|
4. RDRAM의 장점 : 각 칩은 독립적인 존재이다.
DDR SDRAM 모듈이 데이터 통로로 64비트짜리 보내는 등의 동작을 하기 위해서는 반드시 8개나 16개의 칩이 같이 있어야 하는
반면에 각 RDRAM칩은 개별적으로 동작하는 것이 가능하고 또한 각 칩의 최대 대역폭이 전체 RDRAM채널의 대역폭과 같은 특징을 가지고
있다.
이러한 이유로 소니 플레이스테이션2, 그리고 몇몇 네트워킹 장비 등의 제품에서 RDRAM칩이 그와 같은 형태로 존재하는 것이다.
2개의 채널에 단 1개씩의 칩만 가지고도 3.2GB/s (PC800), 또는 4.2GB/s (PC1066)의 대역폭을 얻을 수 있다.
삼성전자의 경우, 이러한 짧은 채널 구성에 쓸 수 있는 667MHz짜리 RDRAM제품을 개발할 수도 있다고 언급했다. 이 제품은
듀얼채널로 구성될 경우 약 5.3GB/s의 대역폭을 가질 수 있다.
그러나 이러한 독립성이 장점만 있는 것은 아니다. 평균적인 RDRAM RIMM모듈이 평균적인 DDR SDRAM 모듈보다 많은 전력을
소모하는 것은 아니지만 RDRAM 칩 하나는 하나의 DDR SDRAM칩보다 최대 3배까지 많은 전류를 흡수한다. 그러므로 열을 넓은
면적에 퍼지게 하는 방열판이 (Heat Spreader) 반드시 필요하게 된다. 이러한 특징이 의미하는 또다른 사항은 칩이 언제나
활성(Active)모드에만 있지 말고 전력을 덜 소모하는 대기(Standby)모드로도 전환될 수 있어야 한다는 것이다.
그렇지만
대기모드로 들어가고 나서 다시 활성화 되려면 약간의 추가적인 레이턴시가 필요하다.
여기서의 평가 :
- RDRAM의 독립성은 게임 콘솔, 네트워크 장비 등의 작은 제품에는 이득이지만 열 관리와 레이턴시 측면에서는 불리한 점으로 작용한다.
5. RDRAM의 장점 : 한 디바이스 당 32개의 뱅크가 있다.
참고 : 이 부분을 이해하기 위해서는
Ace’s Guide to Memory Technology : Part1을 먼저 읽어보시기를 강력히 권유드립니다.
DRAM에서 데이터를 읽어들이는 순서는 다음과 같다. 어떤 데이터의 부분을 가져오기 위해서는 그 부분에 대응되는 메모리 주소의
행(Column)과 열(Row)에 대한 정보가 보내진다. 이 과정에서는 먼저 메모리 주소 행렬에서 올바른 열을 찾아내고 이것을 증폭기
(sense amp)로 복사한다. 그리고 이 증폭기에서 올바른 행을 찾아낸다. 만약 칩셋이 이 증폭기를 계속
충전(charge)시켜놓는다면 이에 대해 “페이지(열)가 오픈되어있다”고 한다. 만약 다음번 데이터가 같은 열에서 나온다면 이에 대해
“페이지 히트(hit)가 발생했다”고 한다. 이 가이드의 Part1을 읽어보시면 페이지가 오픈되어 있으면 RAS 레이턴시(지연시간)가
제거되는 효과가 있다는 것을 아실 수 있다. 이것은 CPU가 인식하는 전체 레이턴시를 상당폭 줄이는 효과가 있다. 페이지가 오픈되어
있으면, 이것은 작은 캐쉬 같은 역할을 한다. 오픈된 페이지에서 다음번 데이터를 얻을 수 있으면 레이턴시를 줄일 수 있다. 그렇지 않다면
레이턴시는 올라가게 된다.
DDR SDRAM이나 RDRAM이나 같은 DRAM기술을 응용한다. RDRAM의 경우에는 2 x 16d 개의 뱅크로 구성되는 구조를 가지고
있다. (여기서 d=dependent(의존적)라는 뜻이다) 그러므로 칩 한 개당 32개의 뱅크가 있지만 2개의 뱅크마다 단 1개의
증폭기(sense amp)가 존재한다. 이론적으로 보면 각 칩마다 최대 16개의 페이지를 오픈시킨 상태로 유지할 수 있다. 평균적인
RDRAM 솔루션은 16개에서 32개의 칩을 가지고 있으므로 256개나 512개의 페이지를 오픈시킨 채로 유지할 수 있다는 계산이
나온다. 그러나 이것은 이론일 뿐이고 실제로는 다르다. 그 첫번째 이유로, 대부분의 칩들이 활성 모드에 있지는 않다. 보통, 겨우 4개의
칩만이 활성화되어 유지되므로 최대 64개의 페이지가 한번에 오픈된 상태로 있을 수 있다. 사실 이거는 별로 큰 문제는 아닌데, 왜냐하면
경제학에서의 “한계 체감의 법칙”처럼 오픈된 페이지수가 늘어난다고 해서 그것에 비례해서 성능이 올라가는게 아니라 오픈 페이지수가
늘어날수록 성능 향상의 폭은 줄어들기 때문이다. 페이지를 계속 오픈된 상태로 두는 것의 단점은 다음번에 요구되는 데이터가 오픈된 페이지에
있지 않을 경우 (페이지 미스(miss)) 증폭기속에 자리잡고 있는 열(row)정보는 비워진다음 새 주소를 불러와야 한다는 것이다.
그러므로 RAS와 CAS 레이턴시 외에도 추가적인 레이턴시가 발생하게 된다.
그럼에도 불구하고 평균적으로는 오픈된 페이지가 많을수록 성능은 약간 좋아지는 경향이 있다. i850(E)칩셋은 겨우 8개의 오픈
페이지만을 지원할 수 있으므로 RDRAM의 이러한 장점을 잘 살리지 못한다. 이렇게 각 칩당 뱅크수가 많은 것은 플레이스테이션2 (RDRAM칩을
2개 쓴다)와 같은 기기에만 유용할 뿐이다.
다시 PC얘기로 돌아와서 보면, 이러한 2x16d 뱅크 구조는 사실 지나친 것이다. 이러한 구조는 RDRAM칩의 다이를 SDRAM의
그것보다 크게 하고 수율을 떨어뜨린다. 따라서 얼마전에 소개된 4i RDRAM 구조가 PC에서의 활용 용도로는 훨씬 더 적합하다는 것은
분명한 사실이다. 생산량이 비슷하다면 4i RDRAM은 DDR SDRAM의 생산비와 10%의 차이도 나지 않으면서 실제 측정되는 성능은
종전 구조에 비해 차이가 없다.
하지만 불행하게도 인텔의 Tulloch 칩셋이 취소되었기 때문에 4i RDRAM은 게임 콘솔이나 네트워크 장비에서의 쓰임 정도로 제한될
것으로 보인다. 그러나 SiS의 R658 칩셋이 4i RDRAM을 지원한다는 점이 4i RDRAM의 PC용도 활용에 있어서는 희망적인
것으로 받아들여지고 있다.
여기서 간단하게 정리하고 넘어가보자면,
- RDRAM의 이러한 구조는 사실 PC시장 전체적으로 보면 다음과 같은 이유로 단점이라고 볼 수 있다. 1) 다이가 크고 수율이 낮아 생산비용이 높아진다. 2) 칩셋이 그렇게 많은 오픈 페이지를 지원하지 못해 성능상의 별다른 이득이 없다.
- 적은 수의 칩을 가진 제품 (플레이스테이션2) 에는 약간의 장점이 된다.
6. DDR SDRAM의 장점 : 보다 나은 칩셋 지원
인텔은 RDRAM지원용 칩셋의 개발을 중단했고 대부분의 칩셋 개발 자원을 DDR SDRAM과 DDR-II용 칩셋으로 집중시키고 있다.
결과적으로 이러한 변화가 i845E칩셋을 i850E보다 더욱 발전된 형태로 나오게 만들었다.
첫번째로, i845E는 24개의 오픈 페이지를 지원할 수 있다. 반면 i850(E)는 겨우 8개만 지원한다. 한 개의 양면 모듈은 최대
8개의 뱅크를 가지고 i845E는 2개의 양면 모듈까지 지원한다. 따라서 실제 적용될때에는 i845E가 16개의 오픈 페이지를 유지시킬
수 있어 i850(E)의 그것에 2배에 이른다.
두번째로, i845E는 12단계의 인 오더 큐 (IOQ - 칩셋 버퍼) 를 가지고 있어 최대 12번 연속으로 64비트짜리 데이터를 CPU로
보낼 수 있다. 반면 i850E는 8단계의 IOQ를 가지고 있다.
세번째로, i845E의 재충전 (refresh)이 더욱 다이나믹하다. 위에서 언급했듯이, DRAM 소자는 그 안에 작은 캐퍼시터(축전기)를
가지고 있다. 이 작은 캐퍼시터들은 시시때때로 전류를 흘려보내기 때문에 다시 재충전이 되어야한다. (평균적으로 약 64ms마다 한번씩) 인텔의 보다 유연한 재충전 매커니즘은 어떤 특정 오픈페이지에 데이터가 요청되었을 경우, 그 페이지의 재충전 시기를 뒤로 미룰 수 있는
기능을 가지고 있다. 이런 식으로, i845E칩셋은 가끔식 발생할 수 있는 추가적인 레이턴시의 발생을 막을 수 있다.
여기서의 결론은 다음과 같다.
1. 성능상의 이점은 비록 작다고 할지라도 (1-2%정도) DDR SDRAM의 잠재 성능이 더 효율적으로 이용된다고 볼 수 있다.
7. DDR SDRAM의 장점 : Critical Word First 기능 지원
DDR SDRAM은 Critical Word First 버스팅(Bursting)을 지원한다. 이 기능은 CPU가 인식하는 레이턴시를
줄여준다. 이 기능을 이해하기 위해 예를 들자면, 캐쉬 미스가 발생해서 CPU가 캐쉬라인중 하나를 재충전해야 하는 상황이 오는 경우를
생각해보자. 칩셋에서는 보통 이럴 때에 64바이트짜리 워드(word)를 보낸다. 그러나 이 캐쉬미스를 일으키는 명령은 대부분의 경우 계속
명령을 진행시키기 위한 목적으로는 64비트(8바이트)정도만을 필요로 한다. 이것을 Critical Word 라고 하는데, Critical
Word는 이러한 이유로 우선권을 갖게 된다. 다른말로 하자면, Critical Word가 먼저 전송된 후 나머지 캐쉬라인은 나중에
따라오는 것이다.
RDRAM은 16바이트짜리 조각들을 이용한다. 따라서 64바이트에 달하는 전체 캐쉬 라인이 캐쉬안으로 로드될 필요는 없지만 16바이트
짜리 하나는 로드가 되어야 한다.
여기서의 결론
작지만 무시할 수 없는 약간의 추가적인 레이턴시가 RDRAM에 더해진다.
|
[영상] 메모리 부족 시대 검증된 메모리와 SSD의 더 많은 국내 도입이 절실합니다, 코잇 바이윈(BIWIN) 
