컴퓨터 메모리: 주기억장치와 보조기억장치 비교

목차

• 서론
• 주기억장치
• 보조기억장치
• 주기억장치와 보조기억장치의 비교
• 온라인 스토리지
• 결론
• 참고 자료

서론

컴퓨터에서 메모리는 CPU가 명령을 실행하고 데이터를 처리할 때 필요한 정보를 저장하여 빠르게 접근할 수 있게 하는 핵심 구성 요소다. 메모리는 크게 주기억장치와 보조기억장치로 구분되며, 두 종류는 역할과 성능에서 큰 차이가 있다. 예를 들어 Lenovo는 “RAM은 프로세서가 작업을 수행하는 작업 공간과 같아, 데이터와 프로그램이 처리되는 동안 일시적으로 보관되는 장소”라고 설명한다 (www.lenovo.com). 반면에, “스토리지는 HDD·SSD 등의 장기 데이터 저장 수단”으로, CPU가 나노초 단위로 접근하는 메모리와 달리 기계적 부품을 사용하기 때문에 접근 속도가 훨씬 느리다 (www.lenovo.com). 이처럼 주기억장치는 전원 공급 동안만 데이터를 유지하는 대신 매우 빠른 속도로 동작하며, 보조기억장치는 전원이 꺼져도 데이터를 보존하지만 상대적으로 느리다. 본문에서는 이 두 가지 기억장치의 개념과 장단점, 용도 등을 비교하여 설명한다.

주기억장치

주기억장치(Primary Memory)는 CPU가 직접 접근하여 처리 중인 데이터를 저장하는 메모리다 (www.geeksforgeeks.org). 운영체제와 현재 실행 중인 프로그램, 필요한 데이터 등을 임시 저장하며, 처리 속도를 높이는 역할을 한다. 주기억장치는 고속 액세스가 가능하며, HDD나 SSD 같은 보조기억장치보다 훨씬 빠르다 (www.techtarget.com). 하지만 용량은 상대적으로 작고, 휘발성(Volatile)이라는 특성으로 인해 전원이 꺼지면 내부의 데이터가 모두 사라진다 (www.techtarget.com).

주기억장치의 대표적 종류로는 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read-Only Memory)이 있다.

• RAM (랜덤 액세스 메모리): 읽기와 쓰기가 모두 가능한 휘발성 메모리로, 프로그램 실행 중에 CPU가 필요한 데이터를 임시로 저장한다. RAM은 DRAM이나 SRAM 같은 반도체 소자로 만들어지며, 전원이 공급되는 동안만 정보를 유지하고 전원이 차단되면 데이터가 지워진다 (wiki1.kr) (www.techtarget.com). DDR4, DDR5 같은 메모리 모듈이 여기에 속한다.
• ROM (읽기 전용 메모리): 공장 출하시 프로그램된 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리다. 일반적으로 수정이 어려우며, 컴퓨터 부팅 시 필요한 펌웨어(예: BIOS)를 저장하는 용도로 사용된다 (www.techtarget.com). TechTarget에 따르면 “ROM은 비휘발성이고, 일반적으로 읽기 전용”이며, 컴퓨터를 켤 때 OS를 RAM으로 불러오는 부팅 코드(바이오스)를 담고 있다 (www.techtarget.com) (www.techtarget.com). 그 외에도 PLA(Programmable Logic Array)나 마스크롬 같은 형태로 장치 초기화 코드에 사용된다.

주요 특징 비교: 주기억장치는 무작위 접근(random access)이 가능하여 어떤 위치라도 동일한 속도로 읽을 수 있다 (www.techtarget.com). 또한 메모리의 셀 하나하나는 램프처럼 0 또는 1의 값을 직교 그리드 형태로 저장하며, 각 셀에는 고유 주소가 부여되어 있다 (www.techtarget.com). 주기억장치는 캐시 메모리와 비교할 때 속도는 느리지만 용량은 크며, 보조기억장치보다 속도는 빠르나 용량은 작다 (wiki1.kr) (www.techtarget.com). 예를 들어, 트렌드포스 조사에 따르면 2024년 기준 평균 노트북의 RAM 용량은 약 11.8GB로 성장 추세다 (www.tomshardware.com). 이는 처리 성능을 감당하기 위한 최소한의 수준으로 볼 수 있다. 주기억장치의 주요 특성을 정리하면 다음과 같다:

• 고속 액세스: HDD/SSD보다 훨씬 빠른 읽기/쓰기 속도 (www.techtarget.com).
• 휘발성(전원 의존성): 전원이 꺼지면 데이터 소실. 전원이 켜진 동안만 정보 유지 (www.techtarget.com).
• 제한된 용량: 보조기억장치보다 훨씬 작은 용량 (일반적으로 수GB~수십GB) (www.geeksforgeeks.org).
• 설치 위치: 컴퓨터 본체 내부의 메모리 슬롯에 장착되는 반도체 칩 형태.

보조기억장치

보조기억장치(Secondary Storage)는 데이터를 장기적으로 저장하는 메모리로, 전원이 꺼져도 정보가 사라지지 않는다 (wiki1.kr). 주기억장치보다 용량이 크고 저렴하지만, CPU가 직접 접근할 수 없어 쓰기/읽기 속도가 느리다 (www.geeksforgeeks.org) (wiki1.kr). GeeksforGeeks에 따르면 보조기억장치는 “데이터와 정보를 영구적으로 저장하는 데 사용되며, 주기억장치보다 저장 용량이 크고 CPU에서 직접 접근할 수 없다”고 정의된다 (www.geeksforgeeks.org). 대표적인 보조기억장치 종류는 다음과 같다:

• 하드 디스크 드라이브(HDD): 자성(磁性)의 회전판(플래터)에 데이터를 저장하는 전통적 저장장치다. 수십 기가헤르츠로 회전하는 디스크와 이동성 읽기/쓰기 헤드를 사용한다. 장점은 단위용량당 비용이 매우 저렴하여 수TB 이상의 대용량 저장이 가능하다는 점이다. 예를 들어, 2024년 기준 4TB HDD 가격은 약 \$69로, 용량당 \$0.017 정도로 매우 경제적이다 (www.greasyguide.com). 반면 단점으로는 기계적 움직임이 많아 충격이나 진동에 약하고, SSD보다 접근 속도가 수천 배 느려 실시간 데이터 처리에 부적합하다는 점이다 (www.lenovo.com) (www.kingston.com). 또한 디스크 단편화(fragmentation)로 성능이 저하될 수 있다 (www.kingston.com).

• 솔리드 스테이트 드라이브(SSD): 낸드 플래시(NAND Flash) 같은 비휘발성 메모리를 사용하여 데이터를 저장하는 장치다. 움직이는 부품이 없어 내구성이 강하고 발열·소음이 적으며, 데이터 접근 속도가 매우 빠르다. 예컨대 SSD는 랜덤 접근 시 마이크로초 수준의 지연(latency)을 보여주지만, HDD는 위치 탐색(seek)만 해도 10~20밀리초 정도가 걸린다 (www.greasyguide.com). 이 덕분에 SSD는 운영체제 구동, 응용 프로그램 실행, 게임 레벨 로딩 등 빠른 입출력이 필요한 작업에 유리하다. 단점은 비용이 비싸다는 점이다. 2024년 기준 1TB SSD는 약 \$84(용량당 \$0.084)로, 같은 용량의 HDD보다 5배 이상 비싸다 (www.greasyguide.com). 또한 읽기/쓰기 횟수에 제한이 있어 수명 관리가 필요하다. 그럼에도 SSD 가격은 빠르게 하락 중이며, SATA SSD뿐만 아니라 PCIe NVMe SSD도 널리 사용된다.

• USB 플래시 메모리: USB 포트에 연결하는 휴대용 저장장치로, 내부에는 낸드 플래시 메모리가 사용된다. 주요 장점은 휴대성과 설치·사용의 편의성이다. USB 드라이브는 수백 기가바이트 용량부터 시작하여 간단히 이동식 저장장치로 활용할 수 있다. 단점으로는 SSD보다는 느린 속도(특히 오래된 USB 2.0~3.0 규격)와 제한된 쓰기 수명, 플라스틱 외장 형태로 충격에 약한 점이 있다.

• SD 카드 및 메모리 카드: 카메라나 스마트폰, 드론 등에 사용되는 소형 플래시 메모리 카드다. 장점은 기기 간 호환성과 휴대성, 크기에 비해 상당한 용량(최대 수백 GB) 보유다. 속도는 장치와 규격(UHS, microSD Express 등)에 따라 다양하며, 일반적으로 내부 SSD보다는 느리지만 USB 메모리보다는 빠르다. SD 카드는 삽입만으로 대용량 저장을 추가할 수 있다는 점이 유리하다. 그러나 SSD처럼 견고한 설계는 아니어서 내구성이 USB 메모리에 비해 약할 수 있다.

• 기타 저장 매체: 그 외에도 테이프(Tape, 대용량 백업 용도)나 광학 디스크(예: DVD, Blu-ray)는 보조기억장치의 한 종류다. 테이프는 수십TB 이상의 대용량 보관이 가능하지만 접근 속도가 매우 느려 주로 장기 백업(아카이빙)에 사용된다.

각 보조기억장치는 용도에 따른 장단점이 있으며, 혼합 사용이 흔하다. 예를 들어, Kingston은 “SSD는 비휘발성 NAND 플래시 메모리로 만들어져 전력이 없어도 데이터 보존이 가능”하며, “HDD는 움직이는 부품이 많은 기계 장치로 충격·진동에 더 취약하다”라고 설명한다 (www.kingston.com). 또한 SSD는 데이터가 저장되는 위치에 상관없이 접속 속도가 일정하며 HDD의 단편화 영향을 덜 받는다고 언급한다 (www.kingston.com). 즉, HDD는 비용 대비 고용량 저장에, SSD는 속도와 신뢰성에 초점을 두는 저장방식이다.

주기억장치와 보조기억장치의 비교

주기억장치와 보조기억장치는 속도, 용량, 비용, 용도 면에서 차이가 뚜렷하다. 정리하면 다음과 같다:

• 속도: 주기억장치(RAM)의 접근 속도는 나노초(10^-9초) 단위로 매우 빠르다 (www.lenovo.com) (www.techtarget.com). 반면 일반 HDD는 수십 밀리초(10^-3초) 이상 걸린다 (www.lenovo.com) (www.greasyguide.com). 랜덤 데이터 접근 시 SSD는 수십 마이크로초, HDD는 10~20밀리초 이상의 지연이 발생하여 SSD가 HDD보다 수백~수천 배 빠르다 (www.greasyguide.com). 예컨대 윈도우 부팅 시간의 경우, HDD는 약 45초 걸리는 데 비해 SATA SSD는 16초, NVMe SSD는 12초 수준이다 (www.greasyguide.com). 이런 속도 차이는 응용프로그램 실행, 게임 로딩, 데이터 처리 성능에 직접적인 영향을 준다.

• 용량: 주기억장치는 보조기억장치에 비해 용량이 훨씬 작다 (www.geeksforgeeks.org). 일반 PC의 RAM은 보통 몇 기가바이트(8GB, 16GB 등)인 반면, 보조기억장치는 수백 GB에서 테라바이트(TB) 단위까지 제공된다. 예를 들어, 트렌드포스 조사에 따르면 2024년 평균 노트북 RAM은 약 12GB이며 (www.tomshardware.com), 보조기억장치는 통상 256GB~2TB SSD 또는 수 TB HDD가 달린다. 데이터 처리에 필요한 데이터를 메모리에 모두 올려둘 수 없는 경우, 운영체제는 보조기억장치에서 메모리로 데이터를 주기적으로 옮기는 가상 메모리(swapping) 방식을 사용하지만, 이는 속도 저하를 유발한다.

• 가격: 일반적으로 용량당 단가(cost per GB)는 보조기억장치가 훨씬 저렴하다. 예를 들어 2024년 시장에서는 4TB 하드디스크가 약 \$69 (평균 \$0.017/GB)인데 비해, 1TB SATA SSD는 \$84 (약 \$0.084/GB) 정도였다 (www.greasyguide.com). 즉 SSD는 HDD보다 용량당 가격이 대략 5배 이상 높다. 이 때문에 대용량 데이터는 HDD에 저장하고, 빠른 속도가 필요한 파일이나 프로그램을 SSD에 두는 식으로 사용된다.

• 사용 용도: 주기억장치는 실행 중인 프로그램 작업 공간에, 보조기억장치는 데이터 장기 보관에 사용된다. 예를 들어 SSDs는 운영체제 부팅 드라이브, 자주 쓰는 애플리케이션이나 게임, 고성능 작업(영상 편집, 가상 머신 등)에 주로 사용된다 (www.greasyguide.com) (www.greasyguide.com). HDDs는 대용량 미디어 파일 보관, 백업용 저장소, 거의 사용되지 않는 데이터 아카이브 등에 적합하다 (www.greasyguide.com). 한 자료에서는 “SSD는 운영체제 및 자주 쓰는 응용프로그램, 게임 저장에 최적”이며, “HDD는 영상·음원 등의 미디어 저장과 백업, 로그 파일 저장소 등에 적합”하다고 추천한다 (www.greasyguide.com) (www.greasyguide.com). 즉, 성능과 비용을 고려하여 SSD와 HDD를 혼합 사용하면 효율적이다. 일반 사용자의 노트북이나 데스크톱에서는 부팅과 프로그램용 SSD(256GB~1TB)와 데이터 저장용 HDD(1TB~2TB)를 같이 장착하는 것이 흔하다.

온라인 스토리지

온라인 스토리지(클라우드 저장)는 물리적 저장장치 없이 인터넷을 통해 데이터를 저장하는 방식이다. 구글 드라이브, 네이버 MYBOX, 카카오 네트워크 드라이브, Dropbox, AWS S3 등이 대표적인 예다. 온라인 스토리지는 별도의 하드웨어 관리 없이 어디서나 접근할 수 있어 편리하며, 보통 데이터 백업과 복구, 협업 기능을 강화한다.

• 접근성(accessibility): 인터넷만 연결되면 어떤 기기에서도 파일에 접근할 수 있다 (www.geeksforgeeks.org). 파일 업로드/다운로드와 드래그앤드롭 인터페이스를 통해 사용법이 직관적이며, 여러 장치에서 동시에 동기화할 수 있다.
• 데이터 복구 및 보안: 클라우드 제공업체는 사용자 데이터를 여러 서버와 데이터센터에 복제(replication)하여 보관한다 (www.geeksforgeeks.org). 이중화 설계로 서버 고장 시에도 데이터가 손실되지 않으며, 랜섬웨어 공격 같은 보안 위협으로부터 비교적 안전하다. 예를 들어 GeeksforGeeks는 “대다수 클라우드 스토리지 제공업체는 데이터의 다수 복사본을 유지해 뛰어난 데이터 내구성을 제공”한다고 설명한다 (www.geeksforgeeks.org).
• 공유 및 협업: 클라우드 스토리지는 파일 공유와 협업을 쉽게 해준다. 링크를 통해 손쉽게 문서나 사진을 공유할 수 있고, 구글 문서나 MS 365처럼 여러 사용자가 동시에 파일을 편집할 수도 있다.
• 단점 – 네트워크 의존성 및 보안: 모든 사용자가 인터넷에 연결되어야 하므로 네트워크 상태에 영향을 받는다. 오프라인 상태에서는 파일 접근이 불가능하며, 대용량 파일 업로드 시 속도 저하가 발생할 수 있다. 또한 데이터를 타사 서버에 저장하기 때문에 암호화나 접근 권한 관리가 중요하다. G4G는 “클라우드 솔루션은 인터넷 기반이므로 네트워크상의 공격에 취약하다”고 지적한다 (www.geeksforgeeks.org).

이처럼 온라인 스토리지는 설치가 간편하고 확장성이 크지만, 인터넷 연결이 필수라는 점과 개인정보·보안 이슈를 감안해야 한다. 그럼에도 현재는 기업과 개인 모두 구글 드라이브, 네이버 클라우드, 두나무, 네이버 MYBOX 같은 클라우드 서비스를 백업 및 협업 수단으로 많이 활용하고 있다.

결론

컴퓨터 사용자 및 시스템 설계자는 용도와 예산에 따라 적합한 메모리 조합을 선택해야 한다. 빠른 처리 성능이 중요하다면 용량이 크지 않더라도 고속의 RAM과 SSD를 늘리고, 대용량 데이터 저장이 필요하다면 상대적으로 저렴한 HDD나 클라우드를 활용한다. 예를 들어, 게이밍 PC나 그래픽 작업용 컴퓨터는 대용량 DDR4/DDR5 RAM(16~32GB 이상)과 NVMe SSD(500GB~2TB)를 사용하는 것이 일반적이다. 반면 사진·동영상 저장이나 백업 용량이 중요한 서버나 NAS는 HDD(4TB 이상 여러 대)를 우선 고려한다.

미래에는 메모리 기술의 발전으로 이 경계가 더욱 흐려질 것으로 전망된다. 이미 인텔 옵테인(3D XPoint)과 같은 비휘발성 메모리(NVDIMM)가 등장하여 RAM과 SSD 사이의 속도 차이를 줄여준다. Tom Coughlin은 2024년 보고서에서 “SSD는 AI 워크로드와 데이터센터에서 활발히 사용되고, 냉각 데이터는 HDD와 테이프로 보관된다”며, SSD와 HDD 간 비용 차이는 앞으로도 약 5배 수준으로 유지될 것으로 예측했다 (www.forbes.com) (www.forbes.com). 또한 SK하이닉스의 300+층 3D 낸드 기술, DDR5/DDR6 메모리, 차세대 SSD(HAMR HDD), 그리고 MRAM·ReRAM 같은 차세대 비휘발성 메모리가 상용화되면서 저장 장치 성능과 용량은 꾸준히 향상될 것으로 보인다. 총체적으로, 메모리 장치 선택은 속도 대 용량 대 비용의 절충이며, 미래에는 새로운 메모리 기술이 이 절충을 완화해줄 것으로 기대된다.

참고 자료

• Lenovo Korea: “컴퓨터 메모리와 스토리지란 무엇입니까?” Lenovo 코리아 교육 페이지 (www.lenovo.com).
• TechTarget (2024): “What is RAM (Random Access Memory)?” (메모리 정의) (www.techtarget.com) (www.techtarget.com).
• TechTarget (2025): “What is Read-Only Memory (ROM)?” (ROM 정의) (www.techtarget.com).
• GeeksforGeeks (2025): “Difference between RAM and ROM” (램/롬 비교) (www.geeksforgeeks.org).
• Kingston Technology (2021): “SSD와 HDD의 차이” (공식 블로그, 한국어).
• Tom’s Hardware (2023): “Analysts say average laptop RAM quota will reach 11.8GB in 2024” (TrendForce) (www.tomshardware.com).
• GeeksforGeeks (2023): “10 Advantages and Disadvantages of Cloud Storage” (클라우드 저장) (www.geeksforgeeks.org) (www.geeksforgeeks.org).
• Forbes (2024): Thomas Coughlin, “Digital Storage And Memory Projections For 2025, Part 3” (www.forbes.com) (www.forbes.com).