DRAM   Dynamic RAM   다이내믹 메모리

(2026-08-11)

1. Dynamic RAM (DRAM)

  ㅇ 메모리 셀의 커패시터전하를 저장하여 데이터를 기억하며,
     - 전하 누설 때문에 주기적인 리프레시가 필요한 고 집적,저 비용 휘발성 메모리

  ㅇ 주요 용도 
     - 컴퓨터주기억장치, 스마트폰, 그래픽 시스템 등의 메모리 등


2. DRAM 특징

  ㅇ 휘발성 (Volatile) 및 동적 저장 (Dynamic Storage)
     - 데이터를 수밀리초 정도 짧게 유지하므로, 
     - 주기적으로 저장 내용을 다시 충전하는 리프레시 동작 필요

  ㅇ 고 집적화 (대 용량화)
     - 1개의 메모리 셀을 트랜지스터 1개 + 커패시터 1개(1T1C)로 구성 
     - 셀 면적이 작아 대용량 메모리 구현에 유리

  ㅇ 비교적 높은 데이터 처리 성능
     - SRAM 보다 느리지만, 높은 집적도와 낮은 비트비용 때문에 주기억장치에 적합

  ㅇ 속도 성능 표현
     - 초기 DRAM의 속도는, 주로 Access Time으로 표현
     - DDR SDRAM 등에서는, Data Rate(MT/s)가 성능 지표로 사용됨


3. DRAM 구분패키지 형태에 따라, 다음 3가지 형태로 구분
     - DIP (Dual In-line Package) : 좌우로 핀이 달린 형태. 회로기판에 끼워넣도록 됨
     - SOJ (Small Outline J-lead) : J 자 모양으로 안쪽으로 휘어져 회로기판에 붙박힘
     - TSOP (Thin Small Outline Package) 

     * 특히, DDR 메모리는 주로 DIMM/SO-DIMM 등의 모듈 형태로 사용되며, 
        . 내부에는 BGA 계열 패키지의 DRAM  등이 탑재됨.

  ㅇ 계열 구분
     - SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM)
        . 각 클록 펄스의 상승 또는 하강하는 시점에서 한 번 만 데이터전송
     - DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM) 
        . (DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 등)
        . 각 클록 펄스의 상승,하강 시점 모두에서 데이터 전송
        . SDR 보다 2배 속도 가능
     - RDRAM (Rambus DRAM)
        . 과거 일부 PC 등에 사용되었으나, 현재는 DDR 계열이 주류

  ㅇ 한편, RAM은 일반적으로 SRAM과 DRAM으로 구분  =>  DRAM SRAM 비교 참조


4. DRAM 구성

  ㅇ 내부 구성  :  메모리 셀 배열, 행 디코더, 열 디코더, 감지 증폭기, I/O 버퍼회로, 리프레시 회로 등
     - 메모리 셀 배열 (Memory Cell Array) : 다수의 DRAM 셀을 행(Row)과 열(Column) 형태로 배열
     - 행 디코더 (Row Decoder) : 입력된 행 주소를 해독하여 해당 워드라인(Word Line)을 선택
     - 열 디코더 (Column Decoder) : 입력된 열 주소를 해독하여 해당 비트라인(Bit Line)을 선택
     - 감지 증폭기 (Sense Amplifier) : 셀에 저장된 미세한 전압 차이를 감지, 논리 0 또는 1로 증폭
        . 읽기 과정에서 셀의 전하가 소실되므로 읽은 데이터를 다시 셀에 기록하는 복원 동작도 수행
     - I/O 버퍼데이터 회로 : 메모리 셀과 외부 데이터 버스 사이의 데이터 입출력을 담당
     - 리프레시 회로 : 셀의 저장 전하가 누설되기 전에 데이터를 재 충전하여 유지

  ㅇ 제어 신호 구성
     - {#\overline{RAS}#} (row address strobe) : 행 주소 활성
     - {#\overline{CAS}#} (colume address strobe) : 열 주소 활성
     *  핀 수를 줄이기 위해, 행 주소,열 주소를 동일 입력 핀에 순차적으로 엇갈려서 입력시킴
     * 현대 DDR SDRAM에서는, 명령(Command) 및 주소 신호 체계로 발전함
     - {#\overline{CS}#} (chip select) :  선택
     - {#\overline{WE}#} (write enable) : 읽기,쓰기 동작 구분

  ㅇ 외부 공급 전압 구성
     - VDD : 공급 전원 단자, VSS : 기준 전위(GND) 단자


5. DRAM 메모리 셀

  ㅇ 메모리 셀 구성  :  트랜지스터 1개 + 커패시터 1개(1T1C)
     - nMOS 1개 
        . 게이트에 워드라인 인가
        . 게이트 전압 인가 유무에 따라, 비트라인과 셀 커패시터 사이에 전자 흐름의 통로 역할
     - 셀 커패시터 1개 
        . 용량 : 수십~수백 fF(펨토 패럿)
        . 전자 채워지면 1, 비어지면 0 (전하 누설때문에, 주기적인 리프레시 필요)

  ㅇ 메모리 셀 선택
     - (M x N) 셀의 경우,  M 비트의 행 주소 + N 비트의 열 주소 = 2M × 2N = 2M + N
     - 2M 행(워드 라인)들 중 하나, 2N 열(비트 라인)들 중 하나로써, 특정 셀 선택 가능
     * 실제 DRAM에서는, 한 번에 하나의 물리적 셀만 다루는 것이 아니라,
        . 한 행을 활성화하여 Sense Amplifier에 올린 후,
        . 열 선택을 통해 필요한 데이터 부분을 읽고 쓰는 방식으로 동작함

반도체 메모리
1. 반도체 메모리   2. RAM   3. DRAM   4. SRAM   5. NVRAM   6. SDRAM   7. ROM   8. PROM (EPROM, EEPROM)   9. 플래시 메모리   10. NAND 플래시 메모리  
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