지금까지는 CPU에 대해서 알아보았습니다. 대부분의 컴퓨터에서 그러하듯이 CPU은 매우 많은 기능을 담당합니다. 우리가 사용하는 다양한 프로그램을 실행시키는 연산을 담당하고, 그래픽스를 처리하기도 합니다. 앞으로 다룰 메모리와 SSD 등은 CPU에 비해서는 쉬운 내용입니다. 노트북에서는 CPU에 따라 강제되는 부분이기도 합니다.
이번에는 메모리에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 메모리가 담당하는 기능은 무엇이고, 나에게 맞는 적당한 메모리 크기는 어떤지 알아보겠습니다. 그리고 지금부터 메모리는 특별한 언급이 없으면 RAM을 가리킨다는 점을 미리 알려드립니다.
메모리
흔히 DDR4 RAM으로 불리는 메모리는 노트북에서 어떤 기능을 담당할까요? 메모리는 많은 사람들이 4G, 8G 등 용량으로 더 많이 알고 있습니다. 저장을 담당하는 장치라는 것은 알고 있지만 RAM에는 HDD, SSD처럼 직접 데이터를 저장하는 사람은 없습니다. 보통은 사용자가 RAM을 직접 제어하는 일은 거의 없기 때문에 구체적으로 어떤 일을 담당하는지는 잘 모르는 경우가 많습니다.
메모리의 기능
우리가 윈도우즈 운영체제에서 MS Word를 사용하는 상황이라 가정합시다. 바탕화면에 MS Word 아이콘을 더블 클릭합니다. 그러면 MS Word가 실행됩니다. 어떤 응용 프로그램을 사용하더라도 우리는 보통 이 과정을 거치게 됩니다. 이 과정을 노트북 부품의 관점에서 살펴보면 CPU, 메모리 등이 담당하는 일을 좀더 명확하게 알 수 있습니다.
우리가 MS Word 아이콘을 더블 클릭하면 MS Word가 설치되어 있는 폴더에서 실행 파일이 동작합니다. 이때 실행에 필요한 다양한 데이터가 CPU에 전달됩니다. 만약 우리가 HDD를 사용한다면 HDD로부터 필요한 데이터를 읽습니다. 그런데 늘 HDD로부터 필요한 데이터를 읽는 일은 매우 비효율적입니다. CPU의 동작 속도에서 보았듯이 Intel i5 6200U는 1초에 20억 번 넘게 전기 신호를 보낼 수 있습니다. 사람이 인지하기도 힘들 정도의 속도로 동작합니다.
반면에 HDD는 CPU 속도를 따라갈 수 없습니다. 위 이미지에서 볼 수 있듯이, HDD는 여러 개의 원판 모양 저장 매체에 데이터를 저장합니다. 저장된 데이터를 읽기 위해서는 원판을 회전시켜서 데이터가 저장된 지점에 팔(데이터를 읽는 장치)을 갖다대어야 합니다. 원판을 회전시키려면 모터를 돌려야 합니다. 그리고 팔도 함께 움직여야 합니다. 이 속도가 과연 CPU의 동작 속도를 따라 갈 수 있을까요? 절대 따라갈 수 없습니다. 즉, CPU 입장에서 HDD는 느려터진 저장매체입니다. HDD에서 데이터를 가져와서 CPU에서 처리하려면 CPU의 엄청난 인내가 필요할지도 모릅니다. 만약 처리할 데이터가 100개라면 HDD는 1개를 읽어서 CPU에게 전달합니다. CPU는 그 데이터를 받자마자 처리할 것이고, 다음 처리할 데이터를 받을 때까지 말 그대로 놀게 됩니다. 일을 하고 싶어도 일감이 아직 전달되지 않았기 때문입니다. CPU가 노는 것도 지겨워질 때 2번째 데이터가 HDD로부터 전달됩니다. CPU는 또다시 짧은 순간에 이 데이터를 처리하고 3번째 데이터가 전달될 때까지 쉬게 됩니다. 아무리 좋은 성능의 CPU라도 데이터가 빠르게 전달되지 않으면 아무 소용이 없습니다.
HDD의 느려터진 속도를 해결해주는 장치가 바로 메모리입니다. 메모리는 CPU와 HDD 사이에서 필요한 데이터를 HDD로부터 받아 CPU로 전달하는 역할을 담당합니다. 메모리는 HDD와 비교하면 엄청나게 빠른 저장장치입니다. 또 다시 100개의 데이터를 처리해야 하는 상황으로 돌아가겠습니다. CPU는 이제 100개의 데이터를 HDD로부터 직접 읽지 않습니다. HDD는 이 100개의 데이터를 메모리로 전달합니다. CPU는 메모리에서 필요한 데이터를 전달받습니다. HDD로부터 직접 전달받지 않고 메모리를 거치는 이유는 무엇일까요?
메모리는 HDD보다 훨씬 빠르게 데이터에 접근할 수 있습니다. HDD처럼 원판을 돌려서 데이터를 찾을 필요도 없습니다. 테스트 환경에 따라 다를 수 있지만 메모리는 HDD보다 100,000배 빠르게 데이터에 접근할 수 있습니다. 그만큼 CPU가 할 일이 전달되지 못해서 노는 시간을 줄어듭니다.
저장장치 계층구조
HDD는 느려기 때문에 CPU가 HDD에서 직접 데이터를 읽기에는 적절하지 않습니다. 그래서 HDD보다 훨씬 빠른 메모리를 사용하여 필요한 데이터를 HDD에서 읽어서 메모리에 저장한 다음 CPU가 메모리에서 데이터를 읽도록 합니다. 이런 구성을 저장장치 계층구조라고 합니다. 자세한 내용은 링크를 통해서 확인하시기 바랍니다.
조금만 더 추가 설명을 하면, CPU 프로세서 내부에는 L1, L2 캐시가 있습니다. L1, L2 캐시는 RAM보다도 훨씬 빠르게 접근할 수 있습니다. HDD와 비교했을때 RAM을 우월했던 것처럼, L1, L2 캐시는 RAM보다 훨씬 우월합니다. L1, L2 캐시 > RAM > HDD 순서로 접근 속도가 빠릅니다. 그러면 다음과 같은 생각이 들 수 있습니다.
"L1, L2 캐시가 그렇게 빠르다면 RAM, HDD 대신 캐시 메모리만 쓰면 되잖아?"맞습니다. 성능만 고려하자면 L1, L2 캐시만 쓰는 것이 가장 좋습니다. 하지만 늘 그렇듯이 돈이 문제입니다. L1, L2 캐시는 빠른만큼 비쌉니다. RAM은 L1, L2 캐시보다는 느린만큼 저렴합니다. HDD는 RAM보다 느리지만 더 저렵합니다. 위 그림과 같은 피라미드 모양의 계층 구조를 만든 이유도 돈때문입니다.
CPU가 HDD에서 필요한 데이터를 찾는데 많은 시간이 소모됩니다. 하지만 저렴하기 때문에 대용량의 데이터를 저장하기 좋습니다. 그래서 자주 사용하지 않는 자료들은 보통 HDD에 저장합니다.
만약 HDD의 자료를 사용하면 그 자료는 RAM으로 전달되어 저장됩니다. CPU 입장에서는 사용하는 자료는 계속 가지고 있는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 CPU는 엄청난 시간를 소모하면서 HDD로 매번 찾아가야 하기 때문입니다. HDD보다 훨씬 빠른 RAM에 저장해두고 쉽게 접근해서 사용하는 것이 CPU가 원활하게 일을 처리할 수 있게 해줍니다. 사실 앞에서 언급한 것처럼 CPU는 RAM에 접근하는 시간도 아까워 L1, L2 캐시를 사용합니다.
결국 메모리는 데이터를 저장하고, 이 데이터에 CPU가 빠르게 접근하여 일을 할 수 있도록 지원합니다.
속도가 그렇게 중요한가?
메모리도 Intel CPU와 비슷하게 세대를 구분할 수 있습니다. DDR에서 DDR4까지 RAM도 기술이 발전하면서 성능이 좋아졌습니다. 아래 이미지를 보면서 간단하게 설명하겠습니다.
CPU와 마찬가지로 RAM도 눈부시게 발전하였습니다. 전력소모는 줄어들었고, 접근속도를 빨라졌으며, 집적도가 늘어서 더 큰 저장공간을 제공합니다. 좋습니다. 하지만 RAM의 발전에 대해서는 더 언급하지 않아도 됩니다. Intel CPU처럼 매해 새로운 세대가 나오는 것이 아니기 때문입니다. 현재 거의 대부분의 노트북은 DDR4를 채택하고 있습니다. 우리가 고민하지 않아도 되도록 이미 최신 사양의 RAM을 사용하고 있습니다. 속도 측면에서는 비교 대상이 없습니다.
오랜만에 i5 6200U와 i5 7200U를 비교해보도록 하겠습니다. '[IT 제품 구매 가이드] 노트북 - CPU 세대별 구분'을 읽어보신 분은 6세대와 7세대의 비슷한 수준의 CPU를 비교한다는 것을 바로 알 수 있을 것입니다. 여기서는 메모리에 대해서만 집중하도록 하겠습니다.
비교할 필요도 없습니다. CPU에서 지원하는 메모리 사양은 6세대나 7세대나 다르지 않기 때문입니다. 모두 DDR4를 지원하므로 고민할 것이 없습니다.
앞에서 메모리는 속도가 중요하다고 그렇게 언급했지만, 노트북을 구매할 때 속도는 신경쓰지 않아도 됩니다. 만약 사려고 하는 노트북의 메모리가 DDR3라면 잠시 멈춰야 합니다. DDR4 메모리와 가격 차이도 거의 없는데 오래된 기술의 메모리를 구매할 이유가 없기 때문입니다. 그렇지 않다면 속도는 이제 생각하지 않아도 됩니다. 정말로.
결국 메모리는 크기다.
메모리에서 속도를 제외하면 크기만 남습니다. 앞으로 DDR5가 나온다면 그 때만 속도를 고려하면 됩니다. 진짜 속도 이야기는 그만하고, 크기로 넘어가겠습니다.
돈이 충분하다면 메모리도 클수록 좋습니다. 이 점은 HDD가 클수록 좋다는 것과 유사합니다. 우리가 100GB HDD를 사용하고 있다고 가정하겠습니다. 윈도우즈가 설치되어 있고, 웹브라우저도 설치되어 있고, 오피스도 설치되어 있습니다. 영화도 저장되어 있습니다. 그래서 남은 공간은 고작 1GB입니다. 그런데 새로 다운로드 받으려는 영화는 5GB입니다. 윈도우즈는 다운로드 중에 저장공간이 부족하다고 경고를 뛰울 것입니다. 이때 우리는 잘 사용하지 않는 자료를 찾아서 지운 다음에 다시 다운로드를 이어나갑니다.
RAM도 마찬가지 입니다. 우리가 2GB RAM을 사용한다고 가정합니다. 윈도우즈가 동작 중인 상황에서 RAM은 1GB가 사용되었습니다. 인터넷을 하는 중이라 웹 브라우저도 켜져 있고, 다운로드받은 영화도 재생 중입니다. 남은 RAM은 고작 0.1GB입니다. 여기에 그치지 않고 평소에는 잘 하지도 않는 공부를 하겠다고 파워포인트로 수업자료를 보려고 합니다. 그런데 파워포인트를 켜니 메모리가 부족해졌습니다. 이 경우 무슨 일이 벌어질까요?
참고로 이런 문제는 운영체제인 윈도우즈가 관리합니다. 윈도우즈는 이 경우 다음과 같이 처리합니다. 먼저 파워포인트를 켜기 위해 필요한 RAM 공간을 파악합니다. 그 다음 윈도우즈가 보기에 덜 중요한 데이터를 잠시 RAM에서 가상 메모리라는 HDD 공간으로 이동시킵니다. 그러면 이동시킨 데이터만큼 RAM은 여유가 생깁니다. 이제 파워포인트를 사용하기 위해 필요한 데이터가 새롭게 RAM에 전달됩니다. 이 과정을 그림으로 살펴보겠습니다.
위 그림은 RAM이 부족하여 HDD 내에 있는 가상 메모리(이름이 메모리이지만 HDD에 존재)로 덜 중요한 데이터를 이동시키는 모습을 보여줍니다.
가정한 상황에서 더 나가봅시다. 이미 RAM은 꽉 차있는 상태입니다. 이때 마이크로소프트 워드를 켜서 문서 작업을 하려고 합니다. 윈도우는 RAM이 부족하다는 것을 알아차리고 또 가상메모리로 데이터를 옮깁니다. RAM이 부족할 때마다 이 과정은 반복됩니다.
"RAM을 윈도우즈가 알아서 관리해주는데 뭐가 걱정이지?"맞습니다. RAM 용량이 부족한 문제는 윈도우즈가 해결합니다. 문제는 HDD의 가상 메모리에 데이터를 저장할 때 속도입니다. 앞에서 언급했듯이 HDD에 데이터를 저장하고 읽는 것은 CPU 입장에서 매우 느린 작업입니다. 가상 메모리에 저장하는 시간동안 CPU는 가만히 기다릴 수밖에 없습니다. 즉, RAM이 부족하면 HDD를 사용하게 되므로 CPU가 일하는 속도가 떨어지게 됩니다.
이런 문제를 근본적으로 해결하려면 RAM을 충분히 확보하여야 합니다. 그래서 RAM은 크기가 클수록 좋습니다. 이것은 진리입니다. 단순히 커서 좋은게 아니라 CPU의 처리 속도에도 영향을 미칩니다.
그렇다면 나에게 적당히 충분한 RAM의 크기는 어느 정도일까요?
용도별 추천 RAM 크기
유명한 노트북 제조사 Dell은 다음과 같이 용도별 RAM 크기를 추천합니다.
- 2~4GB. 이는 RAM 용량의 표준이며 Windows Vista 또는 XP가 설치된 PC와 함께 제공됩니다. 이 정도 메모리 용량으로 단일 응용 프로그램을 처리할 수 있습니다. PC의 RAM이 4GB 미만인 경우 RAM을 추가하면 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
- 4~6GB. 표준 RAM 용량으로 웹 브라우징, Word 문서 작성, 이메일과 같은 일반적인 사용자들의 업무를 쉽게 처리할 수 있습니다.
- 6-8GB. 대용량 RAM은 캐주얼 게이머 및 기본 멀티미디어 사용자들이 사용하기에 적합합니다. 여러 프로그램을 한 번에 열 수 있고 요구 사항이 변경된 경우에도 새로운 기술이 있기 때문에 업그레이드할 필요가 없습니다.
- 8GB 이상. 이 강력한 RAM 용량은 하드코어 게이머와 최신 멀티미디어 사용자 및 개발자들이 사용하기에 완벽한 용량입니다. 이러한 사용자들은 RAM을 업그레이드하지 않고 시장의 최신 기술을 이용하기를 바랍니다.
4GB 정도면 웹 브라우징 및 문서 작성을 원할하게 할 수 있습니다. 여기서 원활하다는 의미는 RAM 크기가 충분하므로 HDD의 가상 메모리를 사용하지 않아도 된다고 생각하면 됩니다. 대부분 노트북에서 4GB를 채택하는 이유도 일상 용도로는 충분하기 때문입니다. '8GB가 아니면 모자라지 않을까?'라는 걱정은 이제 그만해도 됩니다. 만약 자신이 작업하는 문서가 매우매우 커서 RAM을 많이 사용하지 않는다면 4GB RAM을 추천합니다. 합리적인 가격으로 쾌적하게 노트북을 사용할 수 있을 것입니다.
정리하면
- RAM은 클수록 좋습니다.
- 웹 브라우징과 문서 작업은 4GB 정도면 충분합니다.
다음에 다룰 내용
메모리에서 이해한 내용을 바탕으로 SSD를 다룰 예정입니다. 이번에도 느린 HDD가 비교 대상입니다. 그럼 다음 SSD에서 뵙겠습니다.