DDR3 SDRAM+인텔P35, 그 특징과 성능은? Page 6:: 보드나라

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전송 2007-06-27 00:00

[스페셜]
DDR3 SDRAM+인텔P35, 그 특징과 성능은?

1. 처음	2. DDR3 SDRAM의 특징 및 장점
3. Kingston DDR3-1066 SDRAM	4. DDR2&DDR3 콤보, 기가바이트 P35R-DS3R
5. DDR3 SDRAM 테스트 시스템 및 방향	6. 성능-메모리 데이터 전송률 및 레이턴시
7. 성능-Super PI, PCMark05	8. 성능-소비전력 및 오버클럭
9. DDR3 SDRAM, 아직은 이르다!

6. 성능-메모리 데이터 전송률 및 레이턴시

Intel P35 칩셋 기반의 준 플래그쉽 모델

테스트에 앞서 DDR2 및 DDR3 메모리의 클럭별 타이밍을 살펴보면 다음과 같다.

종류	tCL	tRCD	trp	tRAS	설정
DDR2-800	4	4	4	12	Manual
DDR2-800	5	5	5	18	Auto
DDR3-800	5	5	5	18	Manual
DDR2-1066	5	5	5	18	Manual
DDR3-1066	5	6	6	18	Manual
DDR3-1066	7	7	7	20	Auto
DDR3-1333	9	9	9	25	Auto

우선 DDR2 메모리의 경우 정규 클럭인 DDR2-800일 때에는 메모리 스펙상의 규격과 동일한 5-5-5-18 타이밍을 설정하였으며 CL값을 4로 낮춘 후 동작 테스트를 통해 가장 안정적인 4-4-4-12 타이밍도 추가하였다. 이밖에 DDR2-1066 설정일 때에는 정해진 기준이 없기 때문에 자동 타이밍 설정을 하지 않고 DDR2-800과 동일한 타이밍을 설정하였다.

DDR3 메모리의 경우 1066MHz부터 시작하기 때문에 DDR3-800일 때의 타이밍은 DDR2-800일 때와 동일하게 설정하였다. 이는 동일한 클럭과 타이밍을 갖는 DDR2/DDR3 메모리의 성능을 간접적으로 비교하기 위함이다. 또한 DDR3-1066의 경우 스펙상의 7-7-7-20 타이밍 이외에 DDR2-1066과의 비교를 위해 5-6-6-18로 타이밍을 적용한 것도 추가하였다. (DDR3-1066의 경우 5-5-5-18 타이밍 적용시 정상적인 동작을 보이지 않았다.) 그외 CPU FSB를 333MHz로 설정하였을 때 얻을 수 있는 DDR3-1333의 경우 자동타이밍을 적용하였다.

이번 테스트의 목적은 크게 두가지로 나눌 수 있다.

우선 시스템 버스 클럭이 동일 (1066MHz 또는 1333MHz)할 때 DDR2와 DDR3 메모리 간의 성능 향상이 있는지를 살펴봄으로써 차후에 출시될 FSB 1333MHz 프로세서를 사용할 때 어떤 메모리 조합이 뛰어난지를 살펴볼 수 있다.

두 번째로는 DDR2 및 DDR3 메모리에 동일한 클럭속도 및 타이밍을 적용하였을 경우 앞서 동작클럭과 CL과의 조합을 통해 지연시간이 결정된다는 내용이 과연 맞는지, 그리고 그로 인해 최적의 메모리 조합은 어떠한지를 살펴볼 수 있다.

메모리 버스 데이터 전송률

우선 Sandra XI를 통해 시스템 버스를 1066MHz로 설정하였을 경우 DDR2 및 DDR3 메모리의 메모리 버스 데이터 전송률을 살펴보도록 하자.

결과에서 볼 수 있듯이 가장 낮은 데이터 전송률을 제공하는 것은 DDR2-800(5-5-5)으로 듀얼 채널 구성시 이론상으로는 최대 12.8GB/s를 전송할 수 있지만 실제 테스트 결과로는 5.4GB/s의 데이터 전송률을 보여주고 있다.

동일한 타이밍을 적용한 DDR3-800의 경우 근소한 차이로 DDR2-800을 앞서고 있지만 오차범위를 생각한다면 동일한 값이라고 볼 수 있다. 이에 비해 타이밍을 4-4-4-12로 조인 DDR2-800은 약 100MB/s 정도 전송률이 향상된 것을 확인할 수 있다.

DDR2-1066의 경우 5-5-5-18의 동일한 타이밍의 DDR2-800에 비해 5% 가량 성능 향상을 보여주고 있으며 자동 타이밍 설정으로 한 DDR3-1066 메모리는 DDR2-1066과 동일한 전송률을 보여주고 있다. 다만 5-6-6-18 타이밍으로 설정된 DDR3-1066의 경우 DDR2-1066보다도 높은 5.8GB/s 전송률을 제공한다.

이렇듯 DDR2 및 DDR3 메모리의 경우 동일한 클럭과 동일할 레이턴시를 적용했을 경우 데이터 전송률은 거의 동일하며 1066MHz 동작으로 얻을 수 있는 성능 향상도 5%선에 머물기 때문에 결론적으로 FSB 1066MHz 시스템에서는 DDR3-1066 메모리로 얻을 수 있는 이득은 거의 없다고 할 수 있다.

이번에는 시스템 버스를 FSB 1333MHz로 오버클럭을 한 후의 결과를 살펴보도록 하자. 이렇게 시스템 버스가 향상됨에 따라 대역폭도 8.4GB/s에서 10.6GB/s로 향상이 되기 때문에 전체적인 성능 향상을 기대할 수 있다.

이전 테스트 결과와 비교해보면 동일한 타이밍일 때 DDR2-800과 DDR3-800 메모리는 모두 6.1GB/s의 데이터 전송률로 거의 동일한 성능을 보여주고 있다. 그리고 DDR2-1066과 DDR3-1066 메모리일 경우에 자동 타이밍에서는 DDR3-1066이 약간 쳐지는 모습을 보여주고 있지만 5-6-6 타이밍으로 설정할 경우 DDR2-1066보다 100MB/s 정도 전송률이 증가한다.

DDR3-1333 메모리의 경우 CL9임에도 불구하고 6.8GB/s의 전송률로 DDR2-1066 / DDR3-1066 메모리보다 400MB/s 정도 높은 전송률을 보여주고 있지만 클럭 및 대역폭 향상을 감안한다면 시스템 버스가 FSB 1333MHz 일때에도 DDR3-1333 조합은 크게 성능 향상을 이끌어 내지 못하고 있다.

레이턴시

앞서 DDR3 메모리의 특징에 대해서 설명할 때 레이턴시가 개선이 되었다고 언급하였었다. 이는 기존의 단순한 CL의 값이 아닌 클럭을 고려해야 한다는 메모리 제조사의 주장이 반영된 것으로 DDR3 메모리의 경우 CL=5부터 시작하지만 클럭은 1066MHz부터 시작하기 때문에 결론적으로는 DDR2 메모리보다 빠른 레이턴시를 갖춘다는 것이다.

그렇다면 앞서 테스트 설정을 그대로 적용하였을 경우 Everest 내에 있는 Latency 측정 항목을 통해 메모리별 레이턴시를 살펴보도록 하자.

결과에서 볼 수 있듯이 시스템 버스가 1066MHz에서 1333MHz로 대역폭이 커진만큼 메모리 전체의 레이턴시도 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

동일한 타이밍을 적용한 DDR2-800과 DDR3-800 메모리의 경우 오히려 DDR2 메모리쪽이 좀더 낮은 레이턴시를 보여주고 있으며 이에 비해 DDR2-1066과 DDR3-1066일 경우에는 반대로 DDR3-1066의 레이턴시가 낮은 결과를 보여주고 있다.

DDR2-800과 DDR3-800 메모리의 테스트 결과가 다른 테스트와 상이한 이유는 DDR3 메모리가 최소 1066MHz로 동작하도록 설계된 탓에 800MHz 동작시의 메모리 타이밍상의 세부값이 제대로 설정되어 있지 않은 탓으로 여겨진다. 실제 Everest 항목을 통해 두 메모리간의 타이밍값을 살펴보면 tRFC (Row Refresh Cycle Time) 항목의 값에서 차이를 보인다.

tRFC는 DRAM 회로에 적합한 리프레쉬(=재충전)를 위해 꼭 필요한 메모리 타이밍 변수로 메모리의 용량에 따라 최소값이 달라진다. 만약 불충분한 tFRC값이 적용되면 각 DRAM내의 셀간의 불완전한 리프레수가 발생하여 시스템의 성능저하나 부팅이 불가능한 경우가 발생한다. 이에 메인보드 및 칩셋 제조사들은 바이오스에 사용되는 tRFC값이 사용되는 메모리 용량에 맞게 적절한 요구값이 갖고 있는지 확인을 해주게 된다.

JEDEC에는 메모리 칩당 tFRC의 표준 스펙을 제공하고 있으며 이를 이용해 DDR2 메모리 클럭과 용량에 따른 fRFC 값을 정리하면 다음과 같다.

DDR2 클럭	tCK	용량
DDR2 클럭	tCK	256Mbit	512Mbit	1GBit	2GBit
tRFC 최소값		75	105	127.5	195
DDR2-533	3.75ns	20	28	34	52
DDR2-667	3ns	25	35	34	65
DDR2-800	2.5ns	30	42	43	78
DDR2-1066	1.87ns	40	56	68	104

참고로 메모리 칩당 용량이 512Mbit라고 한다면 이는 64MB 용량인 칩을 탑재한 메모리 모듈의 경우 105ns가 표준이라는 것을 의미한다. 즉, 이는 단면 구성 512MB (64MBx8개), 또는 양면구성 1GB (64MBx16개)인 메모리 모듈이 이에 해당한다.

물론 이것은 어디까지나 JEDEC에서 제안한 규격으로 OCZ나 Kingston등의 고급 모듈을 사용한 메모리들은 trFC 60~80ns 정도도 버틸 수 있기 때문에 그만큼 내구성이나 안정성면에서 뛰어나며 이 경우 오버클럭에도 보다 유연한 모습을 제공한다.

다시 본론으로 들어가 800MHz 클럭일 때의 DDR2 및 DDR3 메모리의 tRFC값은 각각 36ns, 58ns로 DDR2 메모리의 경우 표준보다 낮은 tRFC값을 제공하고 있다. 실제로 DDR3 메모리의 tRFC의 값을 42ns로 낮게 설정할 경우 약 50MB/s정도의 전송률 상승과 DDR2-800과 거의 동일한 레이턴시를 제공한다.

DDR3-1333 메모리의 경우 높아진 클럭에 비례해 CL값도 증가하고 있기 때문에 실제 레이턴시의 감소폭은 적은 편으로 결과에서 볼 수 있듯이 DDR2-1066(5--5-5)와 동일한 64.5ns의 값을 보여주고 있다. 즉, 시스템 버스가 1333MHz FSB로 상승되더라도 오버클럭된 DDR2-1066 메모리와 레이턴시 값은 별반 차이가 없는 모습을 보여주고 있으며 이는 현재 구조로는 DDR3-1333의 제대로 된 성능을 이끌어 내지 못한다는 것을 의미한다.