DDR5, DDR4, DDR3, DDR2, DDR의 사용 전압과 속도, 핀 비교 호환성은?

 

소개

  오늘은 컴퓨터의 필수 메모리인 RAM의 표준인 DDR(Double Data Rate)의 세대간 차이에 대하여 알아보도록 하겠습니다. DDR은 성능 향상과 전력 소비 감소를 목표로 하여 각각 다른 세대로 발전되어왔습니다. 
 ( RAM 의 원리는 컴퓨터 구조 시간에 배울 수 있습니다. https://yz-zone.tistory.com/89 )

[ 컴퓨터구조 ] 5.6 DDR SDRAM

 
이 글에서는 DDR, DDR1, DDR2, DDR3의 주요 차이점을 설명하고자 합니다.
 

표1. 세대별 차이점 

세대	전압(V)	클럭속도(MHz)	데이터 전송률(MB/s)	데이터 버스 (비트)	핀 수
DDR1	2.5	200-400	3200	64	184
DDR2	1.8	400-1066	8500	64	240
DDR3	1.5	800-2133	17000	64	240
DDR4	1.2	2133-4266	34000	64	288
DDR5	1.1	3200-6400	51200	64	288

  눈으로 보았을 때, 가장 큰 차이는 모양입니다. 각 세대는 서로 호환이 불가능 하도록 Module Key 라고하는 슬롯 홈이 파여져 있기 때문입니다. 기술이 발전함에 따라 사용 전압이 낮아져 전력효율이 좋아졌고,  보드의 핀 수의 증가로 데이터 전송량이 많아졌습니다. 가장 최근인 DDR5의 사용전압은 1.1V까지 낮아졌고, 핀 수는 288개인 것을 확인할 수 있습니다. 
 
  아래는 DDR5의 구조와 슬롯 홈의 위치를 나타내는 사진입니다.

DDR5의 구조 : 전압관리 칩인 PMIC와 저항, 캐패시터, 인덕터 그리고 DRAM의 조합으로 이루어져있다. 

 많이들 궁금해하시는 DDR4와 DDR5는 세대가 달라서 홈의 위치가 다릅니다. 따라서 호환 사용이 어렵습니다.


각 세대별 간단한 설명과 특징은 다음과 같습니다. 

1. DDR5

  DDR5는 2021년 출시되어 최신 메모리 세대로써 더 높은 클럭 속도와 데이터 전송률을 제공합니다. 또한, DDR4에 비해 더 낮은 전압(1.1v)에서 동작하여 전력 효율이 좋고, 더 큰 용량의 메모리를 지원합니다. 

• 높은 클럭속도 : 최대 6400MHz까지 지원
• 데이터 전송률 : 최대 51200MB/s 까지 가능
• 낮은 동작 전압 : 1.1V의 낮은 전압에서 동작
• 더 큰 용량 지원: 모듈당 더 많은 용량
• 강화된 오류 수정 기능: 강화된 오류 수정 기능을 제공하여 데이터 무결성과 안정성을 개선
• 역방향 호환성 제한: DDR5는 물리적으로 DDR4 슬롯에 끼워지지 않으므로 기존 DDR4 시스템과 호환되지 않습니다. 따라서 DDR5를 사용하려면 DDR5 지원 메인보드와 함께 사용

2. DDR4

  DDR4는 2014년에 출시되었습니다. 이전의 DDR 표준과는 물리적으로 다른 슬롯을 사용하기 때문에, DDR4 메모리는 이전 시스템과 호환되지 않습니다. 

• 높은 클럭속도 :  2133MHz에서 4266MHz 지원
• 데이터 전송률 :  최대 34000MB/s 까지 가능
• 낮은 동작 전압 : 1.2V의 낮은 전압에서 동작 
• DDR4는 DDR3보다 낮은 전력 소비와 더 높은 용량을 지원합니다.
• 모듈당 288핀을 사용합니다.

3. DDR3

  DDR3은 2007년에 출시되었으며, DDR2의 한계를 극복하기 위해 개발되었습니다. 더 높은 클럭 속도와 데이터 전송률을 제공하며, 더 낮은 전력 소비를 이루어냅니다.

• 클럭속도 :  800MHz에서 2133MHz 지원
• 데이터 전송률 :  최대  17000MB/s 까지 가능
• 동작 전압 : 1.5V의 낮은 전압에서 동작 
• DDR3는 DDR2보다 낮은 대기 시간과 더 높은 대역폭(bandwidth)을 제공
• 모듈당 240핀을 사용합니다.

4. DDR2

  DDR2는 2003년에 소개되었습니다. DDR2는 더 높은 클럭 속도와 데이터 전송률을 지원하며, 낮은 전력 소비를 제공합니다. 이전 DDR과 마찬가지로, DDR2도 각 클럭 사이클마다 한 번의 데이터 전송을 수행합니다.

• 클럭속도 :  400MHz에서 1066MHz 지원
• 데이터 전송률 :  최대  8500MB/s 까지가능
• 동작 전압 : 1.8V의 낮은 전압에서 동작 
• DDR2는 DDR보다 약간 더 높은 대기 시간(latency)을 가지지만, 전반적으로 더 뛰어난 성능을 제공
• 모듈당 240핀을 사용합니다.

5. DDR (DDR1)

  DDR은 2000년에 처음 도입되었으며, 이전의 SDRAM(동기식 동적 RAM)보다 더 빠른 데이터 전송 속도를 제공했습니다. DDR은 메모리 클럭이 한 사이클당 한 번 데이터를 전송하는 방식으로 동작합니다. 따라서 DDR은 '1차 버스 사이클당 1번'의 데이터 전송을 의미합니다.

• 클럭속도 :  200MHz에서 400MHz 지원
• 데이터 전송률 :  최대 3200MB/s 까지가능
• 동작 전압 : 2.5V의 낮은 전압에서 동작 
• 64비트 데이터 버스를 사용합니다.
• 모듈당 184핀을 사용합니다.
• 이제는 거의 찾아보기 어렵다. 

결론

  DDR, DDR1, DDR2, DDR3, DDR4은 각 세대마다 성능과 전력 소비 면에서 진화하였습니다. 현재는 DDR4가 최신 메모리 표준이며, DDR5가 점차 시장에 등장하고 있습니다. 메모리 선택 시, 시스템과 호환성을 고려하고 필요한 성능과 용량을 고려하는 것이 중요합니다. 최신 시스템은 더 높은 성능을 위해 DDR4 또는 DDR5 메모리를 사용하는 것이 좋습니다.