컴퓨터 메모리 장치 개요

* 본 포스팅은 컴퓨터의 이해를 위한 정보 조각입니다.

2. 컴퓨터의 이해 _ 메모리 편

1. 메모리 장치의 종류

컴퓨터에 쓰이는 메모리 장치는 대표적으로 하드디스크, 광 디스크, 플래시 메모리(Flash Memory) 그리고 램(Random Access Memory)이 있습니다. 근래에 들어와서는 SSD(Solid State Drive)의 빠른 부팅 속도와 적은 소음으로 보편화되면서 보조 기억 장치로 SSD가 많이 사용되는 추세입니다.  비싸다는 단점이 있지만, 속도, 소음, 그리고 소형화로 효율적인 컴퓨터 구성이 가능하므로 SSD가 보조기억장치로 전환되어 앞으로 하드디스크는 잘 사용되지 않게 될 전망으로 보입니다.

2. 메모리 장치 간단한 원리

A. 하드 디스크(Hard Disc Drive)

하드디스크는 전형적인 보조 기억장치이고, 비휘발성 메모리 장치입니다. 디스크 모양의 플래터를 회전시키고, 이 회전체에 의한 자기장의 패턴으로 정보를 기억하고 불러옵니다. 다시 말해서, 금속 재질인 플래터가 회전하고 데이터를 읽고 쓰는 헤드를 통해서 데이터가 저장되면, 자기장의 밀도변화가 발생합니다. 이를 통해서 하드디스크는 정보를 저장하고 읽는 것이 가능합니다. 

B. 광 디스크(Optical Disc)

광 디스크는 우리가 흔히 많이 보는 CD(Compact Disc)를 의미합니다. 하드디스크와 비슷하면서도 다른 것은 디스크에 파인 홈을 통해서 1과 0을 레이저의 반사를 측정함으로써 데이터를 읽는 것이 가능합니다. 따라서 데이터를 읽거나 쓰기 위해서는 추가적인 장비인 롬(ROM)이 필요합니다. 비슷한 점은 보조 기억장치이며, 비휘발성이라는 점입니다.

C. 플래시 메모리(Flash Memory)

플래시 메모리는 우리가 흔히 보는 USB(Universal Serial Bus)로 반도체 메모리입니다. 물론 모든 USB가 플래시 메모리에 속하는 것은 아닙니다. 이 플래시 메모리는 전기적으로 데이터를 지우고 쓴다는 점에서 비휘발성 메모리이며, 보조 기억장치로 많이 쓰입니다. 

D. 램(Random Access Memory)

컴퓨터에서 작업 중 또는 동작 중인 프로그램은 CPU를 통해서 연산을 수행하며, 필요한 데이터는 이 램에서 읽고 쓰이게 됩니다. 따라서 이 램은 주 기억 장치라고 불리며, 주로 사람의 작업기억에 비유되곤 합니다. 일반적으로 이 램은 전원이 꺼지면 데이터 또한 사라지는 휘발성 메모리입니다. 하지만, 그 데이터가 바로 차단되느냐 아니면 일정 시간이 지나서 차단되느냐에 따라서 에스램(SRAM)과 디램(DRAM)으로 종류가 나뉩니다. 

 

먼저 에스램의 경우, 트랜지스터로 구성되어 논리 회로를 플리 플롭(Flip-Flop)이라 불리는 회로를 통해서 메모리를 유지합니다. 반면, 디램의 경우, 동적 램으로써, 축전기로 이루어진 회로가 축전기의 충전상태에 따라 주기적으로 정보를 기록합니다. 지속적인 충전이 필요하기 때문에 플래시 메모리이며, 꺼진 뒤에도 방전될 때까지 그 기억 상태를 유지합니다. 

 

* 메모리의 성능은 메모리 대역폭(Memory Bandwidth)과 메모리 지연시간(Memory latency)으로 판단합니다.

메모리 대역폭의 경우, 프로세서(Processor)에 의한 데이터의 읽기와 저장 속도에 대한 용어입니다. 메모리 지연시간의 경우, 프로세서에 의한 데이터 요청에 따른 대기시간입니다. 두 용어 모두 CPU(Central  Processing Unit)에 대한 개념이 필요하므로 간단히 언급만 하고 후에 또 다루겠습니다. 

 

3. 메모리의 연결

메모리는 CPU라 불리는 중앙 처리 장치와 주소 버스, 제어 버스, 그리고 데이터 버스를 통해서 연산장치와 메모리 간의 데이터 통신을 수행합니다. 

 

메모리 개요

 

CPU의 명령연산에 의해서 데이터가 저장되고 출력되는 것이 바로 컴퓨터의 동작입니다.