DDR4 SDRAM

3. 기술 사양

2012년 9월, 메모리 표준 규격을 정하는 JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council)은 DDR4의 최종 규격을 발표했다.^[77] 핀당 전송 속도는 최소 1.6 GT/s (초당 기가 전송)에서 최대 3.2 GT/s가 기본이지만, 이전 DDR3 이하 메모리처럼 이보다 더 빠른 규격이 등장할 수도 있을 것으로 예상되었다. DDR4 메모리는 기본 1.2V로 작동하여 1.5V로 작동하는 DDR3 메모리보다 전력 소모가 줄고 속도는 빨라졌다.^[77]

DDR4 SDRAM에는 메모리 칩과 메모리 모듈의 두 가지 규격이 존재한다. 메모리 칩 규격은 최대 동작 주파수를, 모듈 규격은 탑재 메모리 칩의 (즉, 메모리 모듈로서의) 전송 속도를 나타낸다. DDR4-xxxx는 비트당 데이터 전송 속도를 나타내며, 주로 DDR 칩을 설명하는 데 사용된다. PC4-xxxxx는 초당 메가바이트 단위의 전체 전송 속도를 나타내며, 모듈(조립된 DIMM)에만 적용된다. DDR4 메모리 모듈은 8바이트(64 데이터 비트) 너비의 버스에서 데이터를 전송하므로, 모듈 최대 전송 속도는 초당 전송 횟수에 8을 곱하여 계산한다.^[55]

일반적인 DDR4 메모리로는 DDR4-1866, DDR4-2133, DDR4-2400, DDR4-2666, DDR4-3200 정도가 있으며, DDR4-3300 이상의 메모리는 오버클럭 메모리가 된다.

• CAS 대기 시간 (CL): 메모리에 열 주소를 보내는 시점부터 데이터 응답이 시작될 때까지의 클럭 사이클 수
• tRCD: 행 활성화와 읽기/쓰기 사이의 클럭 사이클 수
• tRP: 행 사전 충전과 활성화 사이의 클럭 사이클 수

3. 1. JEDEC 표준 DDR4 모듈

• 선택 사항

DDR4-xxxx는 비트당 데이터 전송 속도를 나타내며, 주로 DDR 칩을 설명하는 데 사용된다. PC4-xxxxx는 초당 메가바이트 단위의 전체 전송 속도를 나타내며, 모듈(조립된 DIMM)에만 적용된다. DDR4 메모리 모듈은 8바이트(64 데이터 비트) 너비의 버스에서 데이터를 전송하므로, 모듈 최대 전송 속도는 초당 전송 횟수에 8을 곱하여 계산한다.^[55]

일반적인 DDR4 메모리로는 DDR4-1866, DDR4-2133, DDR4-2400, DDR4-2666, DDR4-3200 정도가 있다. DDR4-3300 이상의 메모리는 오버클럭 메모리가 된다.

• CAS 대기 시간 (CL): 메모리에 열 주소를 보내는 시점부터 데이터 응답이 시작될 때까지의 클럭 사이클 수
• tRCD: 행 활성화와 읽기/쓰기 사이의 클럭 사이클 수
• tRP: 행 사전 충전과 활성화 사이의 클럭 사이클 수

3. 2. 동작 방식

4. 역사

JEDEC은 2005년경부터 DDR3의 후속 기술 개발을 시작했다.^[11] 이는 2007년 DDR3 출시보다 약 2년 앞선 시점이었다.^[12][13]

2011년 1월, 삼성전자는 30~39 nm 공정 기반의 2GB DDR4 DRAM 모듈을 완성하고 테스트 출시를 발표했다.^[25] 이 모듈은 1.2V에서 최대 2133MT/s의 데이터 전송 속도를 가지며, 의사 오픈 드레인 기술(그래픽 DDR 메모리에서 채택)^[26]을 사용하고, 동급 DDR3 모듈보다 40% 적은 전력을 소모한다.^[25][27]

5. 한국의 DDR4 산업

국제 데이터 그룹(IDG)은 2013년 4월 뉴스 분석에서, 모바일 컴퓨팅 장치의 인기 증가와 데스크톱 컴퓨팅 분야의 성장 둔화, 메모리 제조 시장의 합병으로 인해 RAM 마진이 줄어들었다고 밝혔다.^[38] 이러한 상황은 DDR4 SDRAM과 같은 신기술에 대한 프리미엄 가격 달성을 어렵게 만들었다.

iSuppli의 마이크 하워드는 SDRAM 제조업체와 칩셋 제작자가 "아무도 DDR4 제품에 프리미엄을 지불하려 하지 않고, 제조업체는 프리미엄을 받지 못하면 메모리를 만들고 싶어하지 않는다"는 딜레마에 직면했다고 언급했다.^[38] 그러나 데스크톱 컴퓨팅에 대한 소비자 심리 변화와 인텔(Intel) 및 AMD의 DDR4 지원 프로세서 출시는 DDR4 시장의 성장을 촉진할 수 있다고 전망되었다.^[38]

인텔은 2014년 하스웰 로드맵에서 Haswell-EP 프로세서에 DDR4 SDRAM을 처음 사용한다고 밝혔다.^[39] AMD의 라이젠 프로세서도 2016년 공개되어 2017년에 출시되면서 DDR4 SDRAM을 사용했다.^[40]

6. 후속 기술

2016년 인텔 개발자 포럼에서 DDR5 SDRAM의 미래가 논의되었다. 2016년 말에 사양이 최종 확정되었지만, 2020년 이전에는 모듈을 사용할 수 없게 되었다.^[56] DDR4를 대체하기 위한 다른 메모리 기술로 HBM 버전 3 및 4^[57]가 제안되었다.

2011년, JEDEC는 CPU 바로 위에 메모리 다이를 쌓는 '''[https://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd229-2 Wide I/O 2]''' 표준을 도입했다. 이 구성은 넓은 인터페이스와 짧은 신호 길이 덕분에 DDR4 SDRAM보다 더 높은 대역폭과 향상된 전력 효율을 제공한다. Wide I/O 2는 스마트폰과 같은 고성능 임베디드 및 모바일 장치에서 사용되는 다양한 모바일 DDRX SDRAM 표준을 대체하는 것을 목표로 한다.

Hynix는 JEDEC JESD235로 표준화된 '''High Bandwidth Memory (HBM)'''을 개발했다. Wide I/O 2와 HBM은 모두 매우 넓은 병렬 메모리 인터페이스를 사용한다. Wide I/O 2는 512비트, DDR4는 64비트까지 지원하지만, DDR4보다 낮은 주파수로 작동한다. Wide I/O 2는 고성능 소형 장치를 위해 설계되었으며, 종종 프로세서 또는 시스템 온 칩(SoC) 패키지에 통합된다. 반면 HBM은 그래픽 메모리 및 일반 컴퓨팅을 대상으로 하고, '''Hybrid Memory Cube (HMC)'''는 하이엔드 서버 및 엔터프라이즈 애플리케이션을 대상으로 한다.^[58]

마이크론 테크놀로지의 Hybrid Memory Cube (HMC) 적층 메모리는 직렬 인터페이스를 사용한다. Serial ATA가 Parallel ATA를 대체하고, PCI Express가 PCI를 대체하며, 직렬 포트가 병렬 포트를 대체하는 것처럼, 많은 다른 컴퓨터 버스들이 병렬 버스를 직렬 버스로 대체하는 방향으로 이동했다. 일반적으로 직렬 버스는 확장하기 쉽고 전선/트레이스가 적어 이를 사용하는 회로 기판 설계를 더 쉽게 만든다.^[59][60][61]

장기적으로 전문가들은 PCM (상변화 메모리), RRAM (저항 변화 메모리), 또는 MRAM (자성 저항 메모리)과 같은 비휘발성 RAM 유형이 DDR4 SDRAM과 그 후속 제품을 대체할 수 있다고 추측한다.^[62]

GDDR5 SGRAM은 DDR4 이전에 도입된 DDR3 동기식 그래픽 RAM의 그래픽 유형이며, DDR4의 후속 제품이 아니다.

참조

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