||1DDR3 메모리가 나온지도 제법 됐는데, 그 동안 DDR3에 대해 괜찮게 설명한 글을 찾지 못하여 올리질 못하다가 www.expreview.com에서 괜찮은 글을 발견하여 올립니다.

분량이 스페셜 게시판에 올리기엔 좀 부족한 감이 없잖아 있지만, DDR3 정도 되면 이정도 대우는 해줘야 될 것 같아서 여기로 올립니다.

그리고 쓸데없이 내용이 어렵다는 평가를 자주 봅니다만, 그건 제가 아는게 X도 없으면서 아는척을 하려니 그렇게 된 것이니 -_-a 어쩔 수가 없지 말입니다.


DDR2-800에게 닥친 도전

고급형 CPU가 계속 출시되면서 DDR2-667 메모리는 이미 고급형 CPU가 필요로 하는 메모리 대역폭을 만족하지 못하게 되었고, DDR2-800 메모리가 DDR2-667의 뒤를 이어 메인스트림급 상품으로 자리잡게 되었습니다.

하지만 CPU의 FSB가 계속 올라가면서 DDR2-800 메모리 역시 시스템 성능의 병목 현상을 일으키게 되는 잠재적인 요소로 등극하게 되면서, 차세대 CPU에 맞춘 더 높은 클럭의 메모리가 필요하게 된 것입니다.

하지만 JDEC(Joint Electrion Device Engineering Council)이 제정한 DDR2 표준은 800MHz가 최고 클럭이고(지금 시장에 출시된 DDR2-1066 메모리는 DDR2의 표준 클럭이 아닙니다), DDR2 설계 자체의 한계 때문에 더 높은 대역폭을 필요로 하는 플랫홈에서는 사용하기가 힘들게 되면서, 새로운 메모리 표준의 등장이 필요하게 된 것입니다.



최근의 IDF(Intel Developer Forum)에서 인텔은 DDR2-800에게 닥친 몇가지 문제를 제시하였습니다.

DDR2는 지금 CPU의 발전 추세를 따라가지 못하며, 코어클럭이 200MHz를 넘는 DDR2 메모리는(DDR2-1066의 코어 클럭은 266Mhz 입니다. 여기에 4를 곱한게 흔히 말하는 DDR2의 클럭입니다) 생산에 있어서 매우 어려움이 크며, 수율이 낮고(수율은 생산 과정에서 정상품이 나오는 비율입니다. 오버클럭커들이 오버가 잘되니 안되니 할때의 그 '수율'은 잘못된 단어입니다), 속도가 빨라지면서 전력 소모량 역시 높아지게 됩니다.

뿐만 아니라 더 빠른 속도를 위해서는 신호의 안정성을 유지해야만 하는데, 지금 DDR2 성형 위상 구조로는 만들기가 매우 어려우며, 메모리 슬롯 회로의 전력 소모와 메모리의 속도가 정비례하여 올라가는 문제가 존재합니다. 전력 소모량을 줄이기 위해서는 코어 전압을 낮춰야 하겠지만, 이 경우에 메모리의 안정성에 반드시 영향을 주게 됩니다.

그리하여 인텔은 'DDR3 메모리는 800Mhz가 넘는 메모리를 만드는 최선의 해결책이다'라는 주장을 제기하게 됩니다.



실제로 인텔이 발표한 3시리즈 칩셋은 DDR3 메모리의 지원이 추가되어 있습니다. P35와 G33, X38까지 모두 DDR3 메모리를 지원합니다.



AMD의 데스크탑 로드맵에도 DDR3 메모리의 지원 계획이 존재합니다.


좀처럼 나오지 않는 DDR3

DDR3(Double Data Rate 3)은 새로운 단어가 아닙니다. 일찌기 2001년에 JDEDC는 DDR3 표준의 제정을 시작했지만, 그것이 완성된 것은 겨우 얼마 전의 이야기입니다.



컴퓨텍스 2006에 전시된 DDR3 메모리 실물. 제조사는 Elixir.

DDR3 메모리의 실물이 등장한 것은 작년의 컴퓨텍스에서였습니다. Elixir에서 512MB의 DDR3-1066(PC3-8500) 메모리를 전시한 것입니다.

하지만 2006년은 바로 DDR2가 DDR 메모리를 완벽하게 대체한 시기였기 때문에, DDR3에 대한 관심은 그리 크지 않았습니다. 2007년이 되서야 DDR3에 대한 관심이 높아지면서 DDR3의 표준 스펙 제정 작업에 박차를 가하게 됩니다.



2007년 6월 26일. JEDEC이 정식으로 DDR3의 표준 제정을 완성하였다고 발표하였습니다.

2007년 6월 26일은 DDR3에게 있어서 그 의미가 큰 날입니다. 이때 비로소 DDR3의 표준이 탄생하였던 것입니다.


DDR3 메모리의 장점

최근의 IDF에서 인텔은 DDR3 메모리의 장점을 다음과 같이 개괄하였습니다.



성능과 확장성. 저전력 구조, 낮은 코어 전압, 고용량등의 장점이 있습니다. 어차피 나중에 설명하게 될테니 여기서는 자세히 번역하진 않습니다.



DDR3과 DDR2의 스펙 비교입니다. 어떤 것들이 바뀌었는지 아래 글에서 보도록 하겠습니다.


DDR3 코어 설계 : 8비트 프리패치, 대역폭 상승의 중요 기술

이 글을 시작할때, DDR3가 생겨나게 된 원인은 CPU FSB의 증가에 따라서 더 큰 메모리 대역폭을 필요로 하기 때문이라고 말하였습니다. 이건 곧 DDR3의 존재 의미가 DDR2보다 더 높은 데이터 전송률을 제공하는 것이라고 말할 수도 있겠습니다. 아래는 DDR2/DDR3 메모리의 대역폭입니다.



코어 클럭이 똑같다고 가정했을 경우, DDR3는 DDR2보다 2배 더 큰 대역폭을 제공합니다. 코어 클럭 266Mhz짜리 DDR3 메모리가 나온다면 전송 클럭은은 2133MHz가 되며 듀얼채널 대역폭은 34GB/s에 이르게 되는 것입니다.



DRAM 셀의 코어 클럭을 높이는 것은 비교적 어려울 뿐만 아니라 제조 단가도 상대적으로 높아지게 됩니다. DDR2-800의 코어 클럭은 200Mhz에 도달한 상태입니다. 

외부 데이터 전송률과 코어 속도 사이의 모순을 해결하기 위해서는 반드시 새로운 기술을 통해 데이터 전송률이 늘어나도록 유지해야만 하며, DDR3 메모리의 8비트 프리패치가 바로 그런 목적으로 생겨난 기술입니다.

DDR3-800 셀의 코어 클럭은 100Mhz밖에 안되지만, 8비트 프래패치를 사용하여 코어클럭 200MHz인 DDR2-800과 똑같은 대역폭을 제공합니다. 이러한 병행 처리 방식을 통해 내부 대역폭을 증가시킴으로서 더 높은 클럭을 가능하게 하는 것입니다.



프리패치는 신기술이라고 할 수도 없습니다. 프리패치는 일찌기 DDR1부터 쓰이기 시작했던 것으로서, DDR의 정의를 설명할때 흔히 '하나의 클럭 사이클에서 상행선과 하행선이 모두 데이터를 전송하기에 SDRAM보다 한배 더 빠르다'고 말하는데, 이때 상행에서 1비트, 하행에서 1비트의 데이터를 전송, 1 클럭 사이클에 모두 2비트 데이터를 노스브릿지에 전송하는 것이지만, 이 2비트 데이터를 먼저 셀에서 꺼내와야만 출력이 가능합니다.

바꿔 말해보면, 한번에 2비트 데이터를 읽어들이고, I/O 클럭의 상/하행에 모두 출력하는 것이 2비트 프리패치인 것입니다. 이는 상당히 표면적인 해석으로서, 실제로는 더욱 복잡합니다. 어쨌건 여기서 기억해 둬야 할 것은 2비트이기 때문에 2배의 대역폭이 나온다는 것입니다.



DDR2에서는 4비트 프리패치를 사용하여, 셀에서 한번에 4비트의 데이터를 가져오고 이를 I/O 클럭의 상/하행에 출력하게 됩니다. 4비트는 2 클럭 사이클만에 전송을 끝내며, 이는 DDR2의 I/O 클럭이 셀 클럭의 2배가 되는 원인이기도 합니다.

DDR3에서는 8비트 프리패치가 쓰이게 됩니다. 셀에서 한번에 8비트 데이터를 가져와서 I/O 포트의 상/하행에 출력합니다. 8비트는 4 클럭 사이클만에 전송을 완료하게 되며, 따라서 DDR3의 I/O 클럭은 코어 클럭의 4배가 됩니다. 또한 상/하행을 모두 사용하여 데이터를 전송하기 때문에, 실제 데이터 전송 클럭은 코어 클럭의 8배가 됩니다.

즉, 코어 클럭이 200Mhz인 DDR3-1600 메모리는 그 I/O 클럭이 800Mhz이고, 유효 데이터 전송 클럭은 1600Mhz가 되는 것입니다. 따라서 8비트 프리패치는 DDR3 대역폭에서 제일 중요한 기술이고, 이것이 바로 동일한 코어 클럭에서 DDR3의 대역폭이 DDR2의 2배가 되는 원인입니다.

DDR3 : 더 낮은 전력 소모를 위한 구조



킹스톤의 DDR3-1066 메모리. 1.5V라고 표기되어 있습니다.

메모리 클럭이 놀아질수록 전력 소모량 역시 높아지게 됩니다. 따라서 차세대 메모리는 모두 전력 소모량의 개선이 이루어지게 됩니다.

제일 기본적인 방법은 코어 전압을 낮추는 것으로서, DDR1의 코어 전압은 2.5V, DDR2의 코어 전압은 1.8V, DDR3의 코어 전압은 1.5V입니다.



DDR3 메모리 모듈은 DDR2보다 대역폭대 전력 소모 비율(Bandwidth per watt)이 더 우수합니다. DDR2-800 메모리를 기준으로 하였을 경우, DDR3-800이나 DDR3-1066의 전력 소모 비율은 0.72x와 0.83x에 불과합니다. 메모리의 대역폭만 개선된 것이 아니라 전력 소모량 역시 전보다 나아진 것입니다.

코어 전압을 낮추는 것 외에도, DDR3는 전력 소모량을 줄이기 위해 여러가지를 개선하였습니다.


Reset

리셋은 DDR3에 새로 추가된 중요한 기능으로서, DDR3의 초기화 처리가 아주 간단하게 되었습니다. 리셋 명령이 발동하면 DDR3 메모리의 모든 조작이 멈추게 되며, 최소한의 작동 상태로 바뀌면서 전기를 덜 사용하게 됩니다.

리셋 중에는 DDR3 내부의 대부분 기능이 모두 꺼지기 때문에, 데이터 수신과 송신 부분도 모두 꺼지게 됩니다. 모든 내부 프로그램 장치는 원래 위치로 돌아가며, DLL과 클럭 회로가 멈출 뿐만 아니라, 데이터 버스 역시 작동하지 않기 때문에, DDR3가 최대 절전 모드로 변하는 것입니다.

사실, 컴퓨터 제조사에서는 예전부터 이런 기능을 넣어달라고 요구하였지만, DDR3부터 채택이 된 것입니다.



DDR3 저전력 모드에서 실제 프로그램 실행시의 차이. 노트북에서의 배터리 사용량이 확실하게 줄어들었습니다.


Self-Refresh Temperature

DRAM은 계속 리프레시를 해야만 데이터를 보존할 수 있으며, 이는 DRAM의 제일 중요한 조작이기도 합니다. 리프레시는 2가지로 나뉘는데 하나는 Auto Refresh이고 다른 하나는 Self Refresh입니다.

전기를 최대한도로 절약하기 위해서, DDR3는 새로운 Automatic Self-Refresh를 추가하였습니다. 오토매틱 셀프 리프레시를 시작하면 DRAM 칩에 내장된 온도 센서가 리플레시 클럭을 조절하게 되는데, 이는 리프레시 클럭이 높을수록 온도 역시 높아지기 때문입니다. 만약 온도 센서가 데이터의를 보존할 수 있다고 판단하면, 리프레시 클럭을 낮춰서 온도를 낮추게 됩니다.

하지만 DDR3 메모리에서 오토매틱 셀프 리프레시는 필수가 아닌 선택 사항이며, 현재 시장에 출시된 DDR3 메모리 중에는 이 기능을 지원하는 것이 없습니다. 따라서 또다른 부가 기능이 필요하게 되는데 그것이 바로 Self-Refresh Temperature인 것입니다.

모드 레지스트를 통해서 2개의 온도 범위를 설정하는데, 하나는 일반적인 온도 범위이고(예를 들면 0도에서 85도 사이), 다른 하나는 확장 온도 범위입니다.(최고 95도) DRAM 내부에 설정된 두가지 온도 범위에 따라서 DRAM은 고정된 클럭과 전류의 리프레시 조작을 하게 되는 것입니다.


Partial Array Self-Refresh

이것도 DDR3의 선택 사항입니다. 이 기능을 통해 DDR3 메모리 칩은 부분 로지컬 뱅크 뱅크를 인식할 수 있으며, 전부를 리프레시할 필요가 없기 때문에 리프레시 과정 중에서 소모하는 전력을 최대한도로 줄일 수가 있습니다.

이 기능은 노트북 컴퓨터에서 더욱 중요하며, 노트북 컴퓨터 제조사에서 시스템이 최고 성능 모드로 작동할때, 더 적은 리프레시 순환을 통해 전력 소모량을 더욱 줄일 수 있게 됩니다.


DDR3 : 고밀도와 고용량

응용 프로그램의 발전에 따라, 특히 윈도우즈 비스타가 보급되면서 사람들을 더더욱 대용량 메모리를 필요로 하고 있습니다. 2007년에 1GB 메모리는 의심할 여지 없이 주류 상품으로 자리잡았으며, 내년에는 2gB 메모리의 수요가 더욱 늘어나게 될 것입니다.



고밀도 메모리 칩은 DDR3의 개선점 중의 하나입니다. DDR2의 용량은 256MB부터 4GB까지 가능했지만, DDR3는 최고 8GB의 용량이 가능합니다. 8GB는 8개의 로지컬 뱅크가 있어야만 가능한 용량이며, 실제로 DDR3는 앞으로 대용량 칩의 요구에 따라 16개의 로지컬 뱅크를 준비하고 있습니다.

로지컬 뱅크는 여러개의 셀이 종횡으로 교차되어 구성된 배열(어레이)로서, 간단하게 말하면 '메모리의 용량=셀의 갯수 x 셀 유닛 용량'이며, '셀의 갯수=행 x 열 로지컬 뱅크 수량'입니다. 따라서 로지컬 뱅크의 수가 많아질수록 메모리 용량은 더욱 늘어나게 되는 것입니다.



로지컬 뱅크의 구조입니다. 행(Row)와 열(Column) 주소를 통해 셀을 표시합니다.

하지만 똑같이 8개의 로지컬 뱅크가 있는 DDR2는 최대 용량이 4GB밖에 되지 않는데, DDR3은 8GB까지 가능한 것일까요. 그것은 DDR3의 셀 용량이 DDR2보다 늘어났기 때문이며, 이는 DDR3 메모리 칩을 고밀도 칩이라고 말하는 이유이기도 합니다.

고밀도의 DDR3 메모리 칩이 보급되려면, 고용량 메모리의 제조 원가와 패키징 작업의 제조 원가가 하락해야만 합니다. 아직 DDR3 메모리가 비싼 원인도 여기서 찾을 수 있겠습니다.

성능을 놓고 본다면, 더 많은 로지컬 뱅크를 사용한다는 것은 뱅크 버스트가 줄어들고, 주소를 찾는 시간이 단축된다는 의미이며, 주소 탐색 명중률이 향상되며 레이턴시 사이클이 줄어든다는 이야기이기도 합니다.

하지만 더 많은 로지컬 뱅크를 만들기 위해서는 공정이 복잡해지고, 제조 원가가 증가합니다. 일찌기 램버스는 32개의 로지컬 뱅크를 사용하였는데 그것은 램버스 RD램의 가격 이 비싼 원인의 하나이기도 했습니다. 지금 상황을 놓고 본다면 8개의 로지컬 뱅크는 가격과 성능 사이에서 균형을 잘 맞춘 선택이라고 할 수 있겠지요.


DDR3 : 레이턴시의 증가 문제



DDR3의 I/O 클럭이 DDR2보다 배로 늘어나면서, 고클럭에서 데이테를 정확하게 전달하기 위해 DDR3의 전체적인 레이턴시는 DDR2보다 높아졌습니다. 이런 상황은 일찌기 DDR2가 DDR을 대체할때도 일어났던 일이며, 이렇게 레이턴시의 증가가 메모리 클럭이 높아지면서 생기는 장점을 일부 감소시키는건 사실이지만, 이는 지금의 DDR3 역시 피할 수 없는 문제이기도 합니다.

DDR2의 CL 레이턴시는 3에서 6까지 있지만, DDR3은 5에서 11까지 입니다. DDR3-800은 5~6, DDR3-1066은 6~8, DDR3-1333은 7~10, DDR3-1600은 8~11입니다.

AL은 크게 변하지 않았습니다. DDR2의 AL 범위는 0부터 4까지인 반면, DDR3의 AL은 0, CL-1, CL2의 3가지입니다. RL은 CL과 AL의 값에 따라 결정되고, WL의 역시 DDR3이 DDR2보다 높습니다.

예전에 삼성에서 DDR3 메모리 관련 정보를 발표할때 설명했던 적이 있습니다만, 메모리에 써진 CL 값만 보고 DDR3의 레이턴시가 DDR2보다 성능이 떨어진다고 생각하는 경우가 있는데 이는 완전히 잘못된 개념입니다.

JEDEC이 제정한 표준에 해당하는 DDR2-533의 CL 4-4-4, DDR2-667의 CL 5-5-5, DDR2-800의 CL 6-6-6은 메모리 레이턴시가 15ns입니다.



삼성에서는 전체 메모리 모듈의 레이턴시를 계산할때 메모리 칩의 실행 클럭을 계산해야 한다고 설명했습니다. DDR3-1066은 CL 7-7-7, DDR3-1333은 CL 8-8-8, DDR3-1666은 CL 9-9-9인데, 메모리 칩의 실행 클럭을 계산한다면 레이턴시는 13.125ns(7 x 1000 / 533.33), 12.0ns, 11.25ns가 되면서 DDR2보다 25% 정도 빨라진 셈입니다. 따라서 CAS 수치만 보고 레이턴시가 나빠졌다고 말하는건 정확하지 않습니다.

CL과 레이턴시는 다른 개념입니다. 1 클럭 사이클에서- 예를 들어 CL=5라면 CL 값이 5사이클인 것인 반면, 저기서 말한 레이턴시는 ns로 측정하는 절대적인 개념의 시간입니다. 따라서 클럭이 높아지면 1 사이클의 절대적인 시간은 짧아질 수밖에 없습니다. 따라서 DDR3에서 CL은 높아졌지만 절대적인 레이턴시는 오히려 낮아진 셈입니다.



슈퍼 탈렌트의 저 레이턴시 DDR3-1600. 7-7-7-18. 전압은 1.8V. 가격은 무려 648$.

사실 걱정할 필요도 없는 것이, DDR2 역시 똑같이 지금 시장의 주류 제품으로 자리잡았기 때문입니다. 뿐만 아니라 고급형 메모리 제조사에서는 저 레이턴시 DDR3 메모리를 출시하고 있기도 합니다. 가격이 엄청나게 비싸긴 하지만.


DDR3의 다른 중요환 변화들

Fly by. Point to Point. P2P



이는 시스템 성능을 높이기 위한 중요한 개선점이며, DDR2 시스템과의 중요 구별점이기도 합니다. DDR3 시스템에서 한개의 메모리 컨트롤러는 오직 한개의 메모리 채널과 연결되며, 뿐만 아니라 이 메모리 체널은 오직 한개의 슬롯만 사용합니다.

따라서 메모리 컨트롤러와 DDR3 메모리 모듈과의 연결은 Point to Point(싱글 물리 뱅크 모듈), 혹은 Point to Two Point(듀얼 물리 뱅크 모듈) 방식이라고 할 수 있겠습니다. 이렇게 함으로서 저장된 주소를 찾고, 명령을 내리며, 데이터를 조절할 수 있고, 버스의 부하를 줄여주며, 신호의 완정성을 높이는 것입니다.


Burst Length

Burst는 초기 SDRAM 조작에서 서로 인접한 셀에 데이터를 연속해서 전송하는 방식으로, 연속 전송하는 셀의 수를 Burst Length라고 합니다. 시작 주소와 Burst Length를 지정하는 것만으로 메모리는 자동으로 뒷쭉에 위치한 지정 셀에서 데이터를 읽어들이거나/쓸 수 있으며, 이때 메모리 컨트롤러가 메모리의 행/렬 주소를 다시 조절할 필요가 사라지게 됩니다.

Burst Length가 길수록 연속된 대용량 데이터를 전송하기에는 유리하지만, 데이터가 흩어져 있을때는 너무 긴 Burst Length는 버스 사이클의 낭비를 초래하게 됩니다. DDR 메모리에서 프리패치를 도입하면서 Burst Length는 연속된 주소의 셀을 가리키는 것이 아니라 연속된 전송 사이클의 수를 일컫는 단어가 되었습니다.

8비트 프리패치에 맞추기 위해 DDR3에서는 2종류의 Burst 전송 모드를 지원합니다. 하나는 8로 고정하는 것으로서, 데이터를 '합성'하여 구현하는 방식입니다. DDR2와 DDR에서는 Burst Length 4가 자주 사용되었으며, DDR3에서는 4비트 Burst Chop 모드가 추가되었기 때문에, Burst Length 4에 다시 4를 더해서 8의 데이터를 전송하는 것입니다.

Burst Length에 8을 사용하건 4를 사용하건, 이는 A12 주소를 통해 조절하게 됩니다. A12가 0일때 Burst Length는 4이고, A12가 1이면 Burst Length는 8을 쓰는 것입니다. 여기서 주의할 것은 A12가 Burst Length를 조절하는 것이며 주소를 담당하는 것이 아니라는 것입니다.

만약 연속 전송하는 데이터에서 불필요한 부분이 있다면, 이전에는 Burst 중단 등의 조작을 통해 데이터를 막는 방식으로 처리하였습니다. 하지만 DDR3에서는 기존의 Burst 전송 조절이 신축적이지 못한 결점을 극복하기 위해, 어떠한 Burst 중단 조작도 지원하지 않으며, 순서 Burst 등의 더 신축적인 전송 방법으로 조절하게 됐습니다.


Packages

DDR3에서 새로운 기능이 추가되면서 램의 핀 역시 늘어나게 됐습니다. DDR2에서 60/68/84 FBGA 패키징을 사용한것과 달리, DDR3에서는 4/8비트 칩은 78 FBGA 패키징을, 16비트 칩은 96 FBGA 패키징을 사용하게 됐는데, 환경 친화적 패키징 공법을 통해 어떠한 유해물질도 사용하지 않는다고 합니다.



ZQ 조절

ZQ도 새로 늘어난 핀으로서, 이 핀은 240옴의 허용 오차가 낮은 레퍼런스 저항과 연결되어 있습니다. 명령어 세트를 통해 On-Die Calibration Engine에서 데이터 출력 드라이브에 연결된 저항과 On-Die Termination의 종결 저항값을 자동으로 조절하게 됩니다. 시스템에서 이 명령이 발송되면, 알맞는 클럭 사이클(전기가 공급되거나 초기화 후에는 512 클럭 사이클, 자동 갱신 조작이 끝난 후에는 256 클럭 사이클, 다른 상황에서는 64 클럭 사이클)에 따라 연결된 저항과 On-Die Termination 저항에 새로운 조절 작업을 하게 됩니다.


참고 전압을 2개로 구분

메모리 시스템에서 아주 중요한 참고 전압 신호는 VREF입니다. DDR3 시스템에서는 이를 2개로 나눠, 명령과 주소 신호 서비스에는 VREFCA를, 데이터 버스 서비스에는 VREFDQ를 사용합니다. 이렇게 하면 시스템 데이터 버스의 신호 레벨을 높이는데 도움이 됩니다.


DDR3 메모리의 실물

여기서는 킹스톤의 DDR3 메모리를 직접 보시도록 하겠습니다. PC3-8500 (DDR3-1066) 1GB x2 세트입니다.




킹스톤의 이 DDR3 메모리에는 방열판이 달려있지 않습니다.


앞뒤로 양면에 각각 8개의 칩이 붙어 있습니다. 모두 16개의 칩이며 용량은 1GB 입니다.


메모리 표면은 매우 깔끔합니다.


모델명은 KVR1066D3N7K2/2G입니다. KVR은 Kingston ValueRam 시리즈를 의미하고, 1066은 DDR3-1066, 즉 PC3-8500 의 스펙입니다. D3은 DDR3 메모리, N은 Non-ECC 메모리, 7은 CAS 레이턴시, K2는 세트 제품, 2G는 한 세트의 용량입니다.


칩은 일본 엘피다에서 만든 J5308BASE-AC-E 입니다. 현재 시장에 출시된 다수의 DDR3 메모리가 엘피다에서 만든 것입니다.


DDR3, DDR2, DDR1의 비교입니다. 메모리의 길이는 똑같은데 슬롯이 약간 다릅니다.


DDR2와 DDR3의 비교입니다.


DDR3 메모리의 설계 스펙입니다.


DDR3 테스트 환경과 설명



DDR3 메모리 성능의 변화를 알기 위해, DDR2-1066짜리 게일 메모리를 비교 대상으로 사용하였습니다. DDR3는 앞에서 소개한 킹스톤 DDR3-1066 메모리입니다.



비교를 편리하게 하기 위해서, E6850의 버스 스피드를 333Mhz에서 266Mhz로 낮췄습니다. 266MHz 버스를 사용하면 메모리를 800MHz(2:3)이나 1066MHz(1:2)의 표준 클럭으로 설정하기가 쉬워지기 때분입니다.



메인보드는 기가바이트 P35C-DS3R을 사용하였습니다. DDR2와 DDR3 메모리를 모두 사용할 수 있는 것이 특징입니다. (DDR2 슬롯 4개, DDR3 슬롯 2개) 동일한 메인보드에서 테스트해야만 메인보드의 성능이 메모리 성능에 주는 영향을 최소화 할 수 있겠지요.



물론 DDR2 메모리와 DDR3 메모리를 같이 장착하고 사용할 수는 없습니다. (안켜집니다)



에베레스트에 표시된 킹스톤 DDR3 메모리의 SPD 데이터입니다.



에베레스트에 표시된 게일 DDR2 메모리의 SPD 데이터입니다.

모듈 사이즈를 보면 둘 다 1024MB지만 DDR3은 8뱅크이고 DDR2는 4뱅크입니다. 또한 DDR3 메모리는 Memory Module Features에서 앞서 소개한 자동 갱신이나 Extended Temperature Range 등을 지원한다는 것이 특징입니다.


특별 설명

이 글이 나오기 전에도 여러 사이트에서 DDR3의 성능을 테스트한 적이 있었습니다만, 서로 다른 클럭의 DDR2와 DDR3 메모리를 비교하거나, 클럭은 같지만 레이턴시 타이밍이 다른 메모리를 놓고 비교한 것들이 대부분이었습니다. 그런 테스트보다는 동일 클럭과 동일 타이밍으로 설정하고 비교한 테스트만이 DDR2와 DDR3의 성능 차이를 제대로 나타낼 수 있다고 판단, 이번 테스트에서는 클럭 뿐만 아니라 tCL-tRCD-tRP-tRAS 등의 타이밍을 동일하게 설정하기로 하였습니다.

여기서는 1066MHz/6-6-6-15를 표준으로 하여 테스트하게 됐습니다. 다른 타이밍 셋팅은 다음과 같습니다.



DDR3-1066, 6-6-6-15에서의 각종 타이밍 셋팅값입니다.



DDR2-1066, 6-6-6-15에서의 각종 셋팅값입니다.

DDR2와 DDR3의 각 타이밍 수치를 똑같게 유지하기 위해, Memest 프로그램을 사용하여 DDR2의 각 타이밍 설정을 DDR3과 똑같이 맞췄습니다.

1066MHz/6-6-6-15 외에도 DDR2-1066/5-5-5-12와 DDR2-800/4-4-4-10에서도 테스트를 하기로 했습니다.



DDR2-1066, 5-5-5-12에서의 타이밍 설정값



DDR2-800, 4-4-4-10에서의 타이밍 설정.


DDR3 메모리 기본 테스트


PC마크05 테스트에서는 동일 클럭 동일 타이밍의 DDR3과 DDR2 메모리의 점수가 매우 비슷하게 나왔습니다. DDR3가 0.4% 정도 떨어지는 수준입니다. 반면 DDR2-800/4-4-4-10의 차이는 그리 크지 않으며, DDR2-1066/5-5-5-12는 6-6-6-15보다 100여점이 더 높게 나왔습니다.


이 결과도 PC마크05랑 비슷합니다.


에베레스트의 읽기 테스트에서는 동일 클럭 동일 타이밍의 DDR2와 DDR3의 결과가 매우 비슷하게 나왔습니다. 쓰기 역시 기본적으로는 같습니다.


사이언스마크에서는 동일 클럭 동일 타이밍의 DDR3과 DDR2의 점수 차이가 고작 26점밖에 나지 않았습니다.


DDR3 메모리 응용 프로그램 테스트


슈퍼파이 2M에서는 동일한 조건에서의 DDR3이 DDR2보다 0.03초 빠르게 나왔습니다.


WinRAR 압축 테스트에서는 DDR3이 동일 조건의 DDR2보다 2% 정도 뒤쳐집니다.


인코딩 테스트에서는 DDR3이 6초 정도 빠르게 나왔습니다. 하지만 미디어 인코더는 타이밍에 그리 큰 영향을 받는것 같진 않습니다.


DDR3 메모리 게임 테스트




게임 테스트에서는 DDR2-1066/6-6-6-15가 DDR3-1066/6-6-6-15보다 약간 빠르게 나오긴 했지만, 게임에서는 프레임의 등락폭이 매우 크기 때문에 이정도의 사소한 차이로는 실제 성능에 큰 영향을 미치진 못합니다.


DDR3 메모리 간단 오버클럭 테스트



위에서 서술한 환경에서 DDR3의 간단한 오버클럭 테스트를 해 보았습니다. 별도의 메모리 쿨링을 하지 않은 상태에서 메모리 전압을 2.0V로 올리고 메모리 클럭 1267Mhz에서 안정화를 시켰습니다. 만약 별도의 쿨링을 한다면 더 높은 클럭도 가능할 것으로 보입니다.

아수스의 P5K3 Premium/WiFi-AP 메인보드는 2GB DDR3-1333 메모리가 메인보드에 내장되어 있는데, 아수스에서 1600Mhz까지의 오버클럭을 보장한다고 합니다. (관련 기사 http://gigglehd.com/bbs/view.php?id=hdnews&no=2701) DDR3 메모리의 오버클럭 잠재력은 나쁘지 않은듯 합니다.


전도가 양양한 DDR3 메모리

단순히 테스트 데이터를 놓고 분석해 본다면, 동일 클럭 동일 타이밍에서의 DDR3과 DDR2는 성능이 매우 비슷합니다. 다른 사이트에서의 테스트 결과에 의하면 DDR3이 DDR2보다 성능이 떨어진다고 나왔지만(아마 DDR3-1066/7-7-7과 DDR2-1066/5-5-5를 비교한 것 같습니다), 동일 클럭과 동일 타이밍에서는 거의 같은 성능이 나온다고 봐도 무방하겠습니다.

하지만 성능 뿐만이 아니라 DDR3은 메모리 대역폭을 높이고 소모 전력을 줄이며 고밀도 대용량이라는 다른 목적도 존재합니다. 따라서 순수하게 성능만 놓고 판단할 수는 없겠습니다.



DDR3은 새로 나온 제품이기 때문에 반드시 개선 과정이 필요합니다. 또한 현재 생산 능력은 낮은 편이며 가격은 비싸고, 지원 칩셋 또한 얼마 되지 않기 때문에 보급에는 상당한 시간이 걸릴 것입니다. 초기 DDR3의 클럭(800MHz와 1066Mhz)는 DDR2와 비교해서 나은 점이 없을 뿐더러, 결정적으로 가격이 엄청나게 비싸기 때문에 아직은 시기상조라 할 수 있겠습니다.

DDR3의 저전력 설계는 노트북이나 모바일 멀티미디어 등의 영역에서 널리 응용될 수 있을 것입니다. 하지만 그 전에 우선 가격이 어느 정도 수준까지는 떨어져야 되겠지요.

3/4분기에 인텔은 새로운 고급형 메인보드 칩셋인 X38을 출시할 예정인데, 이는 진정한 DDR3 메모리 지원 칩셋이라 할 수 있겠습니다. X38은 DDR3의 지원이 더욱 개선되었고 더 쉽게 오버클럭이 가능하다고 합니다. 하지만 DDR3-1333MHz 이상의 고클럭 제품이 나오기 전까지는 역시 보급에 시간이 걸릴듯 합니다.

이런저런 이유로 해서 DDR3 메모리가 주류 상품으로 자리잡는 데에는 상당한 시간이 걸릴 것으로 보입니다. iSuppli의 조사에 의하면 내년에 DDR3 메모리는 25%의 시장 점유율을, 2009년에는 65%를 차지할 것이라고 합니다. 하지만 시간이 얼마나 걸리건 간에, DDR3 메모리가 주류 상품으로 자리잡는 것은 피할수 없는 사실이라 할 수 있겠습니다.