메모리 시스템 Ch10_'DRAM 메모리 시스템 구조-2'

10.3 메모리 모듈

  메모리 모듈은 본질적으로 여러 개의 DRAM 디바이스들을 가지는 시스템 보드의 축소형이다. 여러 제조사는 메모리 시스템을 업그레이드할 수 있도록 제조하였기 때문에 메모리 모듈들은 모듈 인터페이스에서 Abstraction을 제공한다. 따라서 과정의 복잡성을 줄일 수 있다. 

 

10.3.1 Single In-line Memory Module

  1980년대 후반, 1990년 초반에는 30핀 SIMM을 표준으로 했다가 나중에 72핀 SIMM으로 나아갔다. SIMM(Single In-line Memory Module)은 모듈의 하단 측면 접촉들이 모두 전기적으로 동일하다는 점에 그렇게 지칭되어 왔다.

  30핀 SIMM은 동력, 접지, 어드레스, 명령, 시스템 보드와 DRAM디바이스들 사이의 칩 선택 신호뿐만 아니라 데이터 버스상의 8개 또는 9개의 신호들간의 상호연결을 제공한다.

  72핀 SIMM은 동력, 접지, 어드레스, 명령, 칩 선택 신호뿐만 아니라 데이터 버스상의 32개에서 36개의 신호들 간의 상호연결을 제공한다.

  1980년대 후반 개인 컴퓨터 시스템은 메모리 컨트롤러에 의한 패리티 체크를 위해 36비트 너비의 메모리 인터페이스를 제공하기 위해 4개의 적합한 30핀 SIMM세트를 사용했다.

 

10.3.2 Dual In-line Memory Module

  1990년 후반 FPM/EDO DRAM으로부터 SDRAM으로 이행하면서 72핀 SIMM은 DIMMS(Dual In-line Memory Module) 에게 자리를 내주었다. DIMM은 물리적으로 SIMM보다 크며 64비트 또는 72비트 너비의 데이터 버스 인터페이스를 메모리 시스템에 제공한다. 가장 큰 차이는 DIMM의 양쪽에 있는 연결이 전기적으로 다르다는 것이다. 

  일반적으로 판매용 데스크탑 시장을위해 설계된 DIMM은 DRAM 디바이스들과 패시브 저항들, 축전기들 을 포함할 뿐이다. 이러한 DIMM은 메모리 컨트롤러로부터 DRAM 디바이스들로 가는 어드레스 경로나 DRAM 디바이스들과의 메모리 컨트롤러 사이의 데이터 경로에 버퍼링을 필요로 하지않는다. 결과적으로 이는 UDIMM(Unbufferd DIMM)이라고 한다.

 

10.3.3 Registered Memory Module

  서버는 큰 용량의 메모리를 요구한다. 이에대한 문제점은 메모리 시스템의 메모리 디바이스가 많을 수록 다양한 멀티드롭 버스에 과부하를 거는 경향이 있다는 점이다. 곧 어드레스, 명령, 데이터 버스에 전기적 부하 문제를 야기한다.

  RDIMM(Registered Dual In-line Memory Module)은 모듈 인터페이스에 컨트롤 신호와 어드레스들을 버퍼링하는 레지스터를 사용함으로써 전기적 부하 문제를 완화한다. 

  메모리 시스템상의 시그널 간의 연결들은 두개의 분리된 부부능로 나뉘며, 한 부분은 메모리 컨트롤러와 레지스터간의 연결이고 나머지 한 부분은 레지스터와 DRAM 디바이스간의 연결이다. 이는 경로 길이를 줄이고 전기적 부하의 수를 제한 할 수있다. 대신 메모리 접근 레이턴시가 증가하고 신호 무결성(Signal Integrity)를 확보하기 위해 추가 레이턴시가 있다.

 

10.3.4 Small Outline DIMM

  일반적으로 UDIMM은 데스크탑에서 사용되며 RDIMM은 워크스테이션, 서버에서 사용된다. 마찬가지로 SO-DIMM(Small Outline Dual In-line Memory Module)은 모바일 랩탑 컴퓨터들과 같은 크기가 제한되는 제품에 적합하도록 설계된다.

  이러한 오늘날의 표준 시판용 DRAM 디바이스와 메모리 모듈 상품은 JEDEC Solid-State Technology Association으로 알려진 산업 기구를 통해서 정해진다.

10.3.5 메모리 모듈 구성

  오늘날에는 DRAM 메모리 시스템은 구성함에 있어서 유연함을 줄 수 있도록 다양한 종류의 메모리 모듈들을 지원한다. 이러한 유연함을 제공하는 데에 있어서 반드시 고려해야만 하는 한가지 문제점은 유연함이 한번에 메모리 시스템에 배치할 수 있는 메모리 모듈의 조합이 많음을 의미한다는 것이다. 

  아래의 표는 128MB 모듈이 16개의 64Mbit DRAM 디바이스들이나 8개의 128Mbit DRAM 디바이스, 또는 4개의 256Mbit 디바이스들로 구성될 수 있다는 것을 보여준다. 또한 메모리 컨트롤러에게 서로 다른 수의 행과 열을 제시하는 것 또한 보여주고 있다. 이러한 메모리에 접근하기 위해서는 DRAM컨트롤러는 사용자의 메모리 모듈 구성을 인지하고 지원해야만 한다. 

10.3.6 Serial Presence Detect

  메모리모듈은 각각의 새로운 메모리 모듈 세대가 더 복잡해지고 정교해지며 점차 진화되어 왔다. 위 테이블에서 나타나지 않은 것은 사실 DRAM 메모리 모듈이 지연시간 tCAS, tRAS, tRCD, tRP의 최솟값 측면에서 다른 타이밍 특성을 가진다는 것이다. 이를 위해 read-only 메모리 디바이스에 메모리 모듈의 구성 정보를 저장하는 방법을 채택했다. 이는 시스템 초기화 과정에 읽혀지며 메모리컨트롤러가 최적화된 접근에 필요한 구성과 타이밍 변수를 얻을 수 있다. 아래 그림은 DIMM상의 작은 플래시 메모리 그림이다.