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RDRAM의 개발배경
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승인 2002.07.02  18:00:44
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RDRAM의 개발배경

지난 1999년 인텔은 2001년도까지 램버스 메모리를 지원하기로 하는 계약을 체결한 바 있다. 이 계약 이후로 인텔은 고성능 메모리 쪽으로는 램버스 메모리를 줄기차게 밀어붙였고, 중간에 몇가지 문제가 발생했음에도 불구하고(820, 840) RDRAM은 사용자들에게 고성능 메모리라는 인식을 주는데에 성공하였다.

그러나 지지기반이 DDR SDRAM에 비해서 약하다는 문제점을 가지고 있으며, 사용할 수 있는 플랫폼이 한정되어 있다는 등의 단점 때문에 시장에서 주류로 자리잡지는 못하고 있다. 또한 인텔의 지원이 점차적으로 약해지고 있다는 것도 RDRAM이 약세를 면치 못하는 이유이기도 하다.

이번 강좌에서는 RDRAM의 개발배경과 구조, 잇점, 앞으로의 RDRAM의 방향 등에 대해서 이야기할 것이다.

메모리 대역폭의 부족

컴퓨터에서 요구되는 데이터 전송 대역폭은 지속적으로 증가하고 있다. 특히, CPU의 발전속도는 메모리의 발전속도를 상당히 앞서나가고 있다. 다음의 그래프는 그러한 성향을 개략적으로 표현한 것이다.

이러한 프로세서 성능의 증가는 인텔과 AMD의 경쟁체제가 본격화되면서 더욱 심화되고 있다. 특히 프로세서의 마이크로아키텍쳐가 진화할수록 단일 클럭에서 수행되는 데이터의 양은 더욱 증가하며, 이는 프로세서와 메모리 사이에 존재하는 성능차이를 더욱 심화시킨다.

특히나, CPU는 내부적으로 배율을 주어서 대단히 높은 클럭으로 동작할 수 있지만 메모리는 그것이 어렵기 때문에 DDR 등의 기술을 사용해서 프로세서의 성능을 따라가려 하고 있다. 그러나 현재 프로세서의 클럭이 2GHz를 넘어서 3GHz를 바라보고 있지만, 메모리는 아직도 400MHz를 넘기지 못하고 있다. 또한, 각종 주변기기들의 속도도 지속적으로 증가하고 있다. AGP버스가 1,066MB/s, PCI가 133MB/s에서 이제 266MB/s, 533MB/s로 확장되고 있고, USB도 2.0으로 올라오면서 60MB/s의 속도를 가지게 되었다. HDD용 인터페이스 역시 시리얼 ATA로 접어들면서 채널당 150MB/s씩, 총 300~600MB/s의 데이터 전송 대역폭을 필요로 한다.


삼성반도체 홈페이지에서 발췌

시스템의 성능을 최고로 발휘하기 위해서는 CPU, 메모리, 디스크, 그래픽, I/O 등의 성능이 모두 균형을 이루고 있어야 한다. 하나의 구성요소의 성능이 떨어진다면 다른 부분들의 성능이 아무리 높아도 그러한 성능을 제대로 발휘할 수 없으며, 현재 메모리가 바로 그러한 병목요소가 되어버리는 것이다. 특히, 사용자들이 사용하는 소프트웨어 역시 사진이나 동영상 편집, 음성/영상 압축 및 해제 등 대단히 높은 메모리 대역폭을 요구하는 것들이 증가하고 있어서 메모리 대역폭의 향상은 절대적인 과제로 떠올랐다.

컴퓨터 외의 분야에서의 메모리 사용빈도 증가

컴퓨터가 아닌 다른 분야에서의 메모리 사용량이 눈에 띄게 증가하고 있는 것도 메모리의 발달을 부추기는 요인 중의 하나이다. 다음의 그래프를 보자.

흥미로운 것은 노트북, 산업용 컴퓨터, 웍스테이션부터 서버까지를 망라하는, 컴퓨터에서의 DRAM 사용비율이 2000년도에는 67.8%에 달하는데, 이것이 2005년도로 가면 38.1%로 상당히 줄어든다는 것이다. 커뮤니케이션 및 컨수머 시장에서는 네트웍 라우터 등에서 필요한 대용량 메모리(수 GB씩을 필요로 한다)부터 게임콘솔(일례로 플레이스테이션2는 32MB의 RDRAM을 탑재하고 있으며, Xbox는 64MB의 DDR SDRAM을 탑재한다.), 셋탑박스, 디지털 비디오 편집장비 등을 포괄하는, 상당히 다양한 디지털 장비들이 메모리의  이는 보다 빠르고 효율적인 메모리가 점점 더 다방면에서 널리 사용될 것임을 의미한다.

SDRAM으로는 한계에 도달한다?

그러나 메모리의 클럭을 무턱대고 올리는 것도 사실상 거의 불가능하다. 프로세서는 내부배율을 통해서 꾸준히 그 클럭이 올라갈 수 있지만, 메모리는 그것이 어려운 편이다. 그래서 DDR 기술 등을 사용해서 편법적으로 메모리 대역폭을 끌어올린 것이다. 현재 펜티엄 4 프로세서의 메모리 대역폭은 3.2GB/s를 구현하기 위해서는 200MHz(DDR 400MHz)로 동작하는 DDR 메모리가 필요하다. 그러나 이것은 이제 표준이 정해지기 시작하였기 때문에 업체들이 이를 적용하려면 아직도 상당한 시간을 요할뿐더러 현 시점에서의 가격도 대단히 비싸다.

클럭도 클럭이지만, 대역폭을 늘리는 것도 복잡하다. SDRAM, DDR SDRAM은 모두 병렬 전송 방법을 사용한다. 즉, 64bit의 버스를 가지고 있다면 64개의 신호선을 가져야만 한다. 만약 이를 듀얼채널을 사용해서 128bit로 만들고자 한다면, 128개의 신호선을 사용해야만 한다는 것이다. 이는 메인보드의 설계를 어렵게 하고 6~8층의 다층기판을 사용해야만 하기 때문에 가격적 부담도 커지게 된다.

RDRAM의 개발목적

그래서 이러한 여러가지 문제를 해결하기 위해서 고안된 것이 램버스 DRAM, 즉 RDRAM이다. RDRAM의 개발 목적은 다음과 같이 요약될 수 있다.

  • 펜티엄 4의 FSB와 균형을 맞추어서 시스템의 성능을 최대화한다. 즉, 2채널의 RDRAM을 사용해서 펜티엄 4의 3.2GB/s의 데이터 전송 대역폭과 맞추어서 성능의 비대칭으로 인한 손실으 없앤다.
  • SDRAM에 비해서 월등히 높은 실효 대역폭으로 높은 성능을 구현한다.
  • 사용되는 핀의 수를 줄인다. 시리얼 전송방법에 기반한 데이터 전송으로 사용되는 핀의 수를 줄여서 설계를 단순화한다.
  • 향후 보다 높은 성능을 구현할 수 있는 솔루션을 지향한다. 다채널 모듈을 사용해서 2004년까지 칩 및 컨트롤러 구조의 변경 없이 9.6GB/s의 대역폭을 구현한다.

이러한 목적하에 개발된 RDRAM은 현재 삼성전자, 도시바, 하이닉스, 엘피다 등의 주요 메모리 제조사에서 만들어지고 있다. 초기에 RDRAM의 로열티 문제로 마찰이 많았으나 현재는 어느정도 해결된 상태이다.

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nermalgu
불투명한 알디렘의 미래 부분에선
디디알 유져로서 왠지 뿌듯한... ㅡㅡ;

(2002-08-23 15:19:03)
saeba
역시 RD 램은 가격대 성능비가 조합이 안되는군요...

제가 생각할때에는 RD램의 미래는 어둡습니다...

불이없이 어둠을 나아가는것과 같습니다...

그러나 그 속도는 빠르죠....

그에비해 DDR램은 빛을 발하며 천천히 나아가는것 같습니다...

DDR-II 의 분전을 기대합니다...그리고 DDR400벤치도 기대되네요...

(2002-11-03 23:31:48)
s2nlove
정말 멋진 글이네요....

P4DPE 메인보드 너무 대단하네요....
멋쪄요

(2002-07-12 00:06:29)
hotex
패키지 사이즈가 틀립니다.
Spec에 나온것 보다 길이가 이상하게 기네요
일부러 길게 검게 만드신듯...


(2002-07-11 20:21:32)
sunrise
이제서야 제대로 읽을 시간이 생겼다는...

좀 아리까리(?)한 부분이 있는데 난중에

시간 나면 토크 어바웃 하도록 하죠. ^^

이거는 갈무리 해놔야 겠네요. ㅎㅎ

(2002-07-10 22:29:22)
br2019
램버스 디램에 대해서 이렇게 자세하고
유용한 글은 이곳 테크노아에서 처음 봅니다.
RDRAM에 대해 많은 것을 알게 되었어요.
정말로 유익한 글이었습니다.
앞으로도 이런 심도깊은 좋은 글 많이 부탁드립니다.

(2002-07-09 08:09:30)
gugy
Other members don't get pregift.... by me...

But... ^^

bye...^^

(2002-07-06 04:34:29)
gugy
I don't write Korean... because I'm in US City, Tuscaloosa, Alabama. And Computers in Here are all for english.

Sorry.. I'm so late.. .but... ATA5 lecture is not resigistered yet.^^

I warried what I don't answer DolBalQuize.

I want to receive a pregift and I want to see that when I return to Korea.^^

My English is very poor, thus word and structure is maybe almost wrong...

Dapdaphaneyo....-_- SunMul JuSeYo... Plz...^^

05 Jun 2002, 2:30 PM Tuscalusa, Alabama...

(참, 저번에 사진까지 올려주신 u***님은 순서에 상관없이 우선권이 있습니다.)
.... It's me... gugy... No u*** .....

(2002-07-06 04:27:48)
gipple
last comment make me happy ^^

have a nice day in USA

(2002-07-08 00:17:51)
hope21th
전자공학쪽 공부하는 사람도 이해하기 어려운데..일반사람들도 이해하기 어렵겠네요...내용은 대충이해는 가지만, 좀더 알기쉽고 간결하게 설명을 해주면 좋은데..이거 읽을려면 어느정도 배경지식을 가지고 있어야 쉽게 이해하겠더라구요..
(2002-07-03 17:08:09)
wraith84
RDRAM 의 개발 목적과 P4 의 메모리 대역폭은

별 상관 없었습니다..

i820 에서 처음 사용되기 시작한 Direct RDRAM

(400MHz, 16bit, PC800) 이 나오기 이전에도

Base RDRAM, Concurrent RDRAM 이 있었구요.

이넘들은 Cirrus Logic 사의 글픽카드에 프레임버퍼로

사용되기도 했습니다..

P4 의 메모리 대역폭을 제대로 활용하려면 RDRAM 이

필요했던 것 뿐이지 RDRAM 이 P4 를 위해 개발된건

전혀 아니지요.

그리고 840 칩셋에서 듀얼채널 SDRAM 이 시도되었다고

하셨는데.. MRH-S 를 사용해서 RDRAM 시그널을

SDRAM 시그널로 바꿔서 사용한것 뿐인데..

MRH-R 과 MRH-S 가 동시에 장착되었었는지 아닌지는

제가 기억이 잘 안나서 모르겠지만 어쨌든 82840 MCH

자체가 RDRAM 기준으로 만들어진 이상

MRH-S 는 MTH 정도의

기능밖에 수행하지 않은것 같은데 SDRAM 듀얼채널

분류에 넣을수 있을지.. --;

그리고 4i RDRAM 이 현재 생산되고 있나요?

SiS658 이 앞으로 4i RDRAM 지원을 공언하고 있지만

지금 쓰이는건 그대로 32뱅크짜리라고 알고있는데..

이 부분은 제가 정확히 확인을 못했으니 확인을 좀

해주시면 감사하겠네요...

그리고.. 820 리콜이후에 RDRAM 의 인지도가 떨어졌

다고 하셨는데.. 그때까지 RDRAM 버전의 820 의 판매

고는 RDRAM 의 고가격때문에 바닥을 기고 있었지만

SDRAM 버전의 820 이 모두 RDRAM 버전으로 리콜되면

서 오히려 펜티엄4 / 850 시스템이 제대로 뿌리내릴

수 있도록 RDRAM 의 가격을 다운시켰고 어느정도

PC 시장에 보급도 시켜서 긍정적인 효과를 본걸로

기억하는데요..? ;;

그리고 별건 아니지만 MTH 는 Memory Translation Hub

가 아니라 Memory Translator Hub 입니다. --;


(2002-07-04 17:47:25)
sukko
Rdram 모듈에는 spd가 없다!!!
spd 는 sdram 류의 모듈에 부착하는것으로써
메모리 클럭 cas 레이턴시 등의 정보가 들어있다..
맞나여??
이제까지 Rdram 사진중에서 spd 를 본적이 없는거 같아서용..^^

(2002-07-02 20:11:52)
reaovl
램버스디램은 KM으로 시작되어야 하는데
SDRAM 모델번호인 K4로 시작되네요.
그외에도 중간중간 ddr sdrm 하고 그외 모델 번호 섞어 놓은 것 같은데요. 아닌가요?

(2002-07-02 20:07:02)
yettiema
일러스트중에 모델명이 표시되어 있는 그림중에서 좌측 하단에 A1 포지션 마크를 위한 표시가 없네요...
그림은 아래 링크에 있습니다.
http://yettieman.com.ne.kr/rdram.jpg

(2002-07-02 21:22:02)
cutepunk
좋은 글 잘 읽었습니다. 고생하신 흔적이 역력하네요.

한가지 오류(오류일지 아닐지 모르지만요..)를 지적하자면....4i 구성이 이미 쓰이고 있다고 쓰셨는데 제가 알기로는 아직 안쓰이고 있고 초기의 Direct Rambus 세대의 32뱅크 구성이 그대로 쓰이고 있습니다. 원래 RDRAM이 서버용 메모리로 고안된거라 뱅크수가 32개로 정해졌었고 나중에 기술이 좋아져서 4i구성이 별다른 성능 저하 없이 가능해진건 사실입니다만 삼성에서 가격을 낮추기 위해 4i를 발표했을때 인텔이 Tulloch칩셋에서 이를 지원하기로 했었습니다. 그러나 Tulloch가 취소되고 i850을 계량한 i850E가 나오면서 4i기술은 어떻게 될지 모르는 상황에 빠졌습니다.

저도 100% 확실한거는 아닙니다만 아마 맞을겁니다.

돌발 퀴즈는 좀 어렵네요...
자세히 보니까 보통 WBGA패키지에는 칩 왼쪽 하단에 구멍이 나있는데 (포지션 마킹이라 하나요?) 이게 없는것도 같고 또 보통 삼성칩은 하단에다가 제품번호 표시랑 KOREA라는 제조국 표시를 하고 있는데 그게 없어진건 보이네요...맞나요?--;

(2002-07-02 20:03:50)
gui345
난해하네요 -_-;;;;;;;;;;

저같은 초보는 이해하지도 못하겠네요 - -;;

(2002-07-04 00:28:07)
pepcast
A1 position marker 는 흰색 물감으로 마킹하지 않고 패키지 표면에 음각으로 되어 있습니다.( 제 생각.. --; )

정답은.

칩셋 패키지의 모양에 있습니다.

칩셋 윗면과 측면이 만나는 부분이 직각이 아니고 곡면입니다.

하지만 일러스트엔 직각으로 표현되어 있습니다.

증거1:제가 만든 그림(

(2002-07-03 13:39:34)
gipple
http://www.technoa.co.kr/notes//lecture/LoY/5_rdram/chip.jpg

뭘까? ~(-_-)~

(2002-07-02 19:27:21)
meanseek
이궁 찾기가 힘들군여 ^^;

정답은 메모리칩 일러스트에서

Memory Block이 Bank(Sense Amp)당 5개로

그려져 있는데 5개가 아니라 4개가 맞습니다.

아니라면 RDram은 Memory Chip에 4개의 뱅크로

이루어져 있는데 3개만 그려져 있는것 같군여...

뱅크A, 뱅크B, 뱅크C만 그려져 있군여....^^;

이것도 아닌가??

맞았나염?

그럼 선물 주실거져??

기대하고 있을께염

(2002-07-02 20:04:20)
dog1819
정답은 패키지의 볼 수 도 맞고 파트넘버도 맞고

포지션 마커만 없네요 ^^

저번에 선물 보내주세요.. 아직 안왔어요~

(2002-07-02 21:29:17)
moonluna
RDRAM은 좋지만 램버스사의 도덕성은 조금 비판받아야합니다.....
물론 업체간의 속사정이 다 있겠지만 DDR기술에 관한 JEDEC표준을 정하
면서 자사의 특허 취득사실을 숨기다니.........-_-

예전에 펜4를 구입하면서 그래도 RDRAM이 좋으니 RDRAM으로 맞추었습니다만 확실히 DDR과 차이가 나더군요. 덕분에 아직 P4T-E안팔고 있죠. RDRAM
가격떨어지는 것을 기대하며....^^;(분명히 떨어지긴 떨어질텐데......)

지금 RDRAM의 문제는 소송도 아니고, 인텔에서 차기 칩셋을 거의 DDR로
만든다는 것이 아닙니다. 문제는 RDRAM그 자체인 듯. 가격對퍼포먼스가
너무 떨어진다는 것입니다. 가격이나 팍팍 내렸으면 하는 작은 소망이.....



(2002-07-02 19:47:14)
reaovl
KM M R 16 R 64 8 A W 1 - R M8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10   11 12

1. Samsung Memory(KM)

2. Memory Module(M)

3. R : RIMM

4. Data bits & Module Type
- 16 : x16 184pin
- 18 : x18 184pin

5. Product
- CNTY : for Continuity Module
- R : Direct RAMBUS DRAM

6. Density
- Blank : for Continuity Module
- 4 : 4M
- 8 : 8M
- 16 : 16M
- 32 : 32M
- 64 : 64M

7. Number of component
- Blank : for Continuity Modlue
- 1 : 1개
- 2 : 2개
- 3 : 3개
- 4 : 4개
- 5 : 5개
- 6 : 6개
- 7 : 7개
- 8 : 8개
- 9 : 9개
- A : 10개
- B : 11개
- C : 12개
- D : 13개
- E : 14개
- F : 15개
- G : 16개
8. Composition Component
- Blank : 1st or for continuity Module
- A : 2nd Generation
- B : 3rd Generation

9. Package Type
- Blank : for continuity Module
- W : WL-CSP
- C : u-BGA(CSP)

10. PCB Revision
- Blank : 1st Rev.
- 1 : 2nd Rev.
- 2 : 3rd Rev.

11. Power & Refresh
- Blank : Normal Power Self Refesh(32m/8K, 3.9μs)
- L : Low Power & Self Refresh(32m/8K, 3.9μs)
- R : Normal Power & Self Refresh(32m/16K, 1.9μs)
- S : Low Power & Self Refresh(32m/16K, 1.9μs)

12. tRAC(Row Access Time) & Speed
- G6 : 53.3ns, 600Mbps(300MHz)
- K7 : 45ns, 711Mbps(356MHz)
- K8 : 45ns, 800Mbps(400MHz)
- M8 : 40ns, 800Mbp


(2002-07-02 20:14:36)
daidai
저같은 사람은..그냥 보고만 있어야겠네요.

강좌 진짜 어렵군요.

다시 한번 읽어보면..이해 갈까 모르겠네요.^^;

다시..하드웨어 공부해봐야겠습니다.^^;

(2002-07-02 23:23:50)
sukko
문제를 제대로 안읽어서..ㅜ.ㅠ
(2002-07-02 20:13:04)
nermalgu
어렵군요
(2002-08-23 15:18:06)
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e피플
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나이가 들면 들수록 공부하기가 어렵다는 말이 있다. 더군다나 실업인 상태에서 공부하는 것이라면 부담이 더 클 수 밖에 없다.하지만 이를 비웃듯이 극복하고, 올해 2월 공조냉동기능사...

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