동기식 DRAM 또는 SDRAM은 DRAM의 현재 표준입니다. 주요 용도는 시스템 RAM용이지만 그래픽 카드의 VRAM 및 DRAM이 사용되는 다른 모든 곳에서도 사용됩니다. 해당 분야에서 매우 지배적이어서 "S"는 일반적으로 생략되며 단순히 DRAM이라고 합니다. SDRAM의 동기화는 성능에 매우 중요하며 이전 버전인 비동기식 DRAM을 능가하는 데 중요한 역할을 했습니다.
동기화 작업
동기식이란 SDRAM에 내부 클럭이 있고 클럭 속도가 시스템에 알려져 있다는 사실을 나타냅니다. CPU와 동일한 클럭 속도로 실행된다는 것은 아닙니다. 그러나 내부 클럭이 있고 CPU가 이를 알고 있습니다. 이를 통해 RAM과의 상호 작용이 최적화되어 명령이 다른 명령을 방해하지 않도록 유휴 상태로 두지 않고 I/O 버스가 완전히 활용됩니다.
문제의 일부는 데이터를 DRAM에 쓸 때입니다. 데이터 쓰기 명령과 동시에 데이터를 제공해야 합니다. 그러나 데이터를 읽을 때 데이터는 읽기 명령이 발행된 후 2 또는 3 클럭 주기로 다시 읽힙니다. 이는 DRAM 컨트롤러가 쓰기 작업이 발생하기 전에 읽기 작업이 완료될 수 있도록 충분한 시간을 허용해야 함을 의미합니다. 비동기식 DRAM을 사용하면 작업이 완료되기에 충분한 시간 이상을 허용함으로써 이러한 일이 발생했습니다. 그러나 이 관행은 I/O 버스를 유휴 상태로 남겼습니다. 동시에 컨트롤러는 확인을 위해 충분히 기다렸습니다. 이는 리소스를 비효율적으로 사용하는 것이었습니다.
동기식 DRAM은 내부 클록을 사용하여 데이터 전송과 명령 실행을 동기화합니다. 이를 통해 메모리 컨트롤러 시간 작업이 I/O 버스를 최적으로 사용하고 더 높은 성능 수준을 보장할 수 있습니다.
비동기식 DRAM에 대한 개선 사항
제어를 개선할 수 있는 타이밍 개선 외에 SDRAM의 주요 개선 사항은 DRAM 내에 여러 메모리 뱅크를 가질 수 있다는 것입니다. 각 은행은 본질적으로 내부적으로 독립적으로 운영됩니다. 은행 내에서 한 번에 하나의 행만 열 수 있습니다. 그러나 다른 뱅크에서 두 번째 행을 열 수 있으므로 읽기 또는 쓰기 작업이 파이프라인될 수 있습니다. 이 디자인은 I/O 버스가 유휴 상태로 있는 것을 방지합니다. 동시에 새로운 읽기 또는 쓰기 작업이 대기열에 추가되어 효율성이 향상됩니다.
이에 대해 생각하는 한 가지 방법은 2차원 배열에 3차원을 추가하는 것입니다. 여전히 한 번에 한 곳에서만 데이터를 읽거나 쓸 수 있습니다. 그러나 하나가 상호 작용하는 동안 다른 은행에서 다른 행을 준비할 수 있습니다.
SDRAM의 또 다른 이점은 메모리의 칩에 타이밍 데이터를 포함한다는 점입니다. 일부 최신 RAM 스틱은 해당 칩에 특정 타이밍 성능 정보를 인코딩하여 공식 DRAM 표준보다 빠른 성능을 제공합니다. RAM이 "오버클럭"되도록 이러한 설정을 수동으로 무시할 수도 있습니다. 이것은 많은 타이밍 값을 구성할 수 있고 최소한의 성능을 제공하는 경향이 있기 때문에 종종 매우 심층적입니다. 혜택. RAM을 오버클러킹하면 불안정해질 위험이 있지만 일부 워크로드에서는 이점을 제공할 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 개선
실제 메모리 클럭 속도는 SDRAM 출시 이후 크게 증가하지 않았습니다. SDRAM의 첫 번째 반복은 SDR이라는 이름을 받았습니다. 이것은 이후 DDR 또는 Double Data Rate 메모리와 구별하기 위해 Single Data Rate의 줄임말입니다. 이러한 유형과 다른 많은 형태의 DRAM은 모두 SDRAM의 예입니다. DRAM 칩의 클록 사이클은 DRAM의 가장 빠른 동작 사이의 시간을 제어합니다. 예를 들어 열린 행에서 열을 읽는 데 단일 클록 주기가 걸립니다.
SDRAM에는 내부 클럭과 I/O 버스 클럭이라는 두 가지 고유한 클럭 속도가 있습니다. 둘 다 독립적으로 제어할 수 있으며 시간이 지남에 따라 업그레이드되었습니다. 내부 클럭은 메모리 자체의 속도이며 대기 시간에 직접적인 영향을 미칩니다. I/O 클럭은 SDRAM에서 읽혀졌거나 쓸 예정인 데이터가 전송될 수 있는 빈도를 제어합니다. I/O 버스의 폭과 결합된 이 클럭 속도는 대역폭에 영향을 미칩니다. 두 클럭은 모두 연결되어 있으며 SDRAM의 고성능에 매우 중요합니다.
속도 증가 방법
1세대 DDR SDRAM의 공식 JEDEC 표준에는 100~200MHz 사이의 메모리 클럭이 있습니다. DDR3는 여전히 100MHz를 제공합니다. 또한 최대 266.6MHz의 클럭 속도를 표준화했습니다. 그럼에도 불구하고 I/O 클럭 속도 및 읽기 동작에 포함되는 데이터의 양은 100MHz 메모리 클럭에서도 단위 시간에 대한 대역폭이 4배가 된다는 것을 의미합니다.
DDR4는 업그레이드 패턴을 변경하고 200~400MHz 범위에서 메모리 클록을 두 배로 늘렸으며, 대기 시간을 줄이면서 사용 가능한 대역폭을 두 배로 늘렸습니다. DDR5 표준도 200MHz의 메모리 클럭으로 시작합니다. 그래도 최대 450MHz에 도달하여 사이클당 전송되는 데이터 양을 두 배로 되돌려 대역폭을 두 배로 늘립니다.
결론
동기식 DRAM은 오늘날 사용되는 주요 DRAM 유형입니다. 그래픽 애플리케이션에서 시스템 RAM 및 VRAM의 기초입니다. DRAM의 동작을 클록과 동기화함으로써 DRAM의 실제 성능을 알 수 있으므로 실행을 위해 작업을 효율적으로 대기열에 넣을 수 있습니다. 특정 명령이 완료되었을 때를 알 수 있는 직접적인 측정이나 방법이 없기 때문에 충분한 시간 이상을 두는 것보다 훨씬 효율적입니다.
SDRAM을 제어하는 클럭은 고성능에 매우 중요합니다. 그것들은 얼마나 자주 명령을 실행할 수 있는지, 얼마나 빨리 데이터를 DRAM에서 읽거나 쓸 수 있는지를 제어합니다. 이러한 타이밍을 알면 최고 성능에 최적화될 수 있습니다.