노트북 메모리, 설치가능한? VS 사용가능한?

Chipset으로 알아보는 노트북 최대 메모리
구형 노트북 4G 메모리 업그레이드가 가능한지 체크해보자!

9년차인 노트북 Dell Insprion 6400을 업그레이드하기 위해

구매한 삼성 DDR2 PC2-6400S 2G 메모리 2개

(개당 25,410원 + 배송료 2,500원, 구매시기 2014.04/중고)

메인보드 칩셋 스펙에서 '최대 메모리 4 기가'

분명확인했지만 낭패다.

4기가 전부를 인식하지 못한다. ㅜㅜ

원인을 찾던중에 메인보드 chipset 데이타시트를 보는 것이

지원 가능한 최대 메모리를 알아보는 

가장 정확한 방법인 것 같아 소개하려고 한다.

설치가능한 메모리와 사용가능한 메모리

먼저 Dell Insprion 6400에 4GB의 램이 설치된 예를 보자. 윈도우즈 시작 > 내컴퓨터 > 우클릭 > 속성에서 시스템 정보를 보면 RAM은 4기가이나 사용가능한 메모리는 3.25기가로 나타난다.

윈도우즈는 4GB의 메모리가 설치되어있다는 것을 인식하지만 실제로는 3.25GB의 메모리만 사용가능하다는 이야기다. 왜 그런것일까?

메인보드 chipset에서 제공하는 최대 지원 메모리

PC를 조립할때 메인보드 제품 정보에서 메모리 슬롯 갯수나 지원 가능한 메모리 크기등이 기술되어 있는 것을 본 기억이 있을 것이다. 노트북도 마찬가지로 메모리가 직접 설치되는 메인보드에서 사양을 정하고 있으며 이 정보는 각 메인보드 칩셋 제조사에서 확인 할 수 있다.

1) CPU-Z를 통해 메인보드 칩셋 정보를 확인하자.

H/W 정보 확인을 위해 잘 알려진 freeware인 CPU-Z를 사용하자. Mainboard탭에서 제조사와 칩셋 정보를 확인 할 수 있다. 아래 화면과 같이 내 노트북의 Chipset은 Intel i945PM이다. 

* Dell Inspiron 6400의 경우 내장 그래픽 카드의 유무에 따라 i945GM(유), i945PM(무)로 chipset이 다르게 나타날 수 있다. 하지만 같은 i945 chipset family 제품군임으로 최대 지원 메모리는 동일하다.

2) 물리 주소 공간 확인

자신의 메인보드 제조사 홈페이지에 가면 아래 화면과 같이 칩셋에 따른 사양을 알수 있다.

* 인텔 i945 Express Chipset(http://ark.intel.com/products/27858/Intel-82945PM-Memory-Controller)

여기서 Max Memory Size 4 GB를 보고 '최대 메모리 4기가 아니야?'라고 착각하기가 쉽다. 이 스펙은 위에서 이야기한 '설치 가능한 메모리'로 보는 것이 맞다. 

우리 봐야할 부분은 바로 아래 칸의 Physical Address Extensions 32-bit이다. PAE(Physical Address Extension)는 본래 32bit processor에서 4GB 이상의 메모리를 사용하기 위해서 사용되는 기능으로 여기에서는 메인보드가 인식하는 '메모리 주소의 범위'라고 인식하면 된다.

* 메모리 주소 범위

컴퓨터에서 메모리 주소가 RAM을 위해서만 사용되는 것은 아니다. 대부분은 RAM에 데이터를 읽고 쓰기위한 용도로 사용되지만 키보드, 마우스, 모니터 등의 주변장치를 제어하기 위한 용도로도 사용된다.

OS는 어떻게 모니터에 점, 선등을 그릴 수 있을까? 모니터 제어 신호를 특정 메모리 주소에 매핑하고 그 메모리 주소에 값을 써주면 값에 해당하는 정보가 모니터로 전송되는 구조이다.

이때 'OS-모니터'로 직접 연결된 것이 아니라 'OS-메인보드-모니터'와 같이 메인보드를 경유하게 된다. 메인보드의 메모리 주소는 OS가 주변장치로 가는 길을 안내해주는 '길'이라고 생각하면 된다.

메인보드는 전체 '길'들 중 일부를 RAM을 위해 할당하고 일부를 다른 주변 장치를 위해 할당한다. 따라서 위와 같이 최대 지원 범위가 32bit(4GB)인 경우 4GB 중 일부를 다른 주변 장치를 위해 할당해야하기 때문에 RAM만을 위해 4GB를 사용 할 수가 없다.

즉, RAM으로 가는 '길'의 수 = 메인보드에서 제공하는 전체 '길'의 수 - 주변장치로 가는 '길'의 수 라고 생각할 수 있다.

위의 설명처럼 OS가 몇 bit이든지 간에 메인보드를 거쳐야하기 때문에 메인보드에서 제공하는 주소 범위를 초과하여 RAM을 사용할 수가 없다. 

32bit 인 경우 2³²으로 최대 물리 주소 범위는 4GB이고 이 크기에서 주변장치 메모리 주소 범위를 뺀 것이 실제 사용가능한 RAM의 크기이다. 대략적으로 주변장치 주소 범위가 1GB미만임으로 전체 물리 주소 범위가 33bit이상 2³³(8GB) 이면 4GB의 메모리를 모두 사용할 수 있다. * 36bit인 경우 2³⁶(64GB)

안타깝게도 OS는 4GB의 메모리가 설치되어있다는 걸 알고 있지만 그 중 1GB는 가는 '길'을 알지 못해서 사용하지 못하는 것이다.

3) 데이타시트 확인

그렇다면 주변장치에서 사용하는 주소범위는 정확히 어느 정도인가? 위 메인보드 제조사 홈페이지 화면의 위측에서 'Download Datasheet' 링크를 클릭해 데이타시트를 확인해보자.

1.1 Mobile Intel® 945GM/GME Express Chipset Feature Support

...중략...

1.1.2 System Memory Support

• Supports single-/dual-channel DDR2 SDRAM
• Maximum Memory supported: up to 4 GB at 400, 533 and 667 MHz

...중략...

1.2 Mobile Intel® 945PM Express Chipset Feature Support

All features supported by the Mobile Intel 945GM/GME Express Chipset shall be supported by the Mobile Intel 945PM Express Chipset unless noted otherwise below. However, the Mobile Intel 945PM Express Chipset does not support Integrated Graphics display. Additional features/differences are also listed here, if applicable.

i945계열의 모든 chipset의 사양이 기술되어 있으며 기본적으로 945GM/GME의 사양을 기본으로 나머지 chipset에 대해서는 옵션사항만이 기술되어 있다. 내 노트북 메인보드 chipset인 i945에 대해서도 945GM과 같으나 내장 그래픽을 지원하지 않다는고만 기술되어있다.

325페이지의 9.2절 Main Memory Address Range(1 MB to TOLUD)를 보면 메모리 주소 범위에 대한 예시가 있다. 전체 4GB의 주소공간 중 0-1MB까지는 BIOS등의 프로그램에서 필수적인 리소스들을 위해서 할당되어 있고 1MB부터 TOLUD(Top of Low Used DRAM Register)까지만 우리가 시스템 메모리로서 활용할 수 있다.

칩셋 옵션에 따라 주변장치가 들어나거나 줄어들수 있기 때문에 TOLUD의 주소값을 정확히 할수 없지만 아래 그림을 통해 대략적으로 짐작 할 수 있다.

가장 하단의 DMI Interface에 어느 정도의 주소를 할당하는지 알 수 없지만 바로 그 위인 E000_0000h을 기준으로 생각해보도록 하자. 0xE0000000를 기가 바이트로 환산하면 약 3.5GB 이다. 

전체 4GB 중 0-1MB는 BIOS를 위해 3.5-4GB는 주변 장치를 위해 할당됨으로 사용가능한 메모리는 대략 3.4~5GB가 된다는 것을 알 수 있다.

4GB RAM 과욕인가?

노트북 메모리를 업그레이드하기 위해 데이타시트까지 볼 필요는 없을 것이다. 단지 4GB의 메모리를 설치하기 위해서는 메인보드에서 제공하는 물리 메모리 주소 공간의 범위가 8GB 이상이어야 한다는 것을 기억하자. 

결국 메모리 4기가를 전부 사용할 수 없다는 결론이다. 하지만 최소한 3 기가 메모리를 사용할 수 있고 듀얼 채널이 가능하니 나처럼 노트북에 애착을 갖는 사람이라면 나쁘지 않은 선택일 것이다. 

또 하나의 옵션으로 메모리를 1GB, 2GB로 구성해서 3GB의 메모리를 딱 맞추는 방법도 있으나 동일 메모리가 아니면 듀얼 채널을 사용할 수 없다. 결국 선택은 각자의 몫이다. 비대칭 모드로 듀얼 채널을 사용하는 것이 영 생소해서 그냥 2GB로 구성하기로 했다.