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주기억장치의 종말

컨설팅이야기 2007.11.01 11:00 Posted by 5throck
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요즘 IT 기술발전을 보면 정말 대단하다는 생각이 듭니다. 1960년대에 컴퓨터라는 것이 처음 생긴 이래 다른 분야에서는 상상조차 할 수 없는 엄청난 속도로 IT 분야가 발전을 계속해 오고 있는데, 이러한 변화의 흐름을 쫓아가다 보니 앞으로 몇 년 안에 큰 변화가 일어날 것이라고 예상이 됩니다.

제 생각엔 그런 변화들 중에서 현재 쓰고 컴퓨터에서 가장 먼저 변화가 일어날 분야가 바로 주기억장치가 아닐까 생각합니다.

주기억장치는 컴퓨터가 발전해 오는 과정에서 큰 역할을 해왔는데, 그것은 다름이 아닌 CPU에 비해 상대적으로 처리속도가 매우 느린 보조기억장치의 부분을 보완하는 것이 가장 컸다고 생각합니다. 하지만, 최근에 보조기억장치분야, 간단하게 이야기하면 Disk로 대변되는 이 장치들이 메모리 형태로 빠르게 바뀌어 가고 있습니다. 그 대표적인 것이 바로 SSD(Solid State Drive/Disk)인데, 현재 가격적인 측면에서는 아직 비싼 편이고 버스구조상의 문제로 인해 그 성능을 다 발휘하지는 못하고 있지만 조만간 그 위력을 발휘 할 것이라고 생각됩니다.

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현재 모바일 운영기기 중 하나인 PDA 운영체계에서 잘 보여주는 것처럼 단일 메모리 공간을 사용할 경우 저장공간과 실제 프로세스간의 운영공간을 조절할 수 있고, 이러한 운용방식을 통해 메모리를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

제가 이렇게 말씀 드리면 주기억장치의 소멸로 인해 컴퓨터의 처리속도가 늦어질 것이라고 생각하시는 분들이 있을 텐데, 저는 이 부분도 큰 문제가 되지는 않을 것이라고 생각합니다.  일반적으로 CPU의 관점에서 주기억장치를 바라볼 때 주기억장치는 그렇게 빠르게 움직이는 장치가 아닙니다. 그래서, CPU에서 프로세스를 빠르게 처리하기 위해서는 메모리에 있는 정보를 캐시를 통해 처리하게 되는데, CPU상의 캐시가 더 많아지고 이 알고리즘이 좋아진다면 속도 문제는 해결될 것이라고 생각합니다.

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주기억장치가 사라지게 되면 컴퓨터에 실로 많은 변화가 생기게 됩니다. 그 첫째로 파일시스템의 변화가 예상됩니다. 파일시스템은 저장공간을 효율적으로 사용한다는 목적 이외에도 주기억장치와 보조기억장치간의 캐시역할을 수행함으로써 컴퓨터의 속도를 높이는데 중요한 역할을 하고 있는데, 주기억장치와 보조기억장치가 하나가 되면 파일시스템의 캐시부분이 사라지게 됨으로 처리속도가 급속도로 빨라지게 됩니다. 이러한 예는 기존의 DB가 메모리에서 구동되는 MMDB로 전환되면서 그 처리속도가 매우 좋아진 것을 들 수 있습니다.

두 번째로 프로그램에서 프로세스로의 전환이 매우 쉬워집니다. 저장공간에 저장이 되어 있는 프로그램에 힙과 스택만을 줌으로 해서 바로 프로세스로의 전환이 가능합니다. 또한,  OS입장에서는 SWAP과 같은 매우 복잡한 가상 메모리 공간처리 프로세스가 사라짐으로써 메모리를 다루기가 손쉬어 질 것으로 생각됩니다.

세 번째로 현재 컴퓨터에서 병목현상을 일으키고 있는 버스구조에 많은 변화가 이루어집니다. 그간 CPU나 메모리의 발전속도에 비해 늦은 버스구조로 인해 그 기능을 제대로 발휘할 수 없는데 주기억장치와 보조기억장치가 합쳐짐에 따라 버스 구조에도 획기적인 변화가 이루어질 것이고, 이러한 버스의 개선을 통해 컴퓨터는 지금보다 몇 배에서 몇 십 배 정도의 속도 향상이 예상됩니다.

물론 이러한 변화가 내일 당장 일어나지 않겠지만 조만간 이루어질 것이고, 그럼 우리의 컴퓨터 역사에서 꽤 오랫동안 한 축을 끌어왔던 DRAM이 사라지는 날도 결국은 오리라고 생각됩니다.

추신: 제 글에 조금 오해가 있는 것 같아서 주석을 답니다. 하드디스크가 주기억장치를 대체한다는 것으로 이해를 하시는 분들이 계신데, 주기억장치와 보조기억장치가 메모리를 이용한 기억장치로 변환된다는 것으로 이해를 하시는 것이 더 맞을 것 같습니다. 대신 지금의 하드디스크는 백업용 장비로 그 위상을 변화하게 될 것 같습니다.

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  1. Favicon of http://blog.happyseeker.net BlogIcon 해피씨커  수정/삭제  댓글쓰기

    주기억 장치라는 용어와 DRAM을 혼용해서 사용하고 있는 것 같습니다.
    주기억 장치로써 DRAM이 더 이상 사용되지 않고, 예를 드신 SSD나 HDD등의 다른 기기들이 대신할 수 있을지 모르지만,
    주기억 장치라는 컨셉 그 자체가 컴퓨터에서 없어지지 않을 것입니다.
    그에 따라 감히 (용어정의가 잘못되었으므로 )변화예상도 잘못되었다고 지적하고 싶습니다.

    2007.10.31 23:46 신고
    • Favicon of http://mbastory.tistory.com BlogIcon 5throck  수정/삭제

      DRAM과 주기억장치는 분명 다른 개념입니다. 현재는 DRAM이 주기억장치의 기능을 기술적으로 처리해주는 기기일 뿐입니다.

      그리고, 제 생각엔 주기억장치와 보조기억장치가 합쳐짐에 따라 기억장치라는 용어로 대체될 것으로 보이고, 기존에 사용되던 하드디스크는 백업용 장비로 그 용도가 변환될 것이라고 생각합니다.

      2007.11.01 10:53 신고
  2. Favicon of http://mighty.egloos.com BlogIcon mighty  수정/삭제  댓글쓰기

    해피씨커님처럼 주기억장치라는 말이 설령 사라질지언정 그 컨셉은 그대로 유지되고, 위에서 언급하셨던 disk따위가 남게되어 그냥 기억장치라는 용어가 쓰이게 될지도 모르겠군요. 좋은 글 잘 읽었습니다 ;)

    2007.11.01 01:45 신고
    • Favicon of http://mbastory.tistory.com BlogIcon 5throck  수정/삭제

      주기억장치와 보조기억장치가 합쳐지게 되면, 메모리를 이용한 기억장치와 디스크를 이용한 백업이라는 개념으로 발전하지 않을까 생각합니다.

      2007.11.01 09:20 신고
  3. Favicon of http://anianiani.net BlogIcon 아무  수정/삭제  댓글쓰기

    분명 지금도 주기억,보조기억 장치를 통합한 시스템은 가능하죠. 다만 가격의 문제와 그만큼의 성능을 원하는 유저가 그리 많지 않기에 실용화 되지 않는 것 뿐. 게다가 보조 기억장치가 빨라져도, 그 이상으로 주 기억장치가 발전할텐데 꼭 합친다고 시스템이 좋아지는 법은 아니죠.

    제가 보기에는 바이오 컴퓨터나 양자 컴퓨터 같이 기본 바탕이 뒤집히는 개혁이 잃어 나지 않는 이상, 두 개가 합쳐지기 보다는 각자가 역할에 맞게 발전 할거 같네요.

    2007.11.01 05:16 신고
    • Favicon of http://mbastory.tistory.com BlogIcon 5throck  수정/삭제

      저도 가격과 성능은 어느 정도 시간을 요하는 사안이라고 생각합니다. 하지만, Sustainable Technology는 결국에는 Distruptive Technology로 대체되는 날이 올 것이라고 생각합니다.

      물론, 그것이 제 생각과 다르게 바이오나 양자 컴퓨터가 될 수도 있겠지만, 그 정도 수준까지 가기전에 제가 예측한 형태가 먼저 나타나지 않을까 생각합니다.

      2007.11.01 09:22 신고
  4. Favicon of http://minjang.egloos.com BlogIcon object  수정/삭제  댓글쓰기

    말씀하시는 내용은 결국 하드가 매우 빨라져 지금의 DRAM 정도의 속도가 나오면 하드 디스크가 곧 램이 되는 것을 가리키네요. 제 생각에는 그렇다고 해도 지금의 DRAM이 수행하고 있는 주기억장치는 결코 사라지지 않습니다. 왜냐면 그 때 가면 지금이 DRAM보다 훨씬 빠른 메모리가 주기억장치를 담당하고 있을 것이고, CPU의 속도도 지금보다 많이 빨라져있어서 CPU-디스크간의 속도차이는 줄어는 들었지만 차이는 여전히 심각할 것입니다. 지금도 DRAM이 상당히 성능의 bottleneck인데, 하드디스크가 아무리 지금의 램 만큼 빨라진다고해도 여전히 CPU의 관점에서는 한참이나 느린 녀석입니다 :) 예측하신 것에 동의는 할 수 없지만.. 재밌는 생각 잘 읽었습니다.

    비슷한 개념으로 NOR형 플래쉬 메모리에있는 프로그램을 메모리에 올리지 않고 바로 거기를 메모리로 매핑하여 로딩하는 기술은 있습니다. XIP였나.. 정확히 기억은 안나는데 execution in place였던 걸로..

    2007.11.01 05:43 신고
    • Favicon of http://mbastory.tistory.com BlogIcon 5throck  수정/삭제

      하드 디스크가 빨라진다는 것이 아니라 주기억장치와 보조기억장치가 합쳐진다는 것이 정확한 표현일 것 같습니다. 현재의 하드디스크는 데이터 통신을 위한 버스구조상 빨라지는데 한계가 있습니다. 따라서, 메모리로 만들어진 하드디스크인 SSD이 이러한 제약으로 인해 그 성능을 발휘하고 있지 못합니다.

      또한, CPU상의 캐시가 충분히 증가되고 이를 활용할 수 있는 기술이 발전되면, 기존에 사용되던 하드디스크는 백업용 장비로 전환될 것으로 생각이 됩니다.

      2007.11.01 09:26 신고
    • Favicon of http://minjang.egloos.com BlogIcon object  수정/삭제

      컴퓨터 구조를 세부적으로 따져서 답글을 달려니 너무 딴지성으로 보일 것 같은데 오해 없으시면 좋겠습니다. 저도 5throck님이 상상하신 그림에는 완전히 동감합니다. 다만 약간 현재 컴퓨터 구조를 오해하시는 것 같아 세부적인 내용이 좀 틀렸을 뿐입니다.

      1. CPU 상의 캐쉬가 증가되더라도 여전히 램, 하드 디스크와 같은 메모리 계층은 필요로 합니다. 제 블로그에 쓴 글을 보시면 쉽게 이해가시리라 생각됩니다. 그래서 CPU 상에 캐쉬가 '충분히' 증가되는 일은 없을 것입니다. 여전히 캐쉬는 부족하고 비싸고 대신에 빠른 자원으로 남을 것입니다. 물론, 멀티코어 환경에서 이 캐쉬를 잘 쓰기 위한 연구는 많이 하고 있죠.

      2. 주기억장치는 보통 휘발성입니다. 대신에 매우 빠르죠. 반면, 보조기억장치는 휘발성으로 만들기가 힘듭니다. 너무 불안정하죠. 메모리로 하드디스크가 만들어진다고 하더라도 대부분이 비휘발성인 플래쉬 형태가 될 것이고, (물론 기가바이트의 iDisk라는 것이 있지만) 이것은 아무리 기술이 좋아져도 휘발성 메모리 (현재의 DRAM 같은 것)을 뛰어넘을 수가 없습니다. 그래서 여전히 DRAM - 플래쉬로 된 하드 - 일반하드의 계층은 유효합니다.

      http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_hierarchy

      3. 하드디스크를 연결하는 사우스브릿즈의 대역폭이 낮으나, SSD로 된 하드는 그 대역폭도 다 못씁니다. 생각보다 플래쉬메모리의 속도는 빠르지 않습니다. Random access가 하드보다 10배이상 빠르지 순차 읽기 성능은 하드가 더 빠르답니다.

      암튼 컴퓨터 미래를 생각하면 즐겁죠.

      2007.11.01 11:49 신고
    • Favicon of http://mbastory.tistory.com BlogIcon 5throck  수정/삭제

      좋은 댓글 감사합니다. 그런데, 제가 만나 본 메모리 제작업체 관계자분들 이야기하고는 좀 다르네요... ^^ 물론, 제가 잘못 이해했을 수도 있습니다만...

      주로 속도 부분에 대해서 언급을 하셨는데, 현재 CPU업체 1위인 Intel의 경우에도 속도보다는 병렬처리 프로세스에 더 많은 치중을 하고 있습니다. 속도만 빠르게 하는 것은 더 이상 의미가 없다는 것이죠. 예를 들어 사람의 신경계는 컴퓨터에 비해서 엄청나게 느리지만, 병렬처리를 통해서 매우 빠르게 신호를 처리합니다.

      아무튼 어떻게 변화가 될런지는 시간이 해결해 줄 것 같습니다. 좋은 정보 감사합니다.

      2007.11.01 12:56 신고
  5. Favicon of http://rein.upnl.org BlogIcon rein  수정/삭제  댓글쓰기

    약간 딴지글이 될 것 같지만. 현재 CPU업체 1위인 인텔이 속도보다 병렬처리 프로세스에 관심을 더 두는 것은 병렬 처리가 좋아서가 아닙니다. (멀티 코어로 가는 것도 좋아서 그렇다고 하기엔 좀)

    CPU 클럭이 조금 만 더 올라가면 단위 면적당 발생하는 열이 태양 표면 온도급(...)으로 상승하게 됩니다. 발열 문제 때문에 클럭을 못 올리기 때문에 멀티코어/병렬처리로 눈을 돌리는 것 뿐이지요;

    즉, 언제나 메모리는 부족하고, 캐쉬는 빠듯했고 보조 기억 장치는 느렸다는 원칙은 적어도 앞으로 수년간은 지속될테고, 예전에는 기대할 수 있었던 "조금 만 더 기다리면 빠른 CPU가 나온다"라는 기대가 사라질 위기인 것이죠;

    2007.11.08 11:25 신고
  6. Favicon of http://mytears.org/ BlogIcon 정태영  수정/삭제  댓글쓰기

    얼마 전 MRAM 이나 FRAM 등을 알게되었는데, 놀랍더군요. -_-; DRAM 과 비슷하거나 더 빠른 속도에 데이타 유지기간은 10년, 효율적인 전력 소비...

    이런 것들이 상용화에 성공하고 나면 위에 얘기하신 것들이 더 빠르게 다가오지 않을까 하는 생각을 해봅니다.

    2007.11.19 12:37 신고
    • Favicon of http://mbastory.tistory.com BlogIcon 5throck  수정/삭제

      하드웨어 기술분야는 소프트웨어 분야보다 정말 빠르게 발전하는 것 같습니다.

      2007.11.19 12:44 신고

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