최근 수정 시각 : 2017-11-22 17:06:23

RAM

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컴퓨터 메모리
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삼성전자의 ECC Registered RDIMM[1] 32GB DDR4
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아벡시아의 튜닝 메모리인 라이덴 여기
1. 개요2. 종류
2.1. SRAM2.2. DRAM
2.2.1. SDRAM2.2.2. SDR SDRAM2.2.3. DDR SDRAM2.2.4. RDRAM2.2.5. HBM2.2.6. HMC
2.3. 비 휘발성 메모리
2.3.1. NVRAM
2.3.1.1. MRAM2.3.1.2. STT-RAM2.3.1.3. PRAM2.3.1.4. RRAM2.3.1.5. FeRAM2.3.1.6. 3D XPoint
3. 사실은 틀린 용어?4. 생산업체간의 가격경쟁5. 주소할당 문제6. 기타

1. 개요

Random Access Memory
사용자가 자유롭게 내용을 읽고 쓰고 지울 수 있는 기억 장치다. ROM과 함께 컴퓨터의 주 기억 장치로, 롬과는 달리 '자유롭게 읽고 쓸 수 있다'는 것을 기억해야 한다. 컴퓨터는 CPU에서 이뤄진 연산을 메모리에 기록하며 또 읽어온다.[2] 즉, 메모리가 없으면 컴퓨터는 동작하지 못한다. Random Access(임의접근, 任意接近)란 무작위가 아닌, 어디든 똑같은 시간으로 접근이 가능하다는 의미로서, 메모리의 주소만 알고 그곳을 지정하면 별다른 지연 없이 바로 접근할 수 있다.[3][4]

대신 RAM에 기억된 내용은 전원이 끊기면 지워지는 휘발성 기억 장치이다.[5] 이런 특성으로 인해 속도는 느리지만 전원이 끊어져도 정보를 저장할 수 있는 자기 테이프, 플로피디스크, 하드디스크 같은 보조 기억 장치가 나오게 되었다.

실질적으로 보조 기억 장치의 용량이 아무리 커도 메모리가 적으면 PC는 제 성능을 발휘하기 어려우나, PC가 점점 대중화되고 사용하기 쉬워지며 가격이 급락하는 바람에 그 존재감이 점점 옅어지고 있다. 그리고 메모리라고 하면 USB 메모리와 착각당하기까지 하는 것이 바로 이 메모리라는 존재이다.

전원이 꺼져도 지워지지 않는 램도 있으나 현재의 RAM을 대체하지는 않는다. 간혹 얘기 나오는 PRAM, MRAM, FeRAM 등이 그것. 열로 인한 물질의 상전이나 자기장(을 사용한 스핀 정렬)같은 물질의 온갖 특성들을 동원해서 전원이 꺼져도 정보를 저장하는 방식이다. 실용화되면 처리와 저장을 동시에, 즉 CPU와 RAM과 하드디스크/SSD의 기능을 동시에 가질 수도 있다지만 아직 연구소 바깥으로 나오지 못했다. 자기장을 사용한 MRAM이 2012년 후반기에 실험적으로 자동차에 사용된 정도가 고작이며 실용화되도 하나같이 차폐 기술을 적용하지 않으면 우주선엔 사용이 불가능할 정도로 민감하다.

2014년 현재 상용화가 가까운 차세대 램은 MRAM(의 파생 개량형 STT-MRAM; 도시바-하이닉스), ReRAM(혹은 RRAM; 소니-마이크론), PRAM(혹은 PCM; 삼성) 정도로 꼽을 수 있는데 이 중 ReRAM 2GB 단일 모듈을 소니-마이크론에서 시연했다. STT-MRAM은 자기를 이용하는 특성 때문에 읽기/쓰기 수명이 반영구적이며 다른 차세대 램에 비해 안정적으로 작동하는 편이다. 또한 랜덤 액세스가 비교적 빠른 편이라 유력한 차세대 램의 후보로 여겨졌으나 비교적 소비전력이 큰 편이고 SRAM의 동작 속도에 비해 다소 느린 편이며 셀 집적화의 한계로 고용량을 실현하기가 어려워 현재로써는 SRAM 위주인 LLC(Last level cache)를 대체하는 정도가 될 것이라고 한다. 한편 PRAM은 빛을 이용하는 특성 때문에 소비 전력이 너무 커 개발이 더뎌진 상황이라 메모리 뿐만 아니라 스토리지 용도로도 사용될 수 있는 차세대 램은 ReRAM이 될 것이라고 한다. 여전히 비 휘발성 차세대 램의 갈 길은 멀지만 지속적인 연구로 상황이 점차 나아지고 있다.

플래시 메모리는 램이 아니고 보조 기억 장치의 일종이다. 똑같이 읽고 쓰는 게 가능한데 왜 RAM 취급을 안 해 주냐면, CPU에서 대개 직접 읽고 쓸 수 없으며(일부 CPU는 플래시 메모리 컨트롤러 내장) 램처럼 바이트 단위로 접근할 수 없고 블록 단위 페이지 단위로 읽기/쓰기가 진행되기 때문이다. (읽기/쓰기는 페이지 단위, 삭제는 블럭단위다.) 플래시 메모리RAM이 아니니까 그것과 구분하여 ROM이라고 적은 마케팅 자료도 있는데, 더더욱 아니다.(…)

조립컴퓨터 견적에서는 언제나 램다익선[6]의 규칙으로 통한다. 램이 부족하면 확실히 컴퓨터를 때려 부수고 싶을 정도로 체감이 되지만 용량이 남을 때는 그냥 쉬고 있는 부품이라 체감이 잘 안 되는데, 존재 이유를 알고 싶다면 컴퓨터의 다른 부품들(CPU, 메인보드)이 어느 정도 받아준다는 가정하에 크고 아름다운 프로그램을 여러 개 켜놓고도 컴퓨터가 무리 없이 돌아가는데 도움을 주는 장치라고 생각하면 된다. 특히 윈도우 10에서는 꼭 윈도우 10이 아니어도 똑같지만 다른 프로그램 없이 크롬 하나만 켜도 3GB 가량을 사용하니, 배틀필드 1 같은 초고사양 게임을 플레이한다면 램이 16GB 정도는 있어야 한다.[7]

쿠크다스와 엮이는 경우도 있다. 봉지가 비슷해서…

2. 종류

2.1. SRAM

Static RAM.

정적 램은 내용을 한 번 기록하면 전원이 공급되는 한 내용을 그대로 가지고 있는 램이다. 기본적으로 트랜지스터 등으로 구성된 논리 회로[8]로 이루어지며 외부 신호에 따라 내부의 값을 유지하는 식으로 정보를 기록한다.

정적 램은 접근 속도가 빠르지만[9] 구조가 복잡하여 공간을 많이 차지하므로 집적도를 높이기 어려워 가격이 비싸고 대용량으로 제작하기가 어렵다. 따라서 빠른 속도가 요구되는 캐시 메모리(Cache Memory)에 주로 사용된다. CPU 스펙에 표시되는 L1, L2, L3 등이 캐시 메모리를 말한다. 용량만 표기되고 속도가 표기되어 있지 않은데, CPU 속도와 같은 속도로 동작하기 때문에 속도를 따로 표기하지 않는다. 그러나 AIDA64로 측정은 해볼 수 있는데 초당 수백기가를 가뿐히 넘긴다. L1 캐시와 레지스터는 다른 개념이다.

2.2. DRAM

Dynamic RAM.

IBM이 1964년 개념을 창안하고, 1966년 시제품을 개발해 DRAM에 대한 특허를 취득했다. 최초의 DRAM 상용 제품은 1969년 이 특허의 사용권을 취득해 AMD에서 나왔다. DRAM에 대한 IBM의 특허권은 개선 제품이 나올 때마다 계속해서 갱신되어 2017년인 현재도 유효하여, 대한민국의 삼성전자나 SK하이닉스에서 이 특허를 사용한 칩을 제조할 때마다 일정 금액을 IBM에 지급셔틀해야 한다.

동적 램은 기록된 내용을 유지하기 위하여 주기적으로 재충전(Refresh)이 필요하다. 기본적으로 캐패시터(Capacitor)로 이루어지며 이것의 충전 상태로 정보를 기록한다. 계속 재충전해야 하는 이유는 캐패시터가 시간이 지나면 저절로 방전되기 때문.

동적 램은 속도가 SRAM보다는 느리지만 구조가 간단하여 집적도를 쉽게 높일 수 있다. SRAM이 보통 트랜지스터 사이에서 루프를 돌리고 '상정되지 않은 입력'을 걸러내는 게(SDRAM의 경우 클럭에 대한 반응도) 필요한 플립 플럽의 구조상 최소 4개 이상으로 셀 하나를 만들지만 DRAM은 트랜지스터 하나와 캐패시터 하나로 만들어져 있기에 고집적화가 가능하다. 또한 정적 램에 비해서 가격이 매우 싸고[10] 전력 소비도 그렇게 많지 않아 CPU의 주 기억 장치로 가장 많이 사용되고 있다.

우리가 말하는 모든 '램'은 전부 DRAM이다. DRAM 구조에 따라 DDR이니 SD이니 RD이니 붙는 것.

2.2.1. SDRAM

Synchronous Dynamic RAM. SRAM이랑 DRAM을 합쳐 놓은 게 아니다.
규격 대역폭 전압
PC-66 SDRAM 66 MT/s 3.3 V
PC-100 SDRAM 100 MT/s
PC-133 SDRAM 133 MT/s

SDRAM의 개념 자체는 1970년대 인텔이 IBM의 DRAM에 대한 특허의 사용권을 취득해 제작한 반도체에서 기인한다. 이 제품이 나온 이후 여러 제조사에서 동기 방식의 다양한 DRAM을 생산하였다. 하지만 오늘날 사용하는 SDRAM은 1993년 JEDEC에서 채택된 표준안을 따른다.[11] 이름에서 알 수 있듯이 기존 DRAM의 파생형이다. 기존 DRAM은 변화가 생기면 최대한 빠르게 반응하는 비동기식 전송 방식이었으나 이것은 동기식 전송 방식을 이용해 클럭 신호와 동시에 반응하므로 컴퓨터의 시스템 버스와 동기화된다. 동기식 DRAM 방식은 기존 비동기식 DRAM보다 빠른 속도로 진행이 가능하며, 이를 통해 칩에 더욱 복잡한 형태의 명령을 주는 것이 가능해진다. 1993년에 출시된 인텔 펜티엄 시리즈 또는 AMD K6 시리즈 기반 PC부터, 애플매킨토시 계열에서는 파워맥 G3, 파워북 G3s부터 지원되었다.

2.2.2. SDR SDRAM

Single Data Rate SDRAM.

DDR 방식이 나오자 기존의 SDRAM을 구분하기 위해 만들어진 명칭이며, 클럭 사이클당 한 번만 전송을 하는 것에서 명명했다.

2.2.3. DDR SDRAM

Double Data Rate SDRAM
규격 프리페치 대역폭[12] 전압
DDR 2n 200~533 MT/s 2.5 V
DDR2 4n 400~1066 MT/s 1.8 V
DDR3 8n 800~1600 MT/s 1.5 V[13]
DDR4 8n 1600~3200 MT/s 1.2 V

1990년대 말에 개발되어 2000년 여름에 발표 및 출시된 기존 SDRAM의 개선판 규격.

당시 인텔이 RDRAM을 밀어주고 삽질하는 바람에 벤더들은 동년 늦가을에 AMD CPU 대응 칩셋이 먼저 출시되었다. 2001년에 들어서야 VIA에서 인텔 펜티엄4 월라멧 CPU의 대응 칩셋이 일부 출시되자 2002년 초부터 인텔도 DDR SDRAM 대응 메인보드를 뒤늦게 채택하여 현재는 PC계의 대세 메모리로 자리 잡았고, 2004년에 기존 DDR에서 업그레이드된 DDR2 SDRAM이 출시되었으며, 2007년에 DDR3 SDRAM, 2014년에 DDR4 SDRAM까지 출시되었다. 2015년부터는 DDR4 SDRAM 가격이 빠르게 하락되면서 동년에 중저가 이하의 신형 메인보드에도 DDR4 메모리를 기본 지원되기 시작했으며, AMD도 AM4 기반 메인보드부터 DDR4를 지원하기 때문에 DDR3 메모리 시절보다 빠른 속도로 보급되고 있다. 역시 소비자에겐 가격이 중요하다. 하지만 2017년 10월 현재 가격이 10만원을 뚫고 올라가면서 옛말이 되었다.

기존 SDRAM에 비해 메모리 대역폭이 2배 늘어난 것이 특징. 구체적으로는 셀의 상승 에지(Rising Edge)와 하강 에지(Falling Edge) 모두에서 데이터를 전송할 수 있다. 그에 반해 SDR SDRAM은 상승 에지에서만 데이터를 전송한다.

원래는 SDR SDRAM에서의 성능 향상을 위해 메모리 셀 2개를 엮어 대역폭을 2배로 늘리려고 했었지만, 이는 I/O 버퍼의 속도도 2배가 되어야 한다는 말이다. 하지만 그 시절의 기술력으로는 한계가 있었고 이를 해결하기 위한 방법으로 상승 에지와 하강 에지 두개를 모두 데이터를 전송하는 용도로 사용한 것이 이 DDR SDRAM의 기원이다.

시스템 메모리용 말고도 그래픽카드에 볼 수 있는 그래픽 전용 메모리도 존재하는데 2000년부터 하나둘씩 출시되었으며, 그래픽 메모리도 마찬가지로 성능과 전력 효율을 높이기 위해 DDR2-GDDR2-GDDR3-GDDR4-GDDR5-GDDR5X 순서로 발전되었다. DDR2까지는 시스템 메모리의 규격 명칭과 동일하게 사용되었지만 2004년 DDR3부터는 그래픽 메모리와의 구별을 위해 GDDR3로 명명되어 현재까지도 저가형 모델 위주로 채택되고 있다. 2005년 늦가을에 출시된 XBOX360의 경우는 GDDR3 메모리를 CPU와 GPU가 공유하여 사용하는 특이한 구조로 설계되었다. 2005년에 GDDR4 메모리를 개발하여 2006년 늦여름에 ATi 라데온 X1900 시리즈 일부 모델에 처음 채택되었고,[14] 2007년에 GDDR5 메모리가 개발되어 2008년 중반 AMD 라데온 HD 4000 시리즈의 일부 모델부터 채택된 이후 2016년에 메모리 클럭을 2000MHz(전송량 8000MT/s)대까지 끌어올렸고, 확장 규격인 GDDR5X가 출시되어 GDDR5보다 훨씬 낮은 1250MHz 클럭으로도 10GT/s의 전송량을 보여주고 있다.

한 번에 읽기 또는 쓰기 동작 한 가지만 가능한 싱글포트 구조로 이루어진 일반 DDR 메모리와는 달리 그래픽 DDR 메모리는 듀얼포트에 가까운 구조로 되어 있어 입출력을 동시에 할 수 있다. 그러니까 실제 대역폭이 일반 DDR에 비해 두 배. 사실 이는 절반만 맞는 표현으로, I/O 포트는 1개 존재하나, activate된 page를 2개 가질 수 있다. 일반 DDR 메모리가 activate page를 1개만 가질 수 있는 점을 생각하면 precharge 후 activate하는 시간을 아낄 수 있으므로 대역폭 확대에 도움이 되지만, 엄밀히 따지면 듀얼포트 구조와는 다르다.[15] 이는 일반적으로 기존에 존재하던 비디오램이 듀얼포트 구조[16]임을 반영한 것이다. 쉽게 비유하면, 단방향 무전기양방향 전화기의 차이라고 할 수 있으나 정확한 표현은 아니다.

일반 DDR 말고 모바일 플랫폼을 위해 기존 노트북용 메모리보다 더 작은 크기이면서 저발열, 저전력 버전의 메모리로 개발된 LPDDR(Low Power DDR)도 나왔는데 2007년 여름에 출시된 아이폰 이후로 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등의 다양한 모바일 기기에 탑재되고 있다. 2010년 말에는 LPDDR2 규격이 팬택의 베가 X에 처음 채택되었고, 2012년 가을에는 LPDDR3 규격이 넥서스 10에 처음 채택되었으며, 2015년 초에 들어서 LPDDR4 규격이 LG G Flex 2에 처음 채택된 이후 안드로이드 진영과 애플 진영 모두 자사의 플래그십 스마트폰에 LPDDR4 SDRAM 채택률이 점점 높아지고 있다. 2016년 이후 일부 플래그쉽 프로세서에 LPDDR4X SDRAM을 지원하여 해당 메모리가 탑재된 스마트폰이 공개된 상태.

그래픽 DDR 메모리는 일반 데스크탑에 탑재된 그래픽카드 혹은 게이밍 노트북에서 접할 수 있지만 스마트폰 및 태블릿 컴퓨터 기기를 위한 그래픽 LPDDR 메모리는 아직 나오지 않았다. 고성능으로 설계되어 있어 전력을 먹는 수준이 남다르고 아이들 상태에서도 상당한 전력을 소모하기 때문에 모바일기기에 탑재하기 위해서는 전력소모를 줄여야 될 것이다.

만약, 기존 그래픽 DDR 메모리와 마찬가지로 양방향 데이터 전송이 가능하다면 대역폭의 상승으로 모바일 환경의 게이밍 그래픽 성능이 향상될 수 있고 스마트폰용 그래픽 LPDDR 메모리의 일정 용량이 충족되면 초고해상도 디스플레이에서도 지금의 일반 LPDDR 계열 메모리보다 더욱 원활하게 구동할 수 있을 것이다. 지금은 언급되지 않고 있지만 언젠가 소비전력 및 발열이 기술적으로 개선되면 개발하여 채택할 날이 올 수도 있다. 그런 날이 까마득해 보이는데다 범용이 아닌 그래픽용에 한정된다는게 문제지만…

참고로, 최종 소비자용 DDR 메모리는 메모리 칩셋과 칩셋을 통제하는 컨트롤러로 구성되는데, 칩셋에 대한 특허는 IBM인텔이, 컨트롤러는 램버스가 상당 부분 소유하고 있다. 이 중 IBM과 인텔은 제품 수량 당 일정 금액을 사용료로 챙기고, 램버스는 컨트롤러 제조사와 부착업체(!)에 매년 상당한 금액의 사용료를 정액 부과하고 있다.

다만, DDR4는 삼성전자에서 개발한 안이 JEDEC에서 표준으로 채택되어 삼성전자 입장에선 DRAM의 원천 기술에 대한 특허 사용료[17]를 제외하곤 특허 사용료 부담이 크게 경감되었다고 한다.

2.2.4. RDRAM

2000년대 초반 희대의 병크를 터트린 주범.
미국의 반도체 회사인 램버스[18]에서 1992년에 개발한 고속 데이터 전송 메모리다. 대한민국에서는 삼성전자하이닉스가 제조 기술을 보유하고 있다. 자세한 내용은 RDRAM 참조.

2.2.5. HBM

2013년에 선보인 차세대 메모리로, SDRAM(DDR 계열 포함)과 RDRAM과는 완전히 다른 구조를 띤다. 하이엔드급 그래픽 카드에 먼저 적용되었으며, 차후에 RAM에도 적용될 가능성이 높다.

2.2.6. HMC

2011년에 개발된 차세대 메모리로, 복수의 DRAM을 수직 방향으로 적층하는 방식. 성능을 높이면서 전력 소모를 줄이고, 더 많은 여유 공간을 확보할 수 있다.

2.3. 비 휘발성 메모리

Non-volatile memory (NVM)
비휘발성 메모리를 총칭하는 용어. 넓은 의미로 플래시 메모리마저 이 범주에 속한다.[19]

이 분야의 특허, 원천 기술 역시 미국의 IBM, 인텔 등이 독식하고 있다.

2.3.1. NVRAM

Non-volatile random-access memory
비휘발성 RAM. 통칭 차세대 메모리라고 일컫는다.
2.3.1.1. MRAM
Magnetoresistive random-access memory
자기 저항 메모리. 오래 전부터 연구가 진행되었으며, 실 사용이 가능한 샘플의 양산도 끝마쳤으나 특성상 소자의 크기를 줄이기가 힘들기에 고밀도화에 난항을 겪고 있다. 박막의 스핀배열이 평행/반평행인지에 따라 저항이 변하는 거대자기저항(GMR) 현상[20]을 이용한 소자이다.

2017년 4월, 삼성전자에서 파운드리 제품에 MRAM을 접목하기로 하였다. 출처
2.3.1.2. STT-RAM
Spin-transfer torque random-access memory
스핀 주입 기술을 응용한 MRAM의 일종이다. 현재 차세대 메모리의 표준이 될 것이라는 추측이 많다. 여타 다른 차세대 메모리 중 SRAM의 속도에 가장 근접한 비 휘발성 메모리이다. MRAM의 진화형(2세대 MRAM)으로 보는 시각도 있으며, MRAM의 특성을 그대로 따라간다.

삼성·IBM 합작 연구로 집적도를 11나노까지 줄이는데 성공하면서 수년 안에 양산할 계획이라 한다.#
2.3.1.3. PRAM
Phase-change memory, PCM
컴퓨터 저장 매체로서의 상 변화 메모리는, 전기적 특성에 반응하는 유리 물질인 칼코나이트계 소재의 상 변화의 특징을 저장 매체의 메커니즘으로 활용한다. 정적 상태에서는 유리질의 결정이 없어 0, 칼코나이트계 유리질이 결정화되면 1의 값을 갖는다. 여기서의 결정은 전기적 자극으로 형성되거나 없어질 수 있으며, 전원이 차단된 후에도 변화값이 유지되기에 정보 역시 유지된다.

칼코나이트계 어레이는 게르마늄, 안티모니, 텔루륨의 혼합 재제로 만들어 진다. 이 제재로 제작된 칼코나이트계 어레이는 섭씨 600도의 온도까지 견딜 수 있어 내구성이 우수하고, 어레이 자체에 물리적인 힘이 가해지지 않는 이상 반영구적이다.

칼코나이트계 상 변화 메모리는 1960년대부터 미국에서 연구되기 시작했다. 1969년, 아이오와주립대학에서 칼코나이트계 유리의 특성이 메모리로서의 잠재적인 특성을 갖고 있다는 점을 발표했으며, 이듬해 다이오드 어레이를 이용한 칼코나이트계 필름 시제품을 발표했다. 1970년대부터는 영상, 사진 자료를 저장하는 칼코나이트계 제품이 나오기 시작했다. 1970년대 중반부터는 고든 무어에 의해 인텔사에서 컴퓨터 저장 반도체 매체로서 본격적인 연구가 시작되었다.

1990년대부터는 상 변화의 특성을 이용한 초보적 제품들이 나오기 시작했다. 전자식 다이오드, 접합형 트렌지스터(BJTs), 고속 전계효과 트렌지스터(MOSFET)와 같은 전류/신호 통제장치에 상 변화 어레이가 적용된 것이다. 2004년에는 한 미세전자기계시스템(MEMS)에 상 변화 어레이가 전면 체용되면서 어레이가 PRAM의 형태로 등장하였다. 이 시스템은 HP에 의해서 제작되었는데 총 125GB의 용량을 지녔으며, 비휘발성 RAM의 조건(속도가 고속이고, 전원이 차단되더라도 정보가 유지될 것)을 완전히 충족하였다. 이러한 콘셉트는 IBM에 의해서 연구되고 있던 밀리페드 메모리 기술과 유사한 것이었다.

2006년에는 삼성이 64MB의 단일한 PRAM 칩을 발표했다. 46.7나노 공정으로 제작된 이 시제품은, 당시 용량 증량 문제로 어려움을 겪던 MRAM과 FeRAM과의 격차를 벌린 것으로 평가된다. 삼성이 시제품을 내놓자 인텔에서도 PRAM 개발에 박차를 가해, 2006년 10월 16MB의 칩을 시제품으로서 발표했다. 2008년에는 ST마이크로일렉트로닉스가 인텔과 협력해 입체 구조의 PRAM을 발표했며, 2010년에는 인텔에서 알루미늄안티모니 합금을 이용한 PRAM을 발표하며 PRAM 제조 단가를 획기적으로 낮추는 계기를 마련하였다.

2010년 삼성에서는 20나노 공정의 8기가비트 칩을 발표했고, 2012년에는 마이크론이 20년 내에 모바일 기기에서 사용할 수 있을 정도의 PRAM 저장 매체를 양산하겠다고 발표해 PRAM의 본격적인 상업화에 드라이브를 걸었다. 2014년 IBM에서는 자사의 메인프레임 제품의 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 새로운 I/O모듈을 발표했는데, 낸드 메모리와 PRAM을 함께 이용한 제품이었다. 2015년에는 인텔에서 칼코나이트계 어레이로 RAM을 시험 제작했는데, DDR3 규격의 SDRAM과 유사한 성능을 낼 정도로 성능 면 역시 우수하다. 같은해, 인텔과 마이크론은 자사의 PRAM 연구 개발 프로젝트를 3D XPoint로 계승발전시키기로 하고, 양사의 연구 역량을 합치기로 했다.[21]
2.3.1.4. RRAM
Resistive random-access memory, ReRAM
저항 변화 메모리. 속도는 다소 느리나, MRAM에 비해 소자의 크기를 줄이기가 용이해 고밀도화에 유리하다.
2.3.1.5. FeRAM
Ferroelectric RAM. FRAM이라고 부르기도 한다.
한국어로는 강유전체 램.

비휘발성 반도체 메모리라고는 EEPROM밖에 없었을 때 혜성처럼 등장한 메모리.

비휘발성 메모리를 만드는 다른 방법은 SRAM에 백업하는 것 밖에 없었고, EEPROM은 트랜지스터 게이트 산화막을 매우 얇게 만들어야 한다는 것과 데이터의 수정에는 높은 전압이 필요하다는 것 이 두가지의 단점이 존재해 단가가 엄청나게 비쌌다. 이때 등장한게 바로 이 FeRAM. 1987년 IEDM와 1988년 ISSCC에 발표된 두개의 프로토타입을 시작으로 점차 개발되기 시작했다. 처음에 나왔을 때에는 512비트와 256비트의 용량을 가지고 있었지만 1989년에는 16Kb로 뛰었으며 10년의 데이터 보존 기간과 109의 I/O 수명을 가지고 있었을 정도이다.

하지만 양산에는 어려움이 있었는데, 1996년 1Mb의 용량을 달성했지만 양산은 2Kb밖에 가능하지 않았으며, 계속해서 개발했음에도 불구하고 2013년에 양산할 수 있는 FeRAM의 용량은 고작 4Mb밖에 되지 않는다. 게다가 크기 효과[22]로 공정 미세화가 어려워 2015년에 DRAM이 20nm까지 도달한 것과 비교해 FeRAM은 고작 130nm에서 멈춰 있는 것도 문제이다.

[23] 그러나 2011년 신소재의 발견으로 인해 박막을 얇게 만들어도 강유전성을 유지할 수 있는 방법이 발견됨에 따라 2016년 현재 최신 공정인 14nm에도 대응이 가능한 수준이 되어, 다시 반도체업체들의 급격한 관심을 받고 있는 중이다. 다만 아직 해당 소재의 특성이 완전히 밝혀져 있지 않아 실용화까지는 한참 먼 상황.
2.3.1.6. 3D XPoint
3D crosspoint
3D 크로스포인트. 인텔과 마이크론의 합작으로 발표한 신기술이며, 자세한 것은 밝혀지지 않았다. 항목 참조. 일각에서는 PCM이나 RRAM의 변종으로 취급하기도 했으며, 결국 분석을 통해 PCM인 것이 드러났다.

3. 사실은 틀린 용어?

RAM은 정확히 말하면 '임의 접근 메모리'이다. 메모리의 어느 위치로든 바로 접근할 수 있다는 의미다. 이에 반해 순차적으로만 접근이 가능한 기억 장치는 SAM(Sequential Access Memory)이라고 한다. 주기억 장치는 아니지만 하드디스크도 일종의 RAM. RAM을 두 가지로 나누면 읽기만 가능한 메모리(Read Only Memory)인 ROM과 읽기 쓰기 메모리(Read Write Memory)인 RWM으로 나눌 수 있다. 즉, 우리가 흔히 부르는 RAM은 엄밀하게는 RWM이라고 볼 수 있다.

이런 일이 벌어지게 된 것은 별 게 아니라 임의 접근 읽기 쓰기 메모리를 개발한 당시엔 RWM을 이미 SAM의 세분화된 메모리 방식을 일컫는 용어로 선점했었기에 용어의 혼란을 막고자 RAM이라고 부른 것이다. 굳이 매우 정확하게 표현하자면 현재 주로 쓰는 RAM은 Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Read-Write Memory가 될 것이다. 줄이면 DDR SD RARWM. 사실 금값이라 RMA를 아나그램 한 것이다.

기술적 구분이 필요한 상황[24]에도 어차피 각 규격마다 명칭이 이미 정해져 있으니 저런 식의 장황한 표기가 필요도 없다. 게다가 구분이 필요한 상황도 아니라면 이미 RAM이란 표현이 정식 명칭이 된 것이나 다름이 없다.

4. 생산업체간의 가격경쟁

전자 업체들 간의 치킨 게임 끝에 삼성전자하이닉스, 그리고 마이크론과점하다시피 했다. 덕분에 일반인들은 브랜드 정보 같은 것 없이 용량만 보고 램을 고를 수 있게 됐다. 메인보드 시장을 대만 회사들이 꽉 잡고 있다면, RAM 시장은 한국 회사들이 꽉 잡고 있는 상태. 첨언하자면 메인보드 시장은 RAM 시장 규모 및 부가가치에 상대가 안된다.

물론 GEIL이나 G.SKILL, TeamGroup 같은 고성능 튜닝램 브랜드도 있다. 싼 타무즈나 마이크론도 있고.

2009년 후반까지만 해도 시장 주력은 DDR2였으나, 2010년부터는 DDR3가 시장의 주력으로 전환되었고, DDR3의 비중이 이미 절반을 넘어가는 추세다.관련기사 2017년에는 DDR4의 비중이 늘어가고있다.

무시무시한 치킨 레이스가 벌어졌던 부품으로, 2011년 초에는 DDR3 PC10600 2GB 제품이 2만원대 초반의 가격이었지만, 1년도 지나지 않아 동년도 4분기에는 DDR3 PC10600 4GB의 가격이 2만 원 밑으로 떨어지기도 했다. 2012년 1월 현재 시스템 램 용량을 8GB 이상으로 구성하더라도 가격 부담이 아주 적었다.

그런데 2012년 2월 말, 세계 3위 반도체 기업 엘피다가 파산 신청을 하면서, 램 가격이 오르기 시작했다. 사실상 한국 기업인 삼성전자와 하이닉스가 치킨 레이스에서 승리한 셈. 이 소식이 전해지자 가격이 하루 만에 몇천원씩 오르기도 했다.

삼성전자에서 DDR4 DRAM을 개발했다고 한다. 2012년부터 양산한다고 했다.#

삼성전자에서 2013년에 반도체 투자를 대폭 축소한다는 기사가 나왔다.# 2012년 대비 30%이상 줄인다고 했다.

2017년 후반기 들어 램값이 폭등하면서 램 16GB짜리 시스템을 맞추는데 램값만 20만원이 넘게 들어가는 사태가 일어나고 있다. 이는 DDR3라고 다르지 않지만, DDR3 8GB 10600은 여전히 3만원 후반대를 유지중이다.[25] 급하게 램 증설이 필요한 DDR3 유저들의 마지막 희망줄이다. 이것도 8~9월 이후로는 12600이나 10600이나 가격차가 없다. 애초에 10600 8GB는 매물 자체가 거의 없다.

하지만 2017년 10월 즈음부터 삼성전자와 하이닉스가 중국 반도체 업체를 막기 위해 치킨 게임을 시작하면서(관련 기사) 램 값이 엄청난 속도로 떨어지기 시작했다. 자세한 가격 변동은 하단 내용을 참고.

2013년

2013년 3월 6일 현재 4기가 램이 19,000원에서 4만 2천 원으로 두 배 이상 뛰었다.아 망했어요 2013년 6월 23일 기준으로 삼성전자 메모리를 알아보면 2GB 메모리는 25,000원대, 4GB는 45,000원대 8GB는 무려 110,000원대였다.

2013년 7월 23일 현재 DDR3 12800 4GB가 3만 7천원 대, 10600이 3만 8천원 대였고, DDR3 12800 2GB는 1만 7천원, 10600은 2만 4천원 대였다.

2013년 9월 5일 하이닉스 중국 공장에 화재가 발생하여 그 여파로 D램 가격이 올랐다.

2014년

치킨 게임이 끝나고 업체들의 담합이 시작되었는지 2014년에는 DDR3 12800 4GB가 몇 달째 37,000원에서 변하지 않았다.

2014년 하반기에 DDR4가 출시됐다. 출시 초기라서 그런지 동일 용량 기준으로 DDR3의 2배 가격이다.

2014년 6월, 삼성에서 DDR4 램의 가격을 낮추는 동시에 DDR3도 낮추었다. DDR4는 8GB기준 77,000원 DDR3는 58,000(!!)

2015년

2015년 7월 14일, DDR3 램의 가격이 전체적으로 내려간 상태. 4GB가 25,000원으로 거의 3~4년 전으로 돌아갔다.

2015년 8월 10일, DDR4 램의 가격이 8GB에 69,000원이며 DDR3은 56,000원이다. 미리 사뒀던 사람들은 피눈물 흘리는 중.

2015년 10월 16일, DDR4 램의 가격이 지속적으로 떨어지는 중이다. DDR4 램은 8GB에 49,200원이며, DDR3 램은 8GB에 42,400원에 구입할 수 있다.

2015년 10월 20일 즈음하여 DDR3와 DDR4 16GB 램이 시중에 팔리고 있다. 가격은 115,000원 내외이며 최근 출시되는 Z170 보드가 64GB까지 램 지원이 가능하므로 이를 이용해 정말 64GB까지 램 구현이 가능해졌다.


현재는 수요를 공급이 못 따라간다는 점, 2D 낸드를 3D 낸드로 전환하는 기간이라 그런지 램값이 매우 높은 편.
2016년

2016년 2월 9일, 8GB 기준 DDR3 램의 가격은 37,000원, DDR4 가격은 약 40,000원이다.

2016년 6월 5일, 8GB 기준 DDR3-30,900원/DDR4-30,200원이 되면서 DDR4가 DDR3보다 더 가격이 낮아졌다.

2016년 7월 7일, 8GB 기준 DDR4의 가격이 갑자기 4만원으로 폭등했다.

2016년 10월 22일, 8GB 기준 DDR4의 가격이 5만원대 초반으로 이전보다 더 비싸졌다!

2016년 10월 30일, 8GB 기준 DDR3 약47000 DDR4 47000 같은가격이다. 가격이 내려가지 않는다.

2016년 11월 15일, 8GB 기준 DDR4 50000이상.

2017년

2017년 1월 1일, 8GB 기준 DDR4의 가격은 65000원으로 서서히 상승세를 보이고 있다.

2017년 1월 26일, 8GB기준 DDR4의 가격은 68000원으로 꾸준히 상승세를 보이고 있다.

2017년 5월 27일, 8GB기준 DDR4의 가격은 63300원으로 약간 떨어졌다.

2017년 7월 11일, 8GB기준 DDR4의 가격은 78000원~87000원으로 폭등했다.

2017년 8월 24일, 8GB기준 DDR4의 가격은 평균가 93976원이다.

2017년 9월 23일, 8GB기준 DDR4의 가격이 드디어 10만원을 찍었다!

2017년 9월 28일, 8GB기준 DDR4의 가격은 최저가 109660원이다. 게이머들의 피눈물이…

2017년 10월 13일, 8GB기준 DDR4의 가격은 139500원을 찍었다… 미친 DDR4 8GB = GTX1050

2017년 10월 15일, 8GB기준 DDR4의 가격은 140090원을 찍었다. 16GB DDR4는 무려 272480.

2017년 10월 16일, 8GB기준 DDR4의 가격은 148290원이다. 용산에서 발로 뛰면 라이젠3 1300X이다. 생쇼를 한다 정말. 여담으로 현재 삼성 램이 타무즈 램보다 12000원 정도 비싸다.

2017년 10월 23일, 8GB기준 DDR4의 가격이 127100원으로 내렸다!

2017년 10월 28일, 8GB기준 DDR4의 가격은 97900원이다.

2017년 11월 4일, 8GB 기준 DDR4의 가격은 95700원이다. 1달도 안된 사이에 5만원 가량이 떨어진 것이다!

2017년 11월 9일, 8GB 기준 DDR4의 가격은 84700원이다.

2017년 11월 12일, 8GB 기준 DDR4의 가격은 82450원 이다.

2017년 11월 16일, 8GB기준 DDR4의 가격은 98650원이다. 수능 막바지 시즌이라 잠깐 가격이 오른 것으로 추정된다.

2017년 11월 17일, 8GB기준 DDR4의 가격은 96080원이다. 주식하는 기분이 든다.

2017년 11월 18일, 8GB기준 DDR4의 가격은 88000원이다. 다시 8만원대로 내려가고 있다.[26]

5. 주소할당 문제

항목 참조.

6. 기타

마이크로소프트에서 Windows XP 서비스 팩 2 출시 때 4GB 이상의 메모리 지원 여부를 검토하였다.[27] 그리고 얼마 뒤 2005년에 MS는 윈도우 XP의 x64 버전을 출시하였다.

듀얼 채널 메모리를 구성하면 메모리를 많이 이용하는 작업에서 약간의 속도 향상을 기대할 수 있다. 특히 메인 메모리를 공유하게 되는 내장 그래픽은(인텔 HD 그래픽 제품군이나 AMD APU 제품군) 듀얼 채널 구성 시 싱글 채널 대비 거의 40%의 성능 향상을 보여주기도 한다. (LGA 1366소켓을 사용하는)코어 i7 900대라면 트리플 채널도 지원한다. 거기에 한술 더 떠서 2011년 후반에 나온 LGA 2011소켓을 사용하는 샌디브릿지-E CPU는 쿼드 채널까지 지원한다.(…)

ECC(Error Correction Code)램이라는 서버, 전문가용 램이 존재한다. 성능이 살짝 떨어지지만 메모리 오류 문제를 해결해줄 수 있기 떄문에 서버 컴퓨터나 전문업종에서 사용하는 컴퓨터들에 주로 사용된다.[28] 가격도 일반 램에 비해 꽤 비싸다. 일반램과 다른 점이라면 칩이 3,5배수로 이루어져있다. 즉 칩이 9개 및 10개라면 ECC램이라는 뜻. ECC가 적용된 램은 UDIMM(Unregistered DIMM), RDIMM(Registered DIMM),[29] LR-DIMM (Load Reduced-DIMM)[30] 등의 종류가 있으며, 현재 일반 램보다 더욱 높은 용량과 비싼 가격으로 유통되고 있다. 오죽하면 1테라바이트로 구성할 때 제온 E5 2699v4 2프로세서[31] 구성보다 몇배나 비싸다는 것.[32]

과거(2000년대 이전)에는 램 값이 같은 중량의 값을 가뿐히 넘었다. 당장 1990년대 중반~말엽까지는 PC의 가격 중 무려 절반이 램 값이었고, 중고 시세도 좀처럼 떨어지지 않았다. 그래서 항상 프로그램이 요구하는 용량보다 적은 용량만 간신히 구입해서 컴퓨터에 달 수 있었다. 이런 이유로 인해 하드디스크의 일정 영역을 램처럼 사용하는 가상 메모리 등의 기술이 만들어지게 된다.[33]

하지만 램 가격은 빠르게 하락했고, 수백MB~2GB 정도의 램 용량이 주로 사용되던 시기에는 새 컴퓨터 본체를 구입할만한 비용이 없을 경우, 비어있는 램 소켓을 채울 겸 해서 램만 추가로 구입하는 업그레이드를 하는 경우도 많았다.

32비트 CPU,[34] 또는 64비트 CPU를 사용하더라도 32비트 OS윈도우[35]를 사용하는 경우, 시스템에서 사용가능한 최대 램 사이즈는 4GB이다. 그러므로 시스템의 램을 4GB 이상 증설하고 싶다면 자신의 시스템이 64비트 시스템이 맞는지 반드시 미리 확인해야만 한다. 다만 2017년 현재, 웬만한 컴퓨터에서는 64비트 OS를 사용하고 있을 것이다. 특히, 2016년에 출시한 히트작 게임 오버워치가 64비트 시스템을 필수적으로 요구했기 때문에 많은 사람들이 64비트 시스템에 대해 관심을 가지고 이주하는 계기가 되었다.

또한 고해상도 사진 파일을 다루는 포토샵이나 3D 맥스. 도면 및 설계 작업에 쓰는 인벤터 같은 프로그램을 돌릴 때는 그저 램이 깡패다. 이와 같은 프로그램을 돌릴 때에는 아주 큰 메모리 용량을 필요로 하는데, 램 용량이 모자랄 경우 사용자의 인내심을 시험하게 될 것이다.[36] 더 나아가 램 용량이 충분하다면 포토샵 작업 시 수GB 이상의 넉넉한 용량으로 설정한 램 디스크를[37] 스크래치 디스크로 설정해 놓으면 작업의 능률 향상에 도움이 된다.

램에는 용량 뿐 아니라 데이터 전송 속도도 중요한데, 램을 여러 개 꽂을 때 전송 속도가 다르면 낮은 쪽에 맞춰진다.[38] 업그레이드할 때 주의. 데이터 전송 속도는 램의 모듈 네임으로 알 수 있다. DDR3영문 위키아래에 모듈 네임과 전송 속도 표가 있다.

램은 읽기/쓰기 속도가 빠르고 대역폭도 크지만 접점이 많아서 접점 불량으로 잦은 불량을 일으키는 주범이다.(…) 게다가 요령이 없으면 엄지손가락이 부러져라 꽂아도 메인보드가 휘어지도록 꽂히지 않는다. 프리징이나 블루스크린이 자주 뜨면 램의 접점을 지우개로 닦거나 접점 부활제를 사용해보자.

컴퓨터 부품 중 용량 꼼수가 없는 부품 중 하나다.[39] 예나 지금이나 표기 용량과 실제 인식 용량이 같다.

요즘엔 컴퓨터를 이루는 기본요소를 교육할 때 간혹 램이 비휘발성이라고 가르치기도 하는데, 종류에 따라 다른데다가 무엇보다 지금 많이 쓰이는 램은 전원이 꺼지면 정보가 날아가는 휘발성이 태반이다.


[1] Registered-Dual In-Line Memory Module[2] 잘 이해가 되지 않는다면, 복잡한 계산을 할 때 공책에 풀이해가면서 하는걸 생각하면 된다.[3] 랜덤 액세스가 불가능한 저장 매체로는 대표적으로 카세트 테이프를 생각하면 쉽다. 이런 매체는 차례차례 접근하는 순차 접근(sequential access)밖에 되지 않는다.[4] CPU에서 먼 쪽의 슬롯에 있다거나 하는 물리적 특성에 따라 접근 시간이 더 걸리는 경우가 있지만 이것은 seek time적 의미이다.[5] SRAM은 전원이 차단되자마자 데이터가 지워지지만, DRAM은 전원이 차단되자마자 그 즉시 데이터가 지워지는 것은 아니며, 대략 5분 정도의 시간이 걸린다.[6] 다다익램 이라고 쓰면 '많으면 많을수록 램이다'라는 뜻이 된다! 램이 정의다. 어떤 의미에선 맞다. 그런 의미로 적절한 표현은 램다익선이지만 사람들은 이미 다다익램에 익숙해져버린 탓에…[7] DDR4 SDRAM의 대중화 시점인 2015년 이후 기준으로 사무용 및 웹서핑 컴퓨터에는 4~8GB, 게이밍 컴퓨터에는 8~16GB 정도가 권장되며, 그래픽 제작 및 편집 등을 수행하는 경우에는 16GB 이상의 램이 돈값을 할 수 있다. 물론 서버의 경우에는 정말 말그대로 많으면 많을수록 또 크면 클수록 좋아서 그냥 남는 램 다 갖다넣어도 돈값한다.[8] 기억 능력을 가진 논리 회로를 특별히 플립플롭( Flip-Flop. 기초적인 원리는 입력을 받으면 그 입력을 초기화 명령을 받기 전까지 내부에서 루프를 돌려서 유지하는 것. 외부의 에너지 공급이 없으면 에너지 손실로 빠른 시간 안에 정지.)이라고 부른다.[9] DRAM의 100배 이상.[10] 파워 서플라이와 같이, 다이오드 계열이 기초 소자 중 가장 비싸다.[11] SDRAM의 근원 기술이 DRAM에서 기인하므로, 기술 구성 요건의 일부가 IBM의 DRAM 특허에 걸린다.[12] JEDEC 표준 기준. 오버클럭 메모리는 이보다 더 높은 클럭을 지원한다.[13] DDR3L 메모리는 1.35V[14] 그러나 기술적인 문제점으로 인해 성능이 GDDR3보다 그다지 향상되지 못했고 전력 소모도 급격하게 증가하여 효율이 떨어지는 바람에 얼마 못 가 GDDR5로 빠르게 대체되었다.[15] 동시에 쓰고 읽기가 가능한 포트가 따로 존재하지는 않는다.[16] 프레임메모리에 쓰고, 화면출력을 위해 읽어야 함.[17] 이건 IBM이 아직까지도 유효하다. 이 특허는 DRAM 자체에 대한 특허라서 피해나갈 길이 없다.[18] 특허 문제로 SK하이닉스와 법정 공방을 벌인 그 회사 맞다.[19] 플래시메모리 중 랜덤 액세스가 가능한 NOR 플래시 메모리만 NVRAM 범주에 들어간다.[20] 흔히 스핀 밸브라고 한다.[21] 다만 이 결정은 공식 발표된 것은 아니고, 업계 내부에서 흘러나온 말이다. 실제 3D XPoint가 PRAM인지의 여부는 양사가 공식 발표한 것이 아니라 연구 기관에서 제품을 뜯어 분석한 결과로 알게 된 것이다.[22] 강유전체 재료에서 박막을 얇게 하면 분극의 양이 급속히 떨어지는 현상.[23] http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/semicon/20160202_741709.html[24] 2016년 시점에도 DDR2, DDR3, DDR4가 혼재되어 있는 상황이고, 이들의 단자가 죄다 다른지라 잘 알아보지 않을 경우 메인보드에 안 맞는 걸 잘못 살 수 있기 때문.[25] 12600은 12만원을 넘나든다.[26] 가격이 내려가고 있는건 수요가 줄거나 공급이 늘어서가 아니라 삼성전자의 D램 증산 소식 때문으로 보인다. 생산이 늘어난 것도 아니고 삼성전자의 발표하 나로 가격이 내려가는걸 보면 지금까지 가격상승은 담합이었던 듯.[27] 윈도우 95~ME는 32비트 OS임에도 불구하고 메모리 최대 인식 용량이 512MB이다. 그 이상인 경우 메모리 부족이라는 에러 메시지가 뜨며, INI 파일 수정을 통해 메모리를 512MB로 제한하여야 한다. MS의 예측보다 하드웨어가 빠르게 발전한 게 크리인 셈.[28] 워크스테이션급 이상이라면 죄다 ECC는 반드시 들어가 있다고 보면 된다. 하나의 오류라도 큰 문제로 이어질 수 있기 때문이다.[29] 현 단일 램 한 개에 32GB가 최대 용량[30] 단일 램 한 개에 최소 32GB 최대 64GB, 램 슬롯이 16개인 워크스테이션/서버에서 최대 1TB(램 슬롯 16개) / 2TB(32개)를 구현살 수 있다.[31] 22코어 44스레드를 두 개 꽂는다고 생각하라![32] 64GB × 2 = 128GB 램 키트가 거의 $2K라는 점. 16GB의 4배 용량을 쑤셔넣으니 비쌀 수밖에 없다.[33] 2000년 이전에 있었던 컴퓨터들의 연도 계산 문제, 통칭 '밀레니엄 버그'가 이 문제로 인해 벌어진 것이다.[34] 2004년 출시한 LGA 775소켓의 인텔 펜티엄4 프레스캇 이후 출시한 대부분의 인텔 x86 CPU는 64비트 명령을 지원한다. 그러므로 2017년 기준으로 32비트 CPU라면 사실상 고물상에서나 볼 수 있다.[35] PAE로 인해 32비트 운영체제도 4기가 이상을 엑세스하는게 불가능하지 않다. 윈도가 지원을 안할 뿐. 32비트 pae커널을 사용하는 리눅스 배포판들은 모두 4기가 이상 잘만 인식한다.[36] 램 용량이 부족하면 가상 메모리를 사용하게 되어 램 대신 속도가 매우 느린 HDD에 작업 내용을 열심히 썼다 지웠다 하기 때문이다. 가상 메모리를 안 쓰면 앱이 터질 수도 있다.[37] 용량이 적으면 오히려 방해가 될 수 있다.[38] 예를 들어, 1333MHz 클럭의 DDR3 램을 사용하다가 1600MHz 클럭의 램을 추가하게 되면 1333MHz로 다운클럭하여 동작한다.[39] 보조 기억 장치 중에서는 ODD가 유일하게 표기 용량과 실제 용량이 동일하다.

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