는 말을 들으면서 Flash ROM에서 Flash Memory로 이름이 바뀌었다고 합니다.

 

RAM(Random Access Memory)

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RAM은 사용자가 자유롭게 내용을 읽고, 쓰고, 지울 수 있는 기억장치이며, 컴퓨터가 켜지는 순간부터

CPU는 연산을 시작하는데, 이때 동작에 필요한 모든 내용이 이 기억장치에 저장되며,

전원이 차단되면 내용이 사라지는 '휘발성 메모리'입니다.

 

Random Access

RAM에서 말하는 Random Access란 임의의 주소가 주어졌을 때, 똑같은 시간으로 접근이 가능하다는 의미이지

무작위가 아니고, 메모리의 주소만 알고 그곳을 지정하면, 별다른 지연 없이 바로 접근할 수 있다는 의미입니다.

 

SRAM

1965년에 SRAM이 개발되었고, SRAM은 전원이 공급되는 동안 데이터가 유지되며 refresh시킬 필요가

없기 때문에 고속동작이 가능하다는 장점이 있습니다. 반면 DRAM에 비해 전력 소모가 적지만, 집적도가

약 4분의 1로 떨어집니다. 주로 빠른 속도가 요구되는 캐시메모리에 주로 사용됩니다.

 

DRAM

이후 1966년 DRAM이 개발, SRAM과 달리 데이터를 유지하기 위해 일정 시간마다 refresh를 해주어야 합니다.

DRAM의 경우 비동기식 DRAM인 ADRAM을 시작으로 PM DRAM, FPM DRAM, EDO DRAM, BEDO DRAM, SDRAM

등의 시대를 지나서 현재는 흔히 말하는 DDR을 주로 사용하고 있습니다.

DDR은 1998년 DDR, 2001년 DDR2, 2005년 DDR3, 2011년 DDR4가 개발되는 등 계속해서 발전해 나가고 있습니다.

Refresh

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컴퓨터 메모리는 여러 메모리셀의 행렬로 구성되어 있는데, 각각의 메모리 셀은 1비트의 데이터를 저장하는 데 쓰입니다.

위에서 말한 refresh작업이란, 메모리 칩 안에 있는 메모리셀의 재충전(전력)과정을 말합니다.

DRAM은 작은 축전기에 전하를 충전시키거나 방전시켜 디지털신호(1/0)을 기억하는 반도체소자입니다.

축전기에 전하가 충전된 상태를 1, 방전된 상태를 0이라고 합니다.

 

그런데 충전된 전하는 시간에 지남에 따라 여러 경로를 통해 소실됩니다. DRAM의 경우에는 데이터를 보존하기

위해서 초당 수백번 이상 refresh되어야 한다고 하는데, 때문에 전력 공급이 중단되면 전하가 소실되어 메모리의 내용을 잃게됩니다.

 

refresh시에 한 번에 한 열의 메모리 셀이 충전될 수 있으며, 전체 DRAM 배열을 refresh시키는 데 필요한

메모리 배열의 열 수를 'refresh비율'이라고 말합니다.