램 클럭이 절반으로 나오는 이유

다들 사용해 본적이 있을것이라 생각이 되는 CPU-Z 프로그램

 

컴퓨터 하드웨어 성능을 모니터링할 때, 많은 사람들이 사용하는 프로그램 중 하나가 CPU-Z입니다.

CPU, 메모리, 그래픽 카드, 메인보드 등의 정보를 제공하는 이 프로그램에서 RAM의 클럭 속도가 기대한 값보다 절반으로 나오는 것을 본 적이 있을 겁니다.

예를 들어, DDR4 3200MHz 메모리를 장착했는데 CPU-Z에서는 1600MHz로 표시되는 경우입니다.

이 현상은 메모리가 잘못 작동하고 있는 것일까요?

아닙니다. 이는 정상적인 현상이며, 메모리의 DDR(Double Data Rate) 기술로 인한 결과입니다. 이 글에서는 CPU-Z에서 RAM의 클럭 속도가 절반으로 표시되는 이유와 그 배경에 대해 자세히 설명하겠습니다.

DDR의 의미

우선, CPU-Z에서 절반의 클럭 속도가 나오는 이유를 이해하려면 DDR 메모리가 무엇인지 알아야 합니다. DDR은 "Double Data Rate"의 약자로, 한 클럭 주기 동안 두 번의 데이터 전송을 수행하는 메모리 기술입니다.

이전의 SDR(Single Data Rate) 메모리와는 달리,

DDR 메모리는 클럭의 상승 에지(positive edge)와 하강 에지(negative edge)에서 각각 데이터를 전송합니다.

즉, 동일한 클럭 속도에서 SDR 메모리보다 두 배의 데이터 전송이 이루어집니다.

SDR 메모리는 한 클럭 주기마다 한 번씩 데이터를 전송하지만, DDR 메모리는 클럭 주기 내에서 두 번의 데이터를 전송합니다.

이로 인해, DDR 메모리는 동일한 클럭 속도에서도 SDR보다 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다. 이 기술적 차이로 인해 CPU-Z에서는 절반의 클럭 속도로 표시되게 되는 것입니다.

 

CPU-Z에서 절반의 클럭 속도가 표시되는 이유

 

CPU-Z와 같은 프로그램은 메모리의 실제 클럭 속도를 측정합니다. DDR 메모리의 실제 클럭 속도는 CPU-Z에서 DRAM Frequency로 표시되며, 이 값은 메모리의 데이터 전송 속도보다 절반으로 나타납니다.

예를 들어, DDR4 3200MHz 메모리의 실제 클럭 속도는 1600MHz입니다. 그러나 DDR 메모리는 클럭의 상승 에지와 하강 에지에서 각각 데이터를 전송하기 때문에, 1600MHz의 클럭 속도로 동작하면서도 실제 데이터 전송 속도는 3200MHz가 됩니다.

이러한 원리로 인해, CPU-Z에서 보고하는 DRAM Frequency는 실제 클럭 속도이지만, 메모리의 데이터 전송 속도는 이 값의 두 배로 계산해야 합니다. 그래서 3200MHz의 DDR4 메모리가 CPU-Z에서는 1600MHz로 표시되는 것이죠.

DDR 메모리의 발전 과정

DDR 기술은 처음 등장한 이후로 계속 발전해 왔습니다. DDR, DDR2, DDR3, DDR4, 그리고 최근의 DDR5까지, 메모리 기술은 시간이 지남에 따라 클럭 속도와 대역폭이 증가해왔습니다. 그러나 각 세대에서 데이터 전송 방식은 기본적으로 동일합니다. 즉, 한 클럭 주기 동안 두 번의 데이터 전송이 이루어진다는 점은 변하지 않았습니다.

DDR 메모리의 각 세대는 더 높은 클럭 속도와 더 넓은 대역폭을 제공하며, 더 높은 성능을 자랑합니다. 하지만 CPU-Z에서 절반의 클럭 속도로 표시되는 원리는 모든 DDR 세대에 동일하게 적용됩니다. DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 모두 CPU-Z에서 클럭 속도가 절반으로 나타나고, 이 값을 두 배로 계산하면 실제 데이터 전송 속도를 알 수 있습니다.

DDR 기술의 발전: DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5

DDR 메모리는 여러 세대에 걸쳐 발전해 왔습니다. 초기의 DDR에서 시작하여, 현재의 DDR4와 DDR5까지 메모리 기술은 지속적으로 개선되고 있습니다. 세대가 바뀔수록 클럭 속도와 대역폭은 높아지며, 더 빠른 성능을 제공하게 되었습니다. 하지만 기본적인 DDR 기술의 원리, 즉 하나의 클럭 주기에서 두 번의 데이터 전송을 수행하는 방식은 동일하게 유지되고 있습니다.

• DDR (Double Data Rate): DDR 기술의 첫 번째 세대. 클럭 속도는 상대적으로 낮지만, 싱글 데이터 전송 방식보다 두 배의 데이터 전송 속도를 제공합니다.
• DDR2: DDR보다 더 높은 클럭 속도와 더 낮은 전력 소비를 제공하며, 성능이 개선되었습니다.
• DDR3: 클럭 속도와 대역폭이 더욱 향상되었으며, 더 낮은 전력 소비와 더 높은 데이터 전송 속도를 제공합니다.
• DDR4: 현재 널리 사용되는 메모리 유형으로, DDR3에 비해 더 높은 클럭 속도와 대역폭을 제공하며, 데이터 처리 성능이 더욱 강화되었습니다.
• DDR5: 가장 최신 세대로, DDR4보다 훨씬 더 높은 클럭 속도와 대역폭을 제공하여, 고사양 시스템에서 성능을 극대화할 수 있습니다.

이 모든 세대에서 DDR 기술의 기본적인 원리인 한 클럭 주기에서 두 번의 데이터 전송은 동일하게 적용되며, CPU-Z에서도 여전히 실제 클럭 속도의 절반이 표시됩니다.

 

 

 

 

DDR 메모리의 클럭 속도와 대역폭 관계

DDR 메모리의 성능을 설명할 때, 클럭 속도와 대역폭을 혼동하는 경우가 많습니다. CPU-Z에서 보는 클럭 속도는 메모리의 실제 작동 속도이며, 메모리의 대역폭은 클럭 속도와 메모리 버스 폭을 기반으로 계산됩니다. 대역폭은 보통 GB/s로 표시되며, 이는 메모리가 초당 얼마나 많은 데이터를 처리할 수 있는지를 나타냅니다.

DDR 메모리에서 대역폭을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

대역폭=(클럭속도×메모리버스폭×2)/8대역폭=(클럭속도×메모리버스폭×2)/8

여기서 "2"는 DDR 메모리가 클럭 주기당 두 번의 데이터를 전송하기 때문에 곱해지는 값입니다. 메모리 버스 폭은 보통 64비트이며, 이를 8로 나누어 바이트 단위로 변환합니다. 예를 들어, DDR4 3200MHz 메모리의 대역폭은 다음과 같이 계산됩니다.

대역폭=(3200×64×2)/8=51.2GB/s대역폭=(3200×64×2)/8=51.2GB/s

즉, DDR4 3200MHz 메모리는 초당 51.2GB의 데이터를 처리할 수 있습니다. 이처럼 클럭 속도는 메모리의 데이터 전송 속도에 직접적인 영향을 미치지만, CPU-Z에서 표시되는 클럭 속도는 메모리의 실제 클럭 속도이므로 절반으로 나타나는 것입니다.

다시 톺아보기

이를 더 명확하게 이해하기 위해, DDR 메모리의 클럭 속도와 데이터 전송 속도의 관계를 수식으로 살펴보겠습니다.

• 실제 메모리 클럭 속도(Real Clock Speed): 메모리가 하나의 클럭 주기에서 데이터를 전송하는 빈도. CPU-Z에서 표시되는 값이 이 클럭 속도입니다.
• 데이터 전송 속도(Effective Data Rate): 메모리가 실제로 데이터를 전송하는 속도. 이 값은 실제 클럭 속도의 두 배입니다.

DDR 메모리의 데이터 전송 속도는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있습니다:

데이터 전송 속도=2×실제 클럭 속도데이터 전송 속도=2×실제 클럭 속도

예를 들어:

• DDR4 2400MHz 메모리의 경우, 실제 클럭 속도는 1200MHz이며, 데이터 전송 속도는 1200MHz × 2 = 2400MHz입니다.
• DDR4 3200MHz 메모리의 경우, 실제 클럭 속도는 1600MHz이며, 데이터 전송 속도는 1600MHz × 2 = 3200MHz입니다.

이것이 바로 CPU-Z에서 1600MHz로 보이는 DDR4 3200MHz 메모리가 실제로는 3200MHz로 작동하는 이유입니다.

 

XMP 프로파일과 CPU-Z (복습)

CPU-Z에서 메모리 클럭 속도를 확인할 때, XMP(Extreme Memory Profile) 설정이 활성화되어 있는지도 확인해야 합니다.

저번 글에서 XMP에 대해서 알아보았습니다.

사실 이 글을 다른 블로그에 먼저 올렸는데 블로그를 옮기면서, 순서가 뒤죽박죽이네요...

메모리는 기본적으로 JEDEC 표준에 따라 안전한 속도로 설정됩니다. 그러나 고성능 메모리 모듈은 더 높은 클럭 속도를 지원하는 XMP 프로파일을 제공합니다.

XMP 프로파일을 활성화하지 않으면 메모리가 기본 클럭 속도로 동작할 수 있으며, 이는 CPU-Z에서 더 낮은 값으로 표시될 수 있습니다. 예를 들어, DDR4 3200MHz 메모리가 XMP 프로파일을 활성화하지 않았을 때, CPU-Z에서는 2133MHz로 표시될 수 있습니다. XMP 프로파일을 활성화하면 메모리가 3200MHz로 작동하며, CPU-Z에서 이 값을 기준으로 클럭 속도가 표시됩니다.

요약해보자면...

CPU-Z에서 RAM의 클럭 속도가 절반으로 표시되는 이유는 DDR(Double Data Rate) 메모리의 특성 때문입니다. DDR 메모리는 한 클럭 주기 동안 두 번의 데이터를 전송하므로, 실제 데이터 전송 속도는 CPU-Z에서 표시되는 값의 두 배입니다. 이는 DDR 메모리의 기본적인 원리이며, CPU-Z에서 절반의 클럭 속도가 보이는 것은 정상적인 현상입니다.

따라서, CPU-Z에서 표시되는 클럭 속도가 낮아 보인다고 걱정할 필요는 없습니다. 이는 DDR 메모리의 특성일 뿐이며, 실제 데이터 전송 속도는 이 값의 두 배로 동작하고 있습니다.