SDRAM

사용자가 자유롭게 내용을 읽고 쓰고 지울 수 있는 기억장치. 컴퓨터가 켜지는 순간부터 CPU는 연산을 하고 동작에 필요한 모든 내용이 전원이 유지되는 내내 이 기억장치에 저장된다.[2] '주기억장치'로 분류되며 보통 램이 많으면 한번에 많은 일을 할 수 있기에 '책상'에 비유되곤 한다.

RAM에서 말하는 Random Access(임의접근, 任意接近)란 임의의 주소가 주어질 때 어떤 작업이든 똑같은 시간으로 접근이 가능하다는 의미로서, 무작위가 아니다. 이는 메모리의 주소만 알고 그곳을 지정하면(아무데다가 쳐박아도 위치만 알면 찾아낼 수 있다는 의미이다.) 별다른 지연 없이 바로 접근할 수 있다는 뜻으로, CPU에서 먼 쪽의 슬롯에 있다거나 하는 물리적 특성에 따라 접근 시간이 더 걸리는 경우가 있지만 이것은 탐색 시간(seek time)적 의미이다. 그리고 읽기 작업을 위한 접근 시간과 쓰기 작업을 위한 접근 시간이 같은데, 서로 대칭적으로 같다고 해서 대칭적인 접근 시간이라고 부른다.

사실 접근 시간에 있어서 교조적으로 무조건 따지면 억지이다. RAM도 NUMA가 나오는 마당에...(특히 쓰레드리퍼 2세대가 이로 인한 성능 최적화 문제가 큰 편이다.) 교조적으로 '똑같은 시간'을 고집하면 L3 캐시 메모리도 RAM이 못 된다(...) 인텔 코어2 시리즈까지만 해도 L3 캐시 메모리가 통짜 형태였기 때문에 교조적으로 똑같은 시간을 맞출 수 있었지만, 쿼드코어 이상에서 그렇게 만들면 L3 레이턴시가 2~3배 느려지기 때문에 AMD FX 시리즈를 마지막으로 사라진 방식이다. 실제로 AMD FX 시리즈가 이 문제로도 많이 까였다. AMD FX Latency나 AMD Bulldozer Latency로 구글링 하면 당시의 흔적을 볼 수 있다.

현재 인텔의 경우 CPU 코어가 각각 L3 캐시 메모리 블럭 형태로 나눠 가지고 있고 이들을 링 인터커넥트나 메쉬 인터커넥트로 동기화시켜서 논리적인 하나의 L3 캐시 메모리로 구성하는 방식이다. AMD 라이젠 시리즈의 경우 CCX(CPU Core Complex)로 나눠져 있는데다가 CCX 내부 구조를 보여주는 개념도를 보면 CCX 내에서도 다시 슬라이스/블록/파티션 형태로 나눠져 있는 걸 볼 수 있다.

반대로 seek time(탐색 시간)은 상관 없음!을 강조하면 HDD는 물론 DVD도 RAM이 될 수 있다(...) 실제로 DVD-RAM이란 규격이 공식적으로 존재하기도 하고.

그보다는 실용적 측면에서 주 기억 장치로 쓸 만한 랜덤 액세스 성능이 나오느냐로 나누는 것에 가깝다. 임의 지점 액세스 자체는 가능하지만 성능 차이가 커서 RAM으로 인정하지 않는 물건으로는 DVD, HDD가 있으며[3], 임의 지점 액세스 자체가 불가능한 저장 매체로는 자기테이프가 있다. 이런 매체는 차례차례 접근하는 순차 접근(Sequential Access)밖에 되지 않는다.

RAM이 '임의 접근'할 수 있는 메모리이므로 HDD 등의 장치들도 RAM의 범주에 들어가며, 우리가 통상 이해하는 읽고 쓸 수 있는 주 기억 장치만을 RAM이라 부르는 것은 틀린 것이라고 오해하는 경우가 있다.

Random Access라는 말은 어느 위치에든 똑같은 속도로 접근하여 읽고 쓸 수 있다는 의미이므로 FDD나 ODD, HDD 같은 경우는 RAM의 범주에 들어가지 않는다. ROM도 접근 위치와 상관 없이 같은 속도로 데이터를 읽을 수 있으나 '쓰기'가 안 되므로 RAM의 하위 분류에 속하지 않는다. HDD 등의 기억장치와 같이 어느 위치에나 직접 접근할 수 있으나 데이터의 물리적 위치에 따라 읽고 쓰는 시간에 차이가 발생하게 되는 기억장치들은 Direct Access Memory 또는 Direct Access Data Storage라고 부른다.

한편, CP/M과 MS-DOS의 시스템 호출 함수에서의 임의 접근은 FDD, ODD, HDD를 포함한다. 하지만 그때는 카세트 테이프 같은 순차 접근 저장 장치에 사용하는 순차 접근 개념에 대응하는 말로 쓴 것이다. RAM은 주 기억 장치로만 취급되었을 뿐이지, 보조 기억 장치와 같은 그룹으로 취급된 적은 없다.

다만 SSD를 필두로 한 플래시 메모리 보조 기억 장치의 등장으로 혼란이 있는 것도 사실이므로, 기존의 RAM을 VRAM(Volatile Random Access Memory) 혹은 더 넓은 의미인 VM(Volatile Memory)으로 칭하는 사람도 있다. 플래시 메모리는 NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)으로 칭하기에는 애매해서, 그냥 넓은 의미인 NVM(Non-Volatile Memory)으로 칭한다.

메인 메모리에 주로 사용되는 RAM은 일반적으로 전원이 차단되면 내용이 지워지는 휘발성 기억 장치이다. 다만 이는 RAM마다 조금씩 차이가 있다. 예를 들어 SRAM은 전원이 차단되자마자 즉시 데이터가 지워지지만, DRAM은 전원이 차단되자마자 그 즉시 데이터가 지워지는 것은 아니며 대략 5분 정도의 시간이 걸리는데 이는 DRAM은 내부에 전류를 일시적으로 저장하는 역할을 하는 축전기가 들어가 있기 때문으로 액체 질소등으로 냉각시킬 경우 1주일 정도는 데이터가 저장 가능하다고 한다. 그러나 이 특성이 전원이 끊어진 상태에서 데이터 신뢰성이 보장 된다는 말은 아니다. 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 제성능을 발휘하기 어려우나, PC가 점점 대중화되고 사용하기 쉬워지며 가격이 급락하는 바람에 그 존재감이 점점 옅어지고 있다. 그리고 메모리라고 하면 USB 메모리와 착각 당하기까지 하는 것이 바로 이 메모리라는 존재이다.

전원이 꺼져도 지워지지 않는 NVRAM도 있으나 현재의 RAM을 대체하지는 않는다. 21세기 초부터 계속해서 떡밥을 뿌렸던 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 PRAM을 제외하고는 아직 연구소 바깥으로 나오지 못했고 연구소 바깥으로 나온 PRAM인 옵테인 메모리 역시 DRAM을 대체하는 수준은 아니다. 자기장을 사용한 MRAM이 2012년 후반기에 실험적으로 자동차에 사용된 정도가 고작이며 실용화되도 하나같이 차폐 기술을 적용하지 않으면 우주선엔 사용이 불가능할 정도로 민감하며, ReRAM은 2 GB 단일 모듈을 소니-마이크론에서 시연한 수준 정도에 올라왔을 뿐이다.

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 타입의 캐시 메모리 위주인 LLC(Last Level Cache)를 대체하는 정도가 될 것이라고 한다. 한편 PRAM은 빛을 이용하는 특성 때문에 소비 전력이 너무 커 개발이 더뎌진 상황이라 메모리뿐만 아니라 스토리지 용도로도 사용될 수 있는 차세대 램은 ReRAM이 될 것이라고 한다. 여전히 비휘발성 차세대 RAM의 갈 길은 멀지만 지속적인 연구로 상황이 점차 나아지고 있다.

플래시 메모리는 주 기억 장치라기보단 보조 기억 장치의 일종이지만, 똑같이 읽고 쓰는 게 가능한데 왜 RAM 취급을 안 해 주냐면, CPU에서 대개 직접 읽고 쓸 수 없으며(일부 CPU는 플래시 메모리 컨트롤러 내장) RAM처럼 바이트 단위로 접근할 수 없고 페이지 단위로 읽기/쓰기가 진행되기 때문이다. (읽기/쓰기는 페이지 단위, 삭제는 블럭 단위다.) 플래시 메모리가 RAM이 아니니까 그것과 구분하여 ROM이라고 적은 마케팅 자료도 있는데, 물론 ROM과 같은 비휘발성 메모리지만 ROM(Read Only Memory)의 정의에 부합되는 개념은 더더욱 아니다.(…)

RAM의 용량을 보조하기 위하여 더 대용량인 HDD, SSD를 통해 일부 영역을 메인 메모리 용도로 전용하여 사용하게 되는데 이를 디스크 페이징, 스왑이라고 부른다. 이 상태가 되면 그 순간 컴퓨터의 속도가 사실상 답이 없을 만큼 느려진다. 현재 시중에서 많이 쓰이는 DDR4 SDRAM 2666 Mbps의 메모리 대역폭은 21300 MB/s[4] 인데, PCIe를 사용하는 M.2 NVMe방식의 SSD의 대역폭이 최소 1200~2000 MB/s. 일부는 최대 3000 MB/s 이상을 지원하니 적게는 6배 많게는 10배 이상의 차이가 난다. 당장 HDD를 SSD로만 갈아도 체감속도가 달라지는데, 램과의 차이는 넘사벽.[5]

본인이 고사양 게임이나 편집 툴, 영상 인코딩을 한다고 하면 충분한 램을 꼭 사용하도록 하자. 바로 위의 다다익램의 경우 같은 대역폭을 두 개를 장착하면 속도가 두배 뻥튀기 된다. 2400 Mbps짜리 DDR4 SDRAM을 두 개 장착하면 대역폭이 38400 MB/s. 트리플이나 쿼드의 경우 메인보드에서 지원을 안 하는 경우가 많기에[6] 이 경우에는 용량은 올라가나 대역폭 속도는 두 배만 지원하는 경우가 많다. 다만 아래에도 있지만 두개의 대역폭이 다를 경우 낮은 쪽의 대역폭으로 맞추어지니 유의하자. 이렇게 빠르면서도 값싸게 가상메모리 영역을 확보하고자 하는 틈새시장이 꽤 크다 보니, 아예 이런 용도로 사용하라고 3D XPoint까지 나온 마당이다.

RAM 성능이라 하면 '용량'을 가장 먼저 떠오르지만, 용량에 따른 간접적인 성능일 뿐이지 메모리 자체의 직접적인 성능이 아니다. 메모리 성능의 지표가 되는 요소는 기본적으로 메모리 레이턴시, 메모리 쓰루풋 및 대역폭으로, 동시 멀티스레딩(SMT)를 지원하는 CPU가 등장한 이후에는 메모리 레벨 병렬 처리(MLP)까지 추가되어 총 3가지로 구분한다. 거기에 메모리 엑세스 패턴별과 데이터 타입별로 레이턴시, 쓰루풋, MLP가 달라질 수 있다. 한 가지 측정 값만으로는 종합적으로 파악할 수 없다는 뜻이다. 참고로 메모리 엑세스 패턴은 크게 '순차적', '페이지 내에 랜덤', '전체 랜덤' 해서 3가지로 구분한다.

조립컴퓨터 견적에서는 언제나 다다익램[7]의 규칙으로 통한다. 램이 부족하면 확실히 체감이 되지만 용량이 남을 때는 그냥 쉬고 있는 부품이라 체감이 잘 안 되는데, 존재 이유를 알고 싶다면 컴퓨터의 다른 부품들(CPU, 메인보드등)이 어느 정도 받아준다는 가정하에 크고 아름다운 프로그램을 여러 개 켜놓고도 컴퓨터가 무리 없이 돌아가는데 도움을 주는 장치라고 생각하면 된다. 특히 Windows Vista 부터는 크롬 브라우저 하나만 켜도 2~3 GB 이상을 사용하니, 배틀필드 5 같은 어느 정도 사양이 되는 게임을 플레이한다면 램이 16GB 정도는 있어야 한다. 내장 그래픽 카드를 사용할 경우, 시스템 메모리 일부가 내장 그래픽용으로 할당되기 때문에 가용량이 더 줄어든다. 가령 4GB인 시스템 메모리에 1GB를 내장 그래픽용으로 할당된 시스템일 경우 이론적인 가용량은 3GB이지만, OS 부팅 단계에서 이미 메모리에 상주된 프로세스들이 존재하므로 실제 가용량은 2GB 내외 혹은 그 이하로 더 적다. DDR4 SDRAM의 대중화 시점인 2015년 이후 기준으로 4GB 이하는 무엇을 하든 성능 저하가 심하기 때문에 사양세(辭讓勢)에 들어섰고 사무용 및 웹 서핑 컴퓨터에는 8GB, 게이밍 컴퓨터에는 16~32GB 정도가 권장되며, 그래픽 제작 및 편집 등을 수행하는 경우이거나 RAM 누수가 심한 프로그램을 돌리는 경우에는 32GB 이상의 램이 돈값을 할 수 있다. 물론 서버의 경우에는 정말 말 그대로 많으면 많을수록 또 크면 클수록 좋아서 그냥 남는 돈 전부 램에 투자해도 돈 값을 한다.

일반인들은 잘 모르는 사실이지만 윈도우7부터는 메모리가 부족하지 않는 이상 프로그램이 종료되도 메모리를 반환하지 않는다. 가령 고사양게임을 실행시 처음에 실행시킬때는 하드에서 읽기때문에 실행속도가 느리지만 종료시켰다가 다시 실행시키면 메모리에 남아있는 데이터를 다시 불러들이기 때문에 훨씬 빨리 실행된다. 즉, 다다익램이란게 멀티태스킹처럼 동시에 프로그램을 사용하는 사람에게만 이득이 되는 건 아닌셈이다.

착각하지 말아야 할 점은 메인 메모리 용량이 충분하다면 용량을 더 늘린다고 해서 성능이 더 향상되는 것은 아니다는 것이다. 사양 충족으로 인한 시스템 성능 향상은 없고 사양 미달로 인한 시스템 성능 저하만 있는 셈이다. 그러니 시스템 성능 저하만 나타나지 않는 한해서 사용 용도와 가격에 알맞게 용량을 결정 또는 조정하는 것이 중요하다. 아래의 용량 항목들은 2020년 한글 Windows 기준의 용량별 특징이다.

해당 RAM 분류는 물리적인 특성과는 상관없이, 용도에 따라 분류한 것이다.

시스템이 동작하는데 있어서 반드시 존재해야 할 RAM으로, 얼마나 중요한 용도인지 잘 모르겠다면 컴퓨터 시스템을 종료하고 장착되어 있던 메인 메모리를 모두 분리해서 OS 재부팅을 시도해보자. 그러면 OS 부팅조차 완료할 수 없을 것이다. 그만큼 컴퓨터에 탑재된 모든 각종 메모리들 중에 가장 중요한 메모리이기 때문에 시스템 메모리라고도 부른다. 한자어로 '주 기억 장치'라고도 부르며, BIOS가 담겨진 ROM과 함께 취급하고 있다. 읽기만 가능한 ROM과는 달리 임의 접근하여 자유롭게 읽고 쓸 수 있다는 특징을 기억해야 한다.

컴퓨터는 CPU에서 이뤄진 연산을 메모리에 기록하며 또 읽어온다. 잘 이해가 되지 않는다면, 복잡한 계산을 할 때 공책에 풀이해 가면서 하는 걸 생각하면 된다. 즉, 메모리가 없으면 컴퓨터는 동작하지 못한다. 당연히 램의 용량이 클수록 그 용량만큼 동시에 기록하고 연산하는 것이 가능하다는 것이며 고용량 램일수록 컴퓨터의 성능이 올라가고 가격이 비싸진다.

서로 다른 두 곳에서 데이터 이동할 때 그 데이터가 누락되지 않고 완전하게 이동할 수 있도록 임시로 보관하기 위한 버퍼 기능을 수행하는 RAM. 컴퓨터가 여러 장치들로 구성되어 있는 한, 버퍼라는 존재를 배제할 수 없을만큼 매우 중요한 용도이다.

RAM 범주에서 버퍼 용도로 사용된 곳은 대표적으로 HDD 버퍼, SSD 캐시 겸 버퍼, 그래픽 카드의 그래픽 메모리에 일부 영역으로 할당된 프레임 버퍼가 있지만, 메인 메모리로 사용되는 시스템 메모리도 일부 영역은 버퍼로 사용된다.

시스템의 성능 향상을 위해 캐시 기능을 수행하는 RAM으로, 메인 메모리와는 다르게 이것이 없어도 작동하는데 문제는 없다. 다만, 속도가 느려지기 때문에 더 나은 사용자 경험을 위해 사실상 필수가 된 용도라고 볼 수 있다.

CPU와 메인 메모리의 데이터 교환 속도를 향상시키기 위해 오직 캐시 기능만을 수행할 전용 메모리 즉, 캐시 메모리가 등장했으며, 그것도 모자라 CPU 내부에 내장되었기 때문에 현세대 시스템에서는 캐시 메모리를 직접 보기가 어려워졌다.

잦은 I/O 처리로 인해 무리를 받는 HDD나 SSD를 대신하면서 보다 빠른 속도로 처리하기 위해 스토리지/드라이브 기능을 수행하는 RAM. 메인 메모리의 여유 용량을 이용하는 소프트웨어 방식과 별도의 RAM으로 이용하는 하드웨어 방식이 있다. 자세한 내용은 램 디스크 문서 참조.

이와 반대 개념으로 보조 저장 장치 용도인 HDD나 SSD가 메인 메모리 기능을 수행하는 가상메모리가 있지만, RAM이 할 수 있는 역할은 아니므로 유의할 것.

해당 RAM 분류는 용도에 상관없이, 물리적인 특성에 따라 분류한 것이다.

Volatile Random Access Memory (VRAM)
휘발성 RAM을 일컫는 용어.

Static Random Access Memory.

1965년 IBM의 아놀드 파버와 유진 슐리그는 트랜지스터 게이트와 터널 다이오드 래치를 이용해 최초로 메모리 셀을 만들었다. 그해 IBM의 벤자민 아구스타와 폴 카스트루치가 그 메모리 셀을 이용해 최초의 16비트 정적 램 SP95 칩을 상용화했다.

정적 램이라고도 부르며, 내용을 한번 기록하면 전원이 공급되는 한 내용을 그대로 가지고 있는 램이다. 기본적으로 트랜지스터 등으로 구성된 논리 회로로 이루어지며 외부 신호에 따라 내부의 값을 유지하는 식으로 정보를 기록한다. 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.

SRAM은 DRAM의 100배 이상으로 접근 속도가 빠르지만 구조가 복잡하여 공간을 많이 차지하므로 집적도를 높이기 어려워 가격이 비싸고 대용량으로 제작하기가 어렵다. 그래서 빠른 속도가 요구되는 캐시 메모리(Cache Memory)에 주로 사용된다. CPU 스펙에 표시되는 L1, L2, L3 등의 캐시 메모리가 대표적. 물론, SRAM이라서 무조건 캐시에만 써먹으라는 법은 없지만 낮은 집적도로 인한 용량 대비 비싼 단가 문제 때문에 SRAM을 메인 메모리로 사용된 사례는 알려져 있지 않다.

CPU에 내장된 캐시 전용 SRAM의 스펙은 대개 용량만 표기되고 속도가 표기되어 있지 않은데, CPU 코어 클럭 속도와 같은 속도로 동작하기 때문에 속도를 따로 표기하지 않는다. 그러나 인텔 7세대 코어 i 시리즈 이후부터 캐시 클럭 속도가 코어 클럭 속도보다 약간 떨어지는 속도로 동기화되기 시작해서 따로 구분해야 한다. AIDA64 메모리 벤치마크를 통해 특정 메모리 엑세스 패턴 기준으로 측정은 해볼 수 있는데 초당 수 백 GB/s를 가뿐히 넘긴다. 단, 메모리 엑세스 패턴에 따라 측정 값이 달라질 수 있기 때문에 서로 다른 마이크로아키텍처끼리 비교하기가 부적절함을 감안해야 한다. 2013년 6월에 3.00 버전으로 업데이트되기 전까지는 싱글스레드 기반에 순차 접근 패턴으로 측정되어서 괴리감이 더 컸다. 업데이트 이후에는 멀티스레드 기반에 페이지 단위의 랜덤 접근 패턴으로 변경되어서 괴리감이 그나마 덜 해졌을 뿐이지 종합적으로 판단하기 어려운 것은 마찬가지이다.

CPU 코어 외부에 인접된 캐시 메모리와 CPU 코어 내부에 있는 레지스터는 다른 개념이다.

Dynamic Random Access Memory.

1966년 IBM 왓슨 연구소의 로버트 데나드 박사가 발명해, 1968년 DRAM에 대한 특허를 취득했다. 최초의 DRAM 상용 제품은 1969년 이 특허의 사용권을 취득한 Advanced Memory System에서 나왔다. DRAM에 대한 IBM의 특허권은 50년 넘게 훌쩍 지난 현재도 유효하여, 삼성전자나 SK하이닉스 같은 반도체 회사에서 이 특허를 사용한 칩을 제조할 때마다 일정 금액을 IBM에 지급해야 한다.

동적 램은 기록된 내용을 유지하기 위하여 주기적으로 재충전(Refresh)이 필요하다. 기본적으로 축전기(Capacitor)로 이루어지며 이것의 충전 상태로 정보를 기록한다. 계속 재충전해야 하는 이유는 캐퍼시터가 시간이 지나면 저절로 방전되기 때문.[12]

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 플립플롭의 구조상 최소 4개 이상으로 셀 하나를 만들지만 DRAM은 트랜지스터 하나와 캐패시터 하나로 만들어져 있기에 고집적화가 가능하다. 그나마 커패시터도 트랜지스터 제조 시 생길 수밖에 없는 기생 커패시터를 극대화하여 활용하기에 필요 면적이 매우 작다. 또한 정적 램에 비해서 가격이 매우 싸고 전력 소비도 그렇게 많지 않아 CPU의 주 기억 장치로 가장 많이 사용되고 있다. 파워 서플라이와 같은 다이오드 계열이 기초 소자 중 가장 비싸다.

우리가 말하는 '램'은 보통 DRAM이다. DRAM 구조에 따라 비동기식이니 동기식이니, 동기식 중에서도 SD이니 RD이니 DDR이니 붙는 것.

Asynchronous Dynamic Random Access Memory. 비동기식 DRAM.

1969년부터 출시된 최초의 DRAM 규격으로, SDRAM이 등장한 현재 시점에서는 이와 구분하기 위해 비동기식 DRAM으로 명명되었지만 당시에는 그냥 DRAM이라고 불렀다. 1990년대 중반까지 활발하게 사용되었으며, SDRAM이 등장한 이후에도 1990년대 말까지는 간간히 보이다가 2000년대 이후부터 SDRAM 계열로 완전히 대체되었다.

Page Mode Dynamic Random Access Memory. 페이지 모드 DRAM.

초기 비동기식 DRAM의 인터페이스를 약간 수정하여, 다른 행에 액세스하기 위해 동일한 행을 미리 사용하는 비효율성을 회피함으로써 행에 대한 읽기 및 쓰기 성능을 향상시킨 규격.

Fast Page Mode Dynamic Random Access Memory. 고속 페이지 모드 DRAM.

기존 PM DRAM의 개선판 규격으로, 레이턴시가 단축되었다.

Extended Data Out Dynamic Random Access Memory. 확장 데이터 출력 DRAM.

이전 페이지의 데이터 출력을 활성 상태로 유지하면서 새로운 액세스 사이클을 시작할 수 있는 DRAM으로, 하이퍼 페이지 모드 DRAM라고도 불렀다. 이를 통해 어느 정도의 파이프라이닝이 가능하여 성능이 FPM DRAM 대비 최대 30% 향상되었다.

메인 메모리용으로는 1995년 인텔 430FX 칩셋을 통해 처음 지원되었으며, 그래픽 카드에서는 1990년대 후반까지 사용되었다. 비동기식 DRAM 시대의 마지막 전성기였다.

Burst Extended Data Out Dynamic Random Access Memory. 버스트 확장 데이터 출력 DRAM.

BEDO DRAM은 EDO DRAM에서 추가적인 최적화를 거친 후속 규격이자 최후의 비동기식 DRAM 규격으로, 주소 카운터(PC)가 추가되었고 페이지 엑세스 사이클을 두 가지 영역[13]으로 나눌 수 있도록 파이프라인 단계가 추가되었다. 일부 성능에서는 SDRAM보다 더 뛰어나기도 했지만, SDRAM의 강점 때문에 결국 널리 쓰이지 못 하고 묻혀졌다.

Synchronous Dynamic Random Access Memory. SRAM이랑 DRAM을 합쳐 놓은 게 아니다.



SDRAM의 개념 자체는 1970년대 인텔이 IBM의 DRAM에 대한 특허의 사용권을 취득해 제작한 반도체에서 기인한다. 그래서 기술 구성 요건의 일부가 IBM의 DRAM 특허에 걸린다. 이 제품이 나온 이후 여러 제조사에서 동기 방식의 다양한 DRAM을 생산하였다.

오늘날 SDRAM은 1992년에 삼성전자에서 개발되어 1993년 JEDEC에서 채택된 표준안을 따른다. 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.

인텔에서는 1996년 펜티엄 시리즈와 조합되는 430VX 칩셋부터, AMD에서는 1996년 K5 시리즈와 조합되는 VIA의 Apollo VP 칩셋부터, 애플의 매킨토시 계열에서는 1997년 파워맥 G3, 1998년 파워북 G3s부터 지원되었다.

2000년에 DDR 방식의 메모리가 나오자 기존의 SDRAM을 구분하기 위해 SDR(Single Data Rate) SDRAM으로 통용되고 있는데, 클럭 사이클당 한 번만 전송을 하는 것에서 명명했다.

미국의 반도체 회사인 램버스에서 1992년에 개발한 고속 데이터 전송 메모리였다. 대한민국에서는 삼성전자와 SK하이닉스가 제조 기술을 보유하고 있다. 자세한 내용은 RDRAM 참조.

Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory



1998년에 개발되어 2000년에 표준화 및 출시된 기존 SDRAM의 개선판 규격. 기존 SDRAM에 비해 메모리 대역폭이 2배 늘어난 것이 주된 특징으로, 원래는 SDR SDRAM에서의 성능 향상을 위해 메모리 셀 2개를 엮어 대역폭을 2배로 늘리려고 했었는데 이는 I/O 버퍼의 속도도 2배가 되어야 한다는 말이다. 하지만 그 시절의 기술력으로는 한계가 있었고 이를 해결하기 위한 방법으로 상승 에지(Rising Edge)와 하강 에지(Falling Edge) 두 개를 모두 데이터를 전송하는 용도로 사용한 것이 이 DDR SDRAM의 기원이다. SDR SDRAM은 상승 에지에서만 데이터를 전송한다.

당시 인텔이 1999년부터 RDRAM을 밀어주고 삽질하는 바람에 2000년 11월에 AMD가 DDR SDRAM을 지원하는 AMD-760 칩셋을 내놓았으며, 2001년에 VIA도 인텔 CPU 호환용인 Apollo Pro 266 칩셋과 AMD CPU 호환용인 VIA KT266 칩셋을 내놓았다. 2002년에 들어서야 인텔도 DDR SDRAM 지원 칩셋을 뒤늦게 투입하여 현재는 PC계의 대세 메모리로 자리 잡았다.

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.

최종 소비자용 DDR 메모리는 메모리 칩셋과 칩셋을 제어하는 컨트롤러로 구성되는데, 칩셋에 대한 특허는 IBM과 인텔이, 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 사용료를 제외하곤 특허 사용료 부담이 크게 경감되었다고 한다. DRAM 원천 기술은 IBM이 아직까지도 유효하다. 이 특허는 DRAM 자체에 대한 특허라서 피해나갈 길이 없다.

2020년 7월에 DDR5 SDRAM의 표준이 정식 발표되었다.보드나라 기사

2020년 10월에 SK하이닉스에서 세계 최초로 DDR5 SDRAM를 출시했다.한국경제 기사

2021년 3분기에 팀그룹에서 DDR5 SDRAM 16GB를 출시할 예정이다.보드나라 기사

데스크탑 및 노트북에 사용되는 일반 DDR 말고 모바일 플랫폼을 위해 칩의 크기가 기존 메모리보다 훨씬 더 작은 크기이면서 저발열, 저전력 버전의 메모리로 개발된 LPDDR(Low Power DDR)도 나왔다. 본래 모바일 DDR(Mobile DDR)로 명명된 규격이었으나 LPDDR2부터 현재의 명칭으로 변경되면서 이전 규격도 DDR 앞에 LP가 붙는 걸로 통일되었다.

LPDDR 메모리 컨트롤러가 탑재된 칩셋 자체는 2007년에 발표된 퀄컴 스냅드래곤 1세대 S1 시리즈부터 처음 적용되었고, 제품화는 2009년 여름에 출시된 아이폰 3GS부터 등장하기 시작했으며, 이후에 나온 스마트폰, 아이패드나 갤럭시 탭을 비롯한 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. 2017년부터 LPDDR4X SDRAM이 탑재된 스마트폰들이 등장하고 있고, 2020년부터는 엑시노스 990(舊 9830), 스냅드래곤 865를 필두로 LPDDR5 SDRAM이 채택된 스마트폰이 등장할 예정이다. 실제로 2020년에는 LPDDR5 SDRAM을 탑재한 갤럭시 S20 스마트폰이 등장했다.

Graphics Dynamic Random Access Memory. 그래픽 DRAM.

Video Dynamic Random Access Memory. 비디오 DRAM.

그래픽 하드웨어에 있는 프레임 버퍼를 저장하는데 사용되었던 DRAM의 이중 포트 버전. 2개의 데이터 출력 핀 세트가 존재해서 동시에 사용할 수 있는 원리인데 첫 번째 포트인 DRAM 포트는 기존 DRAM과 매우 유사한 방식으로 호스트 컴퓨터에 의해 액세스되며, 두 번째 포트인 비디오 포트는 일반적으로 읽기 전용이며 그래픽 칩셋에서 고성능의 직렬화된 데이터 채널을 제공하기 위해 사용되었다.

1986년 IBM의 RT PC부터 처음 사용된 이후 당시에는 고급 워크스테이션에나 볼 수 있을 정도로 상당히 비싼 규격이라 널리 채택되지 못 했으나, 1990년대에 들어서야 널리 채택되었다. 비록 1990년대 중후반부터 후속 규격들에게 밀려 더이상 채택되지 않게 되었지만, 그래픽용 메모리의 기본적인 원리가 정립된 의의 있는 규격이라고 볼 수 있다.

현재는 VRAM을 그냥 그래픽용 메모리를 지칭하는 보통명사처럼 널리 사용되고 있다.

Window Dynamic Random Access Memory. 윈도우 DRAM.

그래픽 카드에 사용된 VRAM의 변종 규격. 이전 VRAM보다 성능이 좋고 비용이 적게 들도록 설계되었으며, 최대 25% 높은 대역폭을 제공했었다.

Multibank Dynamic Random Access Memory. 멀티뱅크 DRAM.

MoSys가 개발한 특수 DRAM. 인터리브 방식으로 작동하는 256 KB의 작은 메모리 뱅크로 구성되어 그래픽 카드에 적합한 대역폭을 저렴한 비용으로 SRAM과 같은 메모리에 제공하는 규격이다. 또한 이름답게 단일 클록 사이클에서 두 뱅크에 대한 작업을 허용하여 액세스가 독립적인 경우 이들을 동시에 액세스 하는 것이 가능하다. Tseng Labs ET6x00 칩셋이 탑재된 그래픽 카드에 사용되었다.

Synchronous Graphics (Dynamic) Random Access Memory. 동기식 그래픽 (D)RAM.



그래픽 하드웨어를 위한 특화된 SDRAM 형태로 시스템 메모리용 말고도 그래픽카드에 볼 수 있는 그래픽 전용 메모리도 존재한다. 이름에 걸맞게 그래픽 카드에 있는 텍스쳐 메모리 및 프레임 버퍼와 같은 그래픽 관련 작업을 위해 설계되었다. 다른 비트에 영향을 주지 않고 지정된 비트 평면에 쓰기 작업을 수행하는 비트 마스킹, 단일 색상으로 메모리 블록을 채우는 블록 쓰기 작업 등의 기능이 추가되었다.

한 번에 읽기 또는 쓰기 동작 한 가지만 가능한 싱글 포트 구조로 이루어진 일반 DDR 메모리와는 달리 그래픽 DDR 메모리는 듀얼 포트에 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, Activate 된 Page를 2개 가질 수 있다. 일반 DDR 메모리가 Activate Page를 1개만 가질 수 있는 점을 생각하면 Precharge 후 Activate 하는 시간을 아낄 수 있으므로 대역폭 확대에 도움이 되지만, 엄밀히 따지면 듀얼 포트 구조와는 다르다. 동시에 쓰고 읽기가 가능한 포트가 따로 존재하지는 않는다. 이는 일반적으로 기존에 존재하던 비디오램이 프레임 메모리에 쓰고, 화면 출력을 위해 읽을 수 있는 듀얼 포트 구조임을 반영한 것이다. 따라서, 기존의 VRAM 및 WRAM과는 달리 싱글 포트이지만, 한 번에 두 개의 메모리 페이지를 열 수 있으므로 다른 비디오 RAM 기술의 듀얼 포트와 비슷한 효과를 구현할 수 있는 구조인 것. 쉽게 비유하면, 단방향 무전기와 양방향 전화기의 차이라고 할 수 있으나 정확한 표현은 아니다.

1994년에 히타치의 HM5283206, NEC µPD481850를 통해 처음 소개되었으며, SGRAM이 탑재된 가장 오래된 제품은 1995년 12월에 투입된 소니 플레이스테이션 1의 2세대 리비전 모델인 SCPH-5000이다. 그래픽 카드의 경우 ATI는 1996년 RAGE II 시리즈부터, NVIDIA는 1997년 RIVA 128부터 탑재되었다가 2002년 지포스 4 시리즈를 마지막으로 더 이상 채택되지 않고 있다.

Graphics Double Data Rate Synchronous Graphics (Dynamic) Random Access Memory.



그래픽 성능이 향상됨에 따라 처리해야 할 데이터의 용량도 늘어났기 때문에 이를 받쳐줄 대역폭이 필요했다. 시스템 메모리에 사용되는 SDRAM이 DDR SDRAM으로 발전되었 듯이 그래픽용 메모리도 이와 비슷한 양상으로 발전하기에 이르렀다. 처음에는 DDR SGRAM으로 알려졌다가 지금은 GDDR SDRAM로 통용되고 있는데, 표준화 조직인 JEDEC에서는 GDDR SGRAM으로만 명시하고 있으므로 공식 명칭은 GDDR SGRAM이 맞다.

2000년 지포스 256 DDR, 라데온 DDR (7200)을 통해 처음 출시되었으며, GDDR 이후로 성능과 전력 효율을 높이기 위해 DDR 기반의 GDDR2, DDR2 기반의 GDDR2(DDR 기반의 GDDR2와는 다른 규격)와 GDDR3, DDR3 기반의 GDDR4, GDDR5, GDDR5X, DDR4 기반의 GDDR6 순서로 발전했다. 각각 세대별 기술적인 호환성은 없다. 원래는 시스템 메모리의 DDR 규격과 구별하기 위해 그래픽용 DDR을 의미하는 GDDR로 표기되고 있지만 실제 제품에서는 G자를 빼고 사용되는 경우도 있다.

2003년까지는 GDDR을 주력으로 채용했다. 지포스 FX 5800 Ultra, 5700 Ultra 모델에서 DDR 기반의 GDDR2가 채용된 적이 있었지만 상위 모델이었던 FX 5900에서는 안정성이 있는 GDDR로 회귀할 정도로 전압 문제, 과열 문제가 심각했다. 이후 GDDR은 2004년에도 지포스 6800 노멀을 비롯한 일부 하이엔드 모델에서만 채용되었다가 2005년을 마지막으로 더 이상 채택되지 않았다.

2004년에 그래픽카드부터 중저가형은 DDR2 기반의 GDDR2 메모리, 중급형 이상은 DDR2 기반의 GDDR3 메모리가 적용되기 시작했고 2005년 늦가을에 출시된 XBOX360의 경우는 GDDR3 메모리를 CPU와 GPU가 공유하여 사용하는 특이한 구조로 설계되었다. 2006년부터 더 이상 GDDR이 채택되지 않게 됨으로써 DDR2 기반의 GDDR2와 GDDR3로 양분하고 있었다. 2005년에 GDDR4 메모리를 개발하여 2006년 늦여름에 ATi 라데온 X1900 시리즈 일부 모델에 처음 채택되었으나 기술적인 문제점으로 인해 성능이 GDDR3보다 그다지 향상되지 못했고 전력 소모의 급격한 증가 → 효율 저하로 이어져 널리 사용되지 못했다. NVIDIA는 DDR 기반의 GDDR2로 곤욕을 치른 경험이 있었기에 중급형 이상의 모델에서는 GDDR3에 올인하면서 GDDR4를 건너뛰었다.

2007년에 GDDR5 메모리가 개발되었는데 GDDR4에서 나타난 문제점들이 개선되고 DDR이 아닌 QDR이라고 불러도 좋을만큼 실효 클럭이 더블 펌핑이 아닌 쿼드 펌핑으로 작동하여 장기 집권할 수 있는 원동력이 되었다. 2008년 중반 AMD 라데온 HD 4000 시리즈의 일부 모델부터 채택되어 메모리 클럭이 750~900MHz(실효 클럭 3000~3600MHz)를 시작으로 2000~2250MHz(실효 클럭 8000~9000MHz)대까지 10년 동안 끌어올렸으며, 2016년에 마이크론 테크놀로지에서만 개발된 확장 규격인 GDDR5X가 출시되어 GDDR5와 같은 전압이지만 실효 클럭이 쿼드 펌핑이 아닌 옥타 펌핑으로 뻥튀기되면서 기존 GDDR5보다 훨씬 낮은 클럭으로도 10~11GHz의 실효 클럭을 보여주고 있다.

2018년에 GDDR6가 투입되면서 GDDR5X보다 더 낮은 전압으로 12~16GHz까지 더 높은 실효 클럭을 구현할 수 있다고 한다.

고도의 기술이 사용되는 만큼 가격도 매우 매우 비싸다. 초창기의 GDDR5 메모리는 일반 DDR3 메모리 가격의 10~15배 이상을 호가했고, DDR4 메모리 기준으로도 5~6배 이상의 가격을 자랑한다(...) 이 때문에 최근 그래픽카드 가격이 천정부지로 치솟는 원인으로 지목되기도 하는데, 실제로 보급형 라인의 그래픽 카드 가격에서는 가장 비싼 칩셋과 GDDR5 메모리 파트의 원가가 비슷하기 때문이다. 특히 메모리 반도체 시장을 주도하는 삼성전자가 장기간 이어져온 치킨게임을 끝내면서 메모리 반도체 가격이 배 이상으로 뛰고 있다.

그래픽카드의 세대가 거듭되면서 탑재된 메모리 용량이 대체로 증가되고 있는데 게임의 그래픽 옵션에서 가장 중요한 고해상도 텍스처를 불러오기 위해서는 그만큼의 그래픽 메모리 용량이 필요하다. 2019년 기준 엔트리 레벨의 그래픽 카드는 2~4GB, 메인스트림 그래픽 카드는 4~8GB, 하이엔드 및 플래그쉽 그래픽 카드는 8~16GB가 주로 탑재된다. 그래픽 전용 메모리의 가격이 결코 저렴하지 않다 보니 카드에 장착되는 GPU의 레벨과 더불어 각 레벨의 그래픽 카드 티어를 강제적으로 구분하고 있는 요소이다.

2020년 RTX 30시리즈가 발매되면서, RTX 3080, RTX 3090에 GDDR6X가 탑재되었다. 마이크론 테크놀로지가 공급하는데, 메모리 공급이 수요를 못따라가는 상황이다.

2011년에 개발된 차세대 메모리로, 복수의 DRAM을 수직 방향으로 적층하는 방식. 메모리뿐만 아니라 CPU, GPU 같은 프로세서 위에서도 적층할 수 있어 컴팩트한 모습으로 더 많은 여유 공간을 확보할 수 있지만 열이 발생하는 부품들이 모두 한곳에 집적된 형태이기 때문에 발열에 민감해지며 성능을 끌어올리기엔 기술적인 난이도가 높아 이를 채택한 상용 제품이 아직까진 없는 상태. 인텔 제온 파이에 쓰였었으나, 인텔이 제온 파이를 버렸다.

2013년에 선보인 차세대 메모리로, SDRAM(DDR 계열 포함)과 RDRAM과는 완전히 다른 구조를 띤다. 먼저 개발된 HMC의 높은 난이도로 인해 메모리만 적층하는 것으로 절충된 규격으로써 대신에 적층된 메모리와 프로세서 사이를 연결하는 인터포저의 역할이 중요해졌다.

하이엔드~플래그쉽 그래픽 카드에 먼저 적용되었으며, 기존 GDDR SGRAM 대비 낮은 소비 전력과 작은 메모리 컨트롤러 및 물리 계층(PHY) 면적이라는 장점이 있어서 저전력 및 소형화에 유리하다. 문제는 아직 초기라서 그런지 그 인터포저의 제조가 상당히 까다로워서 이를 채용한 제품을 제조하는 업체들이 대량 생산에 어려움을 겪고 있다는 점. 당장은 도입하기 어렵지만 차후에 시스템 메인 메모리에도 적용될 가능성이 높다. 현재는 라데온 베가와 라데온 7을 제외하면 아직은 탑재된 그래픽카드는 많이 없다.

자세한 내용은 HBM 문서 참조.

Non-Volatile Random Access Memory. NVRAM

비휘발성 RAM을 총칭하는 용어.

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

비휘발성 RAM은 기성의 반도체 제품을 제조하는 것과는 다른 소재와 공정이 필요하기 때문에 단가 자체가 비싸며, 연구개발도 개념 제안 정도에 머무르는 경우가 많기 때문에 개별 제품의 단위 용량 역시 보잘 것 없는 경우가 대부분이다. 현재는 주저장매체와 보조저장매체의 이원화된 시스템으로도 고도의 데이터 처리가 가능하기 때문에, 비휘발성 메모리 분야에 대한 거대자본의 투자가 미미한 편이다.

참고로 넓은 의미인 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)로 보자면 ROM과 플래시 메모리마저 이 범주에 속하지만, 둘 다 NVRAM에 부합되지 않는다. ROM은 말 그대로 읽기 전용이고, 플래시 메모리는 특수한 CPU가 아닌 한 일반적으로 플래시 메모리용 CPU 내장 컨트롤러가 따로 없어서 메인 메모리용 RAM처럼 CPU에서 바로 읽기/쓰기 작업을 할 수 없기 때문.

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[16]을 이용한 소자이다.

2017년 4월, 삼성전자에서 파운드리 제품에 MRAM을 접목하기로 하였다. 출처

2019년 3월 7일 삼성전자에서 MRAM의 양산 시작을 발표했다 정확히는 Foundry제품에 embadded로 MRAM을 넣은 제품의 양산출하 시작이다. 즉 진작에 양산에 들어간 것. 출처 embedded 형식을 띠는 것으로 볼 때 사용처는 스마트폰 등의 저장장치, eFlash 등의 대용으로 보인다.

Spin-Transfer Torque Magnetoresistive 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 11 nm 공정까지 줄이는데 성공하면서 수년 안에 양산할 계획이라 한다.#

Phase-change Random Access Memory, PCM

컴퓨터 저장 매체로서의 상 변화 메모리는 전기적 특성에 반응하는 유리 물질인 칼코게나이트계 소재의 상 변화의 특징을 저장 매체의 메커니즘으로 활용한다. 칼코게나이트는 황으로 대표되는 16족인 칼코겐 원소와 상대적으로 음이온보다 양이온이 되기 쉬운 양전성 원소로 구성된 화합물로, 칼코게나이트계 어레이는 저마늄, 안티모니, 텔루륨의 혼합 재제로 만들어 지는 것이 흔하다. 이 제재로 제작된 칼코나이트계 어레이는 섭씨 600도의 온도까지 견딜 수 있어 내구성이 우수하고, 어레이 자체에 물리적인 힘이 가해지지 않는 이상 반영구적이다. 정적 상태에서는 유리질의 결정이 없어 0, 칼코게나이트계 유리질이 결정화되면 1의 값을 갖는다. 여기서의 결정은 전기적 자극으로 형성되거나 없어질 수 있으며, 전원이 차단된 후에도 변화값이 유지되기에 정보 역시 유지된다.

칼코게나이트계 상 변화 메모리는 1960년대부터 미국에서 연구되기 시작했다. 1969년, 아이오와주립대학에서 칼코게나이트계 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 인텔 사에서 컴퓨터 저장 반도체 매체로서 본격적인 연구가 시작되었다.

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

2006년에는 삼성이 64 MB 단일 PRAM 칩을 발표했다. 46.7 nm 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 16 MB의 칩을 시제품으로서 발표했다. 2008년에는 ST마이크로일렉트로닉스가 인텔과 협력해 입체 구조의 PRAM을 발표했며, 2010년에는 인텔에서 알루미늄과 안티모니 합금을 이용한 PRAM을 발표하며 PRAM 제조 단가를 획기적으로 낮추는 계기를 마련하였다.

2010년 삼성에서는 20 nm 공정의 8 Gbit 칩을 발표했고, 2012년에는 마이크론이 20년 이내에 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. 같은 해, 인텔과 마이크론은 각각이 추진하던 PRAM 연구 개발 프로젝트를 합쳤고, 이 결과가 옵테인 메모리에 사용된 3D XPoint. 다만, 3D XPoint가 PRAM이라는 사실은 양사에서 이 개념을 발표한 지 한참 지난 뒤 연구 기관에서 제품을 뜯어 분석한 결과로 알려진 것이다(...).

Resistive Random-Access Memory, ReRAM

저항 변화 메모리. 속도는 다소 느리나, MRAM에 비해 소자의 크기를 줄이기가 용이해 고밀도화에 유리하다.

Ferroelectric RAM. FRAM이라고 부르기도 한다.

한국어로는 강유전체 램.

비휘발성 반도체 메모리라고는 EEPROM 밖에 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 16 Kbit로 뛰었으며 10년의 데이터 보존 기간과 10⁹의 I/O 수명을 가지고 있었을 정도이다.

하지만 양산에는 어려움이 있었는데, 1996년 1 Mbit의 용량을 달성했지만 양산은 2 Kbit밖에 가능하지 않았으며, 계속해서 개발했음에도 불구하고 2013년에 양산할 수 있는 FeRAM의 용량은 고작 4 Mbit밖에 되지 않는다. 게다가 강유전체 재료에서 박막을 얇게 하면 분극의 양이 급속히 떨어지는 현상인 크기 효과로 공정 미세화가 어려워 2015년에 DRAM이 20nm까지 도달한 것과 비교해 FeRAM은 고작 130nm에서 멈춰 있는 것도 문제이다.출처 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 반도체 업체들의 급격한 관심을 받고 있는 중이다. 다만 아직 해당 소재의 특성이 완전히 밝혀져 있지 않아 실용화까지는 한참 먼 상황.

램은 굉장히 가격 변동이 심한 편이다. 매년 성능이 업그레이드되고 기능과 외형이 변화하는 다른 컴퓨터 부품들에 비해 램은 한번 규격을 정해놓고 생산하기 시작하면 다음 규격제품이 대중화 되기 전까지 동일한 제품을 일관되게 생산해서 판매하기 때문에 공산품이라기보다는 원자재에 가까운 부품이기 때문이다. 또 신제품이 출시되도 이전 제품과 성능과 가격을 비교해가며 무슨 제품을 사는 것이 소비자에게 얼마나 더 이득인지 계산하는 과정에서 가격대가 저절로 유지되는 CPU나 그래픽 카드와는 달리 램은 제품에 상관없이 용량과 성능이 거의 일정하기 때문에 이러한 과정 없이 즉각적으로 가격에 변화가 일어난다.

램은 컴퓨터를 구성하는데 필수적인 부품이면서도 이에 대한 수요는 시장상황에 따라 굉장히 변화무쌍한데, 램을 생산하는 회사의 총 생산량은 거의 변하지않으므로 수요와 공급에 따라 가격이 빠르게 변화한다. 많은 사람들이 컴퓨터를 교체하는 시기나[17] 대기업 회사들이 서버확충 등을 위해 컴퓨터 자원을 대량으로 구축하려고 할 때 등의 시기에 램의 가격이 굉장히 비싸지고 반대로 무난한 시장이라면 생산업체들의 가격경쟁으로 인해 점차 가격이 내려가며 안정화된다. 가장 많이 소비되는 삼성 DDR4 8G 램을 기준으로 보면 가장 저렴했을 때의 가격이 2020년 8월 28,300원이었을 때에 반해 가장 비쌌을 때는 2017년 10월 16일 무려 148,290원으로 동일한 제품의 가격이 시기에 따라 무려 5배가 넘는 가격 차이를 기록했다.

수년 주기로 반도체 업체들 간에 치킨 게임이 반복되고 있다. 가장 최근의 치킨 게임은 2016년 중반 저점을 치며 끝났고 2019년 현재 다시 치킨 게임이 시작된 듯 하다. 이렇게 수년 주기로 치킨 게임이 반복되면서 삼성전자, SK하이닉스, 그리고 마이크론 테크놀로지 세 개 기업이 십여년째 시장을 과점하는 중이다.

한편, 실제 컴퓨터 시장이 큰 미국이나 유럽에서 쉽게 볼 수 있는 램 제조업체들은 팀그룹, GeIL, 지스킬 등 이며 오히려 삼성이나 하이닉스는 드물다 보니 "정말 우리나라가 점유율이 높은거냐?" 라고 의심하는 경우가 종종 있지만, 실제로는 그렇지 않다. DRAM에서 결국 가장 중요한건 DRAM칩(모듈)이며, DRAM 완제품 회사들은 DRAM칩을 가져다 기판 위에 컨트롤러와 함께 조립해서 DRAM 완제품을 생산할 뿐이다. 결국 대부분의 DRAM 완성품 업체들은 삼성전자, 하이닉스, 마이크론 3사의 DRAM 모듈을 가져다 만드는 것이고 DRAM칩에 적힌 생산회사를 보면 위 3사이다. 커스텀이나 수율 좋고 성능 좋은 제품들은 결국 상기한 기업들 에서 만든 모듈 중에 수율이 좋은 모듈들을 선별하여 만들 뿐이다. 덧붙여 여기서 삼성과 하이닉스의 점유율을 합하면 75%에 달하고, 마이크론이 20% 수준이라 이 세 기업만으로 점유율 95%에 달한다. 즉, 한국과 미국 외에는 발도 들이밀지 못하고 있는 상황.[18]

여하튼 이러한 치킨게임의 결과 DRAM 시장은 한국 회사들이 꽉 잡고 있는 상태가 유지되고 있다. 메인보드 시장을 대만 회사들이 꽉 잡고 있는 것과 비슷하지만, 여기서 중요한 것은 메인보드 시장은 RAM 시장의 규모 및 부가가치에 상대가 안된다는 점이다. 상기에도 썼듯이 삼성전자나 SK하이닉스는 완제품 DRAM도 만들지만, 단순히 칩셋을 가져다가 DRAM을 조립해서 만들기만 하는 회사가 아니라 DRAM칩을 직접 생산하는 것의 의의가 크며 메인보드는 각 필요한 부품과 칩셋을 가져다가 기판에 조립하는 것에 가깝다. 물론 좋은 메인보드를 만드려면 당연히 노하우나 그에 따른 기술력도 필요하지만, 의외로 노동집약적인 경향이 있고 저부가가치의 산업인 편으로 애당초 사업 규모나 이익 레벨에서 메모리 반도체 영역과 비교가 안된다. 메인보드 시장에서 꽤나 잘나가는 ASUS, GIGABYTE, MSI 등 대만 기업들의 시가총액이나 매출액, 영업이익[19]은 애당초 삼성전자의 반도체사업부만 떼놓고 봐도 그렇고 SK하이닉스보다도 훨씬 떨어진다. 어느정도 차이냐면 저 세 곳의 시가총액을 합해도 SK하이닉스 하나를 못이긴다는 것. 오히려 대만에서 알짜로 볼만한 것은 파운드리 업계에서 1인자를 차지하고 있는 TSMC 정도이다.[20]

반복되는 치킨 게임의 결과 다른 회사들이 다 망하고 위 세 개 기업들이 전 세계 램 시장을 거의 장악하는 상황이 지속되자 소비자들에게는 진정한 재앙이 시작되었다. 램값이 무시무시하게 폭등하기 시작한 것이다. 1년 만인 2017년 여름 램값은 네 배 가량 대폭등했다. 라이젠과 커피레이크 등 고성능 CPU가 속속 출시되었지만 램 값이 비싸도 너무 비싸 시스템을 새로 맞추는 것을 엄두도 못내는 상황이 되었다. 커피레이크 i5-8400이 벌크로 19만원대, 하스웰 i3를 뛰어넘는 성능의 G4560(카비레이크)가 벌크로 5만 원대에 판매되고 있는 있는 와중에 이에 맞는 시스템을 구축하기 위해 16G 램을 구입하는데 20만 원이 넘게 드는 어처구니 없는 상황이 도래하고 말았다.

참고로 위 3사 외에도 GEIL이나 G.SKILL, TeamGroup 같은 고성능 튜닝램 브랜드도 있다. 물론 이경우는 상기에 쓴 대로 직접 생산이라기보단 모듈을 갖고와서 수율 좋은 놈으로 튜닝램 제품을 만들어 내는 것이 보통. 가격이 싼 타무즈나 메모리를 직접 생산하면서 튜닝램까지 만드는 크루셜(마이크론 테크놀로지), 에센코어(하이닉스) 등도 있다. 성능 자체는 나쁘지 않으나 점유율은 상당히 낮다.

2005년 5월부터 2009년 9월까지만 해도 SDRAM 시장 주력은 DDR2였으나, 2009년 9월 이후부터는 DDR3가 시장의 주력으로 전환되었고, 2014년에 DDR4가 도입되었을 때에도 여전히 DDR3가 주력이었다. 2017년에 들어서야 DDR4가 시장의 주력으로 전환되었다.

과거에도 무시무시한 치킨 레이스가 벌어졌던 부품으로, 2011년 초에는 DDR3 PC3-10600 SDRAM 2GB 제품이 2만 원대 초반의 가격이었지만, 1년도 지나지 않아 동년도 4분기에는 DDR3 PC3-10600 SDRAM 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 엘피다 메모리가 파산 신청을 하면서, 램 가격이 오르기 시작했다. 사실상 한국 기업인 삼성전자와 하이닉스가 치킨 레이스에서 승리한 셈. 이 소식이 전해지자 가격이 하루 만에 몇 천 원씩 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 배보다 배꼽이 큰 사태가 발생했다. 이는 DDR3 SDRAM라고 다르지 않지만, DDR3 PC3-10600 SDRAM 8 GB는 여전히 3만 원 후반대를 유지중이다. DDR3 PC3-12800 SDRAM은 12만 원을 넘나든다. 급하게 램 증설이 필요한 DDR3 유저들의 마지막 희망줄이다. 이것도 8~9월 이후로는 12800이나 10600이나 가격차가 없다. 애초에 DDR3 PC3-10600 SDRAM 8GB는 매물 자체가 거의 없다.

2017년 10월 즈음부터 삼성전자와 하이닉스가 중국 반도체 업체를 막기 위해 치킨 게임을 시작하면서(관련 기사) 램 값이 엄청난 속도로 떨어지기 시작했다가 2018년 상반기에는 또다시 상승하여 삼성전자 및 하이닉스 등이 사상 최대 실적을 기록, 2019년부터 2020년까지는 수요주기의 소강기 및 코로나의 영향으로 안정화되는 등 올랐다 내렸다의 반복이 어이지고 있다.

자세한 가격 변동은 하단 내용을 참고.

항목 참조.