DDR, LPDDR, GDDR, HBM: DRAM 종류 비교

넷 모두 DRAM이지만 서로 다른 용도에 맞게 최적화되어 있습니다. DDR은 PC와 서버의 표준 메인 메모리입니다. LPDDR은 스마트폰과 얇은 노트북을 위해 전력을 줄였습니다. GDDR은 그래픽 카드를 위해 핀당 속도를 끌어올렸습니다. HBM은 다이를 적층하고 매우 넓은 버스를 사용해 AI 가속기에 가장 높은 대역폭을 제공하지만 비용도 가장 높습니다.

비교 항목DDRLPDDRGDDRHBM
정식 명칭Double data rate SDRAMLow-power DDRGraphics DDRHigh bandwidth memory
주요 대상PC와 서버스마트폰, 태블릿, 얇은 노트북그래픽 카드, 게임 콘솔AI 가속기와 고성능 컴퓨팅
데이터 버스DIMM의 채널당 64비트(DDR5는 이를 32비트 두 개로 나눔)좁은 채널(16 또는 32비트)칩당 32비트이며 GPU 주위에 여러 칩 배치스택당 1,024비트(HBM3)로 매우 넓음
핀당 속도보통(DDR5는 약 4,800~8,000 MT/s)보통에서 높음(LPDDR5X는 8,533 MT/s 이상)매우 높음(GDDR6X는 20 Gb/s 이상, GDDR7은 약 30 Gb/s)버스가 매우 넓어 핀당으로는 더 낮음
대역폭채널당 수십 GB/s소자 또는 패키지당 수십 GB/s칩당 수십~100 GB/s, 카드당 수백 GB/s에서 1 TB/s 이상스택당 수백 GB/s, 가속기당 수 TB/s
전력보통비트당 가장 낮음: 저전압과 딥 파워다운 모드높음비트당 효율적이지만 적층된 다이는 냉각이 어렵습니다
패키징소켓에 꽂는 메모리 모듈(DIMM) 또는 납땜납땜 또는 프로세서 패키지 위에 적층(PoP)그래픽 보드의 GPU 주위에 납땜TSV로 연결된 적층 다이를 실리콘 인터포저 위 프로세서 옆에 배치
용량가장 큼: 모듈당 수 GB에서 수백 GB수 GB에서 수십 GB칩당 수 GB스택당 수십 GB
업그레이드 가능가능(DIMM 소켓)불가불가불가
비트당 비용가장 낮음DDR보다 높음DDR보다 높음가장 높음. 적층과 첨단 패키징 때문입니다

수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.

상황별 선택 기준

DDR
대용량, 저렴한 비용, 업그레이드 가능성이 중요한 범용 메인 메모리.
LPDDR
용량보다 비트당 에너지와 크기가 더 중요한 배터리 구동 기기.
GDDR
합리적인 가격에 높은 대역폭이 필요한 그래픽과 게임.
HBM
대역폭이 병목이고 비용은 부차적인 AI 학습과 고성능 컴퓨팅.

자주 묻는 질문

GPU는 왜 DDR 대신 GDDR이나 HBM을 쓰나요?

GPU는 방대한 데이터를 옮기므로 DDR이 제공하는 것보다 훨씬 큰 대역폭이 필요합니다. GDDR은 핀당 속도를 높이고, HBM은 프로세서 바로 옆에서 스택당 1,024비트의 매우 넓은 버스를 사용합니다.

LPDDR은 DDR과 같은 것인가요?

기본 기술은 같지만, LPDDR은 낮은 전압과 딥 파워다운 모드로 저전력에 맞춰져 있습니다. 보통 납땜하거나 프로세서 위에 적층하므로 나중에 업그레이드할 수 없습니다.

HBM은 왜 그렇게 비싼가요?

HBM은 TSV로 연결된 여러 DRAM 다이를 적층하고 프로세서 옆의 실리콘 인터포저 위에 배치해야 합니다. 적층과 첨단 패키징이 비용을 높이고 냉각도 어렵게 만듭니다.

LPDDR, GDDR, HBM 메모리를 업그레이드할 수 있나요?

아니요. DDR 모듈(DIMM)과 달리 기판에 납땜되어 있거나 패키지에 내장되어 있습니다.

이해도 확인

HBM(High Bandwidth Memory)에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. A플래시 메모리를 한 층만 사용하는 저속 메모리
  2. BCPU 칩 안에 내장된 SRAM 캐시
  3. C여러 개의 DRAM 다이를 TSV로 적층하고, 매우 넓은 버스 폭으로 높은 대역폭을 얻는 메모리
정답과 해설 보기

정답: C. 여러 개의 DRAM 다이를 TSV로 적층하고, 매우 넓은 버스 폭으로 높은 대역폭을 얻는 메모리

HBM은 여러 개의 DRAM 다이를 TSV로 쌓아 올리고, 1,024개라는 매우 넓은 데이터 버스로 프로세서와 연결하여 높은 데이터 전송 대역폭을 구현하는 메모리입니다. 예를 들어 HBM3는 핀당 6.4 Gb/s로, 스택 하나에서 약 819 GB/s가 됩니다. 실리콘 인터포저 등의 위에 프로세서와 나란히 배치하는 2.5D 실장에 사용되며, AI용 GPU 등에 탑재됩니다. 플래시나 SRAM 캐시와는 다른 것입니다.

HBM에서 하나의 스택에 쌓을 수 있는 DRAM 다이의 수로 일반적인 것은?

  1. A1장
  2. B2장
  3. C8~16장 정도
정답과 해설 보기

정답: C. 8~16장 정도

HBM에서는 TSV로 연결한 DRAM 다이를 8장, 12장, 나아가 16장까지 쌓고, 최하부의 베이스 다이(로직 다이)와 조합하여 하나의 스택으로 만듭니다. 스택의 높이는 규격으로 정해져 있으므로 적층 수를 늘리려면 다이를 30 µm 정도까지 얇게 하고 접합층도 얇게 해야 하며, 열 문제에 대한 대책도 빠뜨릴 수 없습니다. 1장이나 2장으로는 적층의 이점을 살릴 수 없습니다.

HBM3까지의 세대에서 HBM 스택 하나당 데이터 버스의 폭으로 올바른 것은?

  1. A1024비트
  2. B8비트
  3. C64비트
정답과 해설 보기

정답: A. 1024비트

일반적인 DDR DRAM 모듈의 데이터 버스가 64비트인 데 비해, HBM은 스택 하나당 1024비트라는 매우 넓은 버스를 가지며, 핀당 속도는 DDR보다 낮아도 높은 대역폭을 얻을 수 있습니다. 속도를 올리지 않고 폭으로 확보하므로 1비트당 소비 전력도 작아집니다. 이만큼 많은 배선은 일반 기판에서는 배치할 수 없으므로 실리콘 인터포저 같은 고밀도 배선이 필요합니다. 다음 HBM4에서는 2048비트로 넓어졌습니다.

DRAM 문제 풀기

주요 용어 설명

DDR SDRAM
クロックの立ち上がりと立ち下がりの両方でデータを転送する同期型DRAM。DDR4、DDR5と世代を重ねて転送速度を上げてきた。パソコンやサーバーの主記憶の標準。
LPDDR
Low Power DDR の略。スマートフォンやノートパソコン向けに、低い電源電圧や省電力の機能を強化したDRAMの規格。
HBM
複数のDRAMダイをTSVで積層し、非常に広いバス幅で高い帯域を実現するメモリ。
TSV(シリコン貫通電極)
シリコン基板を貫通する電極。積層したチップどうしを上下に短い距離で接続する。

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