Что такое cas латентность в оперативной памяти
Что такое латентность оперативной памяти и что она означает?
Приветствую вас уважаемые гости! Сегодня поговорим про латентность оперативной памяти – что это такое, какая бывает, как на нее влияют тайминги и что значит это в практическом плане.
Как работает оперативная память
Структурно любая планка оперативки представляет собой своего рода матрицу, разделенную на строчки и столбцы. Каждая ячейка может иметь значение 1 (полный заряд) или 0 (полный разряд). По сути, любая такая планка – своеобразная таблица, состоящая из множества микроскопических конденсаторов.
Каждый элемент в оперативке имеет собственный уникальный адрес, по которому к нему обращаются напрямую процессор или периферические устройства.
Кроме того, конденсаторы сгруппированы по банкам, число которых зависит от плотности ячеек. На открытие строки в одном банке уходит больше времени, чем если обратиться к другому банку, так как используемую строку сначала нужно закрыть. Применяется принцип чередования строк, когда новая строка открывается в новом банке.
Что значит латентность у модуля памяти
Дословное определение этого параметра ОЗУ – «задержка», то есть время, необходимое на чтение, запись и копирование данных.
Несмотря на высокое быстродействие современных компьютеров, все действия не выполняются мгновенно. По-другому такие задержки называют таймингами и для удобства пользователей наносят такие характеристики на шильдике, который должен быть наклеен согласно нормативам(правда это, не всегда встречается). Например, так: 4-4-4-6.
Каждая цифра в этой маркировке обозначает время в миллисекундах, которое проходит перед началом выполнения команды.
Здесь идут в ряд четыре типа латентности:
Чем выше тактовая частота ОЗУ, тем больше и тайминги у нее будут.
Поэтому у современной памяти возможны значения cl 11, cl15, cl 16 и даже cl19. Например, для планки памяти DDR3 с тактовой частотой 1333 МГц оптимальным значением считается CL 9.
У ДДР4 с частотой 2800 МГц средние значения латентности 14-15. К слову, в этом случае речь идет о так называемой CAS-латентности, то есть задержке между отправкой в ОЗУ адреса столбца данных и началом передачи данных – время, необходимое для чтения первого бита.
Детальнее про значения латентности в оперативной памяти и какие из них лучше читайте скоро на блоге.
Настройка латентности
Именно данная цифра (CL) представляет наибольший интерес в практическом плане, поэтому часто в маркировке указывают только ее.
Для того, чтобы узнать более детальную информацию об интервалах задержки оперативки, приходится искать на сайте производителя ее полную спецификацию.
Информация о латентности записана в самой планке оперативной памяти в микросхеме SPD, который есть в любом модуле ОЗУ. Как правило, при сборке компьютера не нужно выполнять дополнительных настроек в BIOS: предусмотренная производителем латентность выставляется автоматически.
Все, что нужно сделать пользователю – только правильно смонтировать модули ОЗУ в подходящие слоты.
Впрочем, в случае необходимости тайминги таки можно настроить, для чего БИОС предоставляет ряд возможностей пользователю. Для этого используется функция DRAM Timings, с помощью которой можно задать значения четырех основных значений латентности.
При установке режима AUTO будут использованы настройки по умолчанию – те, на которых планка работает с оптимальной производительностью.
Самостоятельная установка таймингов может понадобиться при разгоне модуля памяти: так как наблюдается обратная взаимосвязь, меньшая латентность приводит к ускорению работы ОЗУ.
Кроме того, это может понадобиться при попытке подружить пару немного отличающихся по параметрам планок оперативной памяти, чтобы заставить их работать в двухканальном режиме. С другой стороны, увеличение задержек немного замедляет работу памяти, но делает ее более стабильной.
Такие «танцы с бубном» рекомендуется проводить пользователям, которые твердо знают, что именно они делают и зачем.
Если же вы пока не на «Ты» с компьютерным железом и еще не скоро будете в нем хорошо разбираться, рекомендую установить латентность по умолчанию. А еще советую ознакомиться с публикациями «На что влияет частота оперативной памяти» и «Что это — поддержка ECC оперативной памяти».
Напоминаю, что делясь статьями этого блога в социальных сетях, вы способствуете его продвижению, что позволит мне публиковать еще больше полезных инструкций. Чтобы не пропустить новость, подпишитесь на рассылку уведомлений по электронной почте. А на сегодня все. Всем до завтра!
Что такое и как узнать тайминги (латентность) в оперативной памяти
В этой статье мы разберемся, что такое тайминги оперативной памяти. Узнаем какие параметры латентности лучше для скорости и как их посмотреть на компьютере или ноутбуке. Поймем, как правильно подобрать и выставить тайминги оперативки и на что они влияют. Дам ссылку на калькулятор таймингов и таблицу для основных типов памяти и частот.
Обычно при выборе оперативной памяти для настольного ПК или ноутбука, мы смотрим на объём ОЗУ, тактовую частоту и тип памяти DDR для ее совместимости с материнской платой. Однако у оперативки есть еще такая характеристика, как тайминги или по научному — латентность. И вот на этот параметр обращают внимание только специалисты и продвинутые геймеры.
Да, латентность менее важна, чем объем модуля и его рабочая частота, но при грамотном подходе ее уменьшение может дать пусть и не большое, но все же ускорение работы вашего компьютера. Чем более грамотно и сбалансированно подобраны комплектующие ПК или ноутбука, тем больше может дать прироста в скорости установка памяти с меньшими таймингами.
Чем выше частота и ниже тайминги, тем быстрее работает оперативка.
Разбираемся с основными значениями таймингов
Латентность (от англ. CAS Latency сокращенно CL) в обиходе “тайминг” — это временные задержки, которые возникают при обращении центрального процессора к ОЗУ. Измеряют эти задержки в тактах шины памяти.
Чем меньше значения таймингов, тем быстрее происходит обмен данными между процессором и памятью и значит тем производительней оперативная память.
Каждая временная задержка имеет свое название и отвечает за скорость передачи определенных данных. В технических характеристиках оперативной памяти их записывают в строгой последовательности в виде трех или четырех чисел: CAS Latency, RAS to CAS Delay, RAS Precharge Time и DRAM Cycle Time Tras/Trc (Active to Precharge Delay). Сокращенно это может выглядеть так: CL-RCD-RP-RAS.
Большинство производителей указывают тайминги в маркировке на модулях памяти. Это могут быть 4 цифры, например: 9-9-9-24
, или только одна, например CL11
. В этом случае имеется ввиду первый параметр, то есть CAS Latency.
Теперь разберемся с этими задержками более подробно.
Для наглядного примера возьмем пару планок памяти DDR3 1600 Мгц по 8 Gb каждая с таймингами 11-11-11-28.
На планке памяти данная информация хранится в чипе SPD и доступна чипсету материнки. Посмотреть эту информацию можно с помощью специальных утилит, например CPU-Z или HWINFO.
Тайминги памяти в программах CPU-Z и HWINFO
CAS Latency (tCL) — самый главный тайминг в работе памяти, который оказывает наибольшее значение на скорость ее работы. В характеристиках памяти всегда стоит первым. Указывает на промежуток времени, который проходит между подачей команды на чтение/запись информации и началом ее выполнения.
Это время можно измерить в наносекундах. Для этого лучше всего воспользоваться калькулятором. Вводим частоту в Мгц (у нас это 1600) и время задержки (11). На выходе получаем, что время задержки между подачей команды на чтение/запись данных и началом ее выполнения составляет 13.75 наносекунд.
По большому счету остальные задержки малозначительны и при выборе планок памяти достаточно обращать внимание только на этот параметр.
RAS to CAS Delay (tRCD) — задержка от RAS до CAS. Время, которое должно пройти с момента обращения к строке матрицы (RAS), до момента обращения к столбцу матрицы (CAS), в которых хранятся нужные данные.
RAS Precharge Time (tRP) — интервал времени с момента закрытия доступа к одной строке матрицы и началом доступа к другой строке данных.
Row Active Time (tRAS) — пауза, которая нужна памяти, чтобы вернуться в состояние ожидания следующего запроса. Он определяет отношение интервала, в течение которого строка открыта для переноса данных (tRAS — RAS Active time), к периоду, в течение которого завершается полный цикл открытия и обновления ряда (tRC — Row Cycle time), также называемого циклом банка (Bank Cycle Time).
Command Rate — скорость поступления команды. Время с момента активации чипа памяти до момента, когда можно будет обратиться к памяти с первой командой. Часто этот параметр в маркировке памяти не указывается, но всегда есть в программах. Обычно это T1 или T2. 1 или 2 тактовых цикла.
Как изменить
Изменить тайминги можно, как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения при помощи разгона. Для этого необходима тонкая настройка частоты работы модуля и его напряжения. Путем уменьшения или увеличения частоты работы памяти, так же уменьшаются или увеличиваются тайминги. Эти параметры подбираются индивидуально для каждого модуля памяти или наборов памяти.
Вот один из комментариев к памяти, о которой я рассказывал выше ⇓
Память очень достойная! С базовой частоты 1600 mhz удалось разогнать до 2200 mhz с таймингами 11-12-12-28 на напряжении 1.65v.
Разгон по частоте составил 27%, что очень хороший результат. При этом тайминги и напряжение были повышены минимально. Такой разгон довольно заметно сказался на всей скорости работы компьютера.
Весь смысл этого действа, подобрать такие оптимальные характеристики частоты, таймингов и напряжения, чтобы модуль/модули памяти выдавали максимальную скорость работы и при этом стабильно работали в таком режиме. Это требует времени и знаний.
Так же материнка должна поддерживать разгон оперативки. Сейчас есть планки памяти со встроенным XMP профилем. В нем уже прописаны заводские параметры разгона, с которыми память может работать. Вам остается только применить нужный XMP профиль и оперативка запуститься с этими параметрами.
В штатном режиме компьютер получает все настройки оперативной памяти из SPD — микросхемы, которая распаивается на каждом модуле. Но, если есть желание добиться максимальной производительности, целесообразно попробовать изменить тайминги. Конечно, можно сразу приобрести модули с минимальными значениями задержек, но они могут стоить заметно дороже.
Настройки памяти меняются через BIOS персонального компьютера или ноутбука. Универсального ответа на вопрос, как в биосе поменять тайминги оперативной памяти не существует.
Возможности по настройке подсистемы памяти могут сильно различаться на разных материнских платах. У дешевых системных плат и ноутбуков может быть предусмотрена только работа памяти в режиме по умолчанию, а возможности выбирать тайминги оперативной памяти — нет.
В дорогих моделях может присутствовать доступ к большому количеству настроек, помимо частоты и таймингов. Эти параметры называют подтаймингами. Они могут быть полезны при тонкой настройке подсистемы памяти, например, при экстремальном разгоне.
Изменение таймингов позволяет повысить быстродействие компьютера. Для памяти DDR3 это не самый важный параметр и прирост будет не слишком большим, но если компьютер много работает с тяжелыми приложениями, пренебрегать им не стоит. В полной мере это относится и к более современной DDR4.
Заметно больший эффект может принести разгон памяти по частоте, а в этом случае тайминги весьма вероятно придется не понижать, а повышать, чтобы добиться стабильной работы модулей памяти во внештатном режиме. К слову, подобные рекомендации можно встретить при выборе памяти для новых процессоров AMD Ryzen. Тестирования показывают, что для раскрытия потенциала этих процессоров нужна память с максимальными частотами, даже в ущерб таймингам. Вот калькулятор таймингов для процессоров Ryzen.
Стоит отметить, что далеко не во всех случаях настройка подсистемы памяти даст сколько-нибудь заметный результат. Есть приложения, для которых важен только объем оперативной памяти, а тонкий тюнинг задержек даст прирост на уровне погрешности. Судя по результатам независимых тестирований, быструю память любят компьютерные игры, а также программы для работы с графикой и видео-контентом.
Нужно учитывать, что слишком сильное уменьшение задержек памяти может привести к нестабильной работе компьютера и даже к тому, что он откажется запускаться. В этом случае необходимо будет сбросить BIOS на дефолтные настройки или, если вы не умеете этого делать, придется обратиться к специалистам.
Как правильно выставить
Начать, разумеется, стоит с выяснения стандартных настроек, рекомендованных производителем для данного модуля. Как проверить тайминги оперативной памяти, мы рассмотрели ранее. Затем можно посмотреть статистику на интернет ресурсах посвященных разгону, чтобы примерно представлять, чего можно ожидать от конкретного модуля оперативной памяти.
Как отмечалось, неверные значения задержек легко могут привести к невозможности загрузки компьютера, поэтому выясните, как именно осуществляется сброс настроек BIOS. Причем, не только программно, но и аппаратно, на случай, если не будет возможности даже войти в БИОС. Информацию об этом можно найти в документации к материнской плате или в интернете.
Чтобы разобраться, как выставить тайминги оперативной памяти в биосе, обычно не требуется много времени. В первый раз может потребоваться документация, потом все будет проще.
Все изменения таймингов необходимо производить не торопясь, имеет смысл менять по одному параметру и только на такт. После этого важно проверить, сможет ли компьютер стартовать и загрузить операционную систему.
Далее стоит провести тестирование, как система поведет себя под нагрузкой. Для этого можно воспользоваться специализированными программами или просто хорошо нагрузить компьютер, например, запустит на час игру с высокими настройками графики или кодирование видеофайла высокого разрешения. Если компьютер работает стабильно, можно понизить тайминги еще на один такт. Если происходят зависания, появляются сообщения о системных ошибках или программы аварийно завершаются, то нужно отменить изменения и вернуться на такт назад.
Разобравшись, как уменьшить правильно тайминги оперативной памяти ddr3 и более современной ddr4 не стоит сразу приступать к экспериментам. Сначала стоит определить, исходя из особенностей вашего «железа», что предпочтительней: повысить частоты или понизить задержки. Сейчас в большинстве случаев большего эффекта можно достичь за счет повышения тактовых частот.
Что больше влияет на скорость работы оперативной памяти — более низкие тайминги или более высокая частота
Самое важное, что вы должны понять и запомнить, чтобы разобраться в этом вопросе раз и навсегда, это то, что ПРИ ПОВЫШЕНИИ ЧАСТОТЫ, НА КОТОРОЙ РАБОТАЕТ МОДУЛЬ ОЗУ, АВТОМАТИЧЕСКИ ПОВЫШАЮТСЯ И ЗАДЕРЖКИ ПАМЯТИ. При понижении частоты, они уменьшаются. Это хорошо видно при сравнении планок памяти разных поколений.
Для сравнения скорости работы, возьмем два разных типа оперативки. Более старого DDR3 и современного DDR4.
Сравнение таймингов у оперативной памяти DDR4 и DDR3
Сравнить скорость разных модулей ОЗУ в наносекундах можно с помощью формулы ⇓
Тайминг*2000/частоту памяти. Например планка DDR4 с таймингом CL16 будет работать со скоростью 16*2000/3000=10.6 nanosec, а DDR3 с таймингом CL9 со скоростью 9*2000/1600=11.25 nanosec.
Как видно из примера частота работы памяти тоже очень важна. У DDR3 латентность намного ниже, чем у DDR4, но частота работы модуля DDR4 заметно выше DDR3. Хоть не намного, но DDR4 опережает DDR3 по скорости работы. Так же у него еще и большая пропускная способность. У будущей DDR5 я думаю разница в скорости будет еще больше.
Выходит, что тактовая частота оперативки влияет на производительность в большей степени, чем более низкие тайминги. Конечно, если выбор стоит между планками с одинаковой частотой, то лучше выбрать ту, у которой меньшие задержки.
Если кто-то хочет более серьезно разобраться с этим вопросом, вот ссылочка на таблицу по таймингам в Гуглдокс.
Стоит учитывать тайминги и при выборе модулей памяти для многоканального режима. Оптимальным решением будет покупка готового комплекта в котором все планки имеют идентичны характеристики. Если такой возможности нет, то стоит искать модули у которых не только совпадает тактовая частота и организация чипов, но и будут одинаковые тайминги.
Факты
С точки зрения пользователя, информация о таймингах позволяет примерно оценить производительность оперативной памяти до её покупки.
Во времена оперативки DDR и DDR2, таймингам придавалось большое значение, поскольку кэш процессоров был значительно меньше, чем сейчас и приходилось часто обращаться к памяти.
Современные центральные процессоры имеют большие L2 и L3 кэш, что позволяет им гораздо реже обращаться к памяти. В случае маленьких программ, их данные могут целиком помещается в кэш процессора и тогда обращение к памяти вовсе не требуется.
Значения латентности в оперативной памяти и какие из них лучше?
Всем привет дорогие гости блога! В сегодняшней публикации давайте разберем, какая латентность оперативной памяти лучше и на что влияет этот параметр. Разбирать сам термин и как именно работает ОЗУ здесь мы не будем – все это можно найти в одном из предыдущих постов.
На что влияет латентность
Логично предположить, что раз латентность – это задержка, то и чем она меньше, тем шустрее будет работать компьютер и тем меньше будет простаивать процессор между тактами, необходимыми модулю памяти на подготовку к следующему циклу перезаписи.
Это актуально, в случае домашнего ПК – игровой станции или медиацентра. В случае с сервером, важна, в первую очередь, стабильность работы. В таких случаях часто жертвуют быстродействием в угоду надежности, поэтому монтируют оперативку с таймингами побольше.
Какое значение лучше
Величина таймингов напрямую зависит от частоты оперативной памяти – чем она выше, тем больше будут задержки в работе.
Например, в оперативке DDR4 тактовая частота выше, чем в DDR3, соответственно больше тайминги.
Однако при этом выше еще и пропускная способность и некоторые другие важные параметры, поэтому предпочтительнее все таки формат ДДР4. 
Сравнивать следует планки одного поколения, если возникла идея выжать из собираемого компьютера максимум возможностей. Таким образом, однозначно можно утверждать:
Что нужно учитывать при выборе латентности
Однако не все так однозначно, так как при сборке нового компа часто все упирается в бюджет. Да, за красивые и эффективные циферки приходится переплачивать, причем иногда существенно: например, разница у модулей памяти с cl9 и cl11 может достигать несколько десятков долларов.
Также не следует забывать, что для большей производительности лучше брать не одну планку памяти большого объема, а две поменьше, чтобы запустить их в двухканальном режиме.
Такое техническое решение оправдано с точки зрения увеличения производительности оперативки, приблизительно на 25%. Покупать следует модули памяти с абсолютно идентичными или очень близкими показателями латентности, иначе двухканальный режим попросту не активируется.
Учитывайте это и при апгрейде компа, выбирая дополнительную планку оперативки. О том, что такое латентность, можно почитать здесь.
На что влияет латентность в играх
Как вы, вероятно, помните из моих постов на эту тему, оперативка хранит промежуточные данные приложений, в том числе игр. В случае с играми это отрендеренные видеокартой 3D объекты – персонажи и окружающая обстановка, а также данные об их состоянии.
В теории, чем меньше латентность, тем ниже вероятность лагов и фризов, в том числе микроскопических, проявляющихся в падении ФПС на несколько пунктов – например, при резком повороте камеры или одновременном скоплении большого количества персонажей на небольшом участке.
На практике же многое зависит от разработчиков, а точнее от того, насколько удачно они оптимизировали игру.
В качестве каноничного примера сольной игры могу привести неплохую во всех отношениях РПГ Kingdom Come: Deliverance. В ней разработчики что-то намудрили с использованием оперативной памяти, поэтому она используется не вся. Как следствие – резкие просадки ФПС в самые неожиданные моменты даже на мощном компе.
В качестве примера многопользовательской игры, на ум сразу же приходит Albion Online – игра, скажем так, с не самой передовой графикой, которую зато можно запустить на слабом ПК.
Особенность проекта в том, что здесь отсутствуют инстансы в принципе – все игроки играют на единственном сервере и единственном канале, поэтому в крупных городах в прайм-тайм из-за колоссального количества персонажей, большинство которых гоняет туда-сюда, можно наблюдать настоящее слайд-шоу: ФПС проседает так, что иногда и поторговать невозможно.
В этом случае от латентности оперативки уже ничего не зависит: она попросту захлебывается под таким потоком изменяющихся данных.
Также советую ознакомиться с публикациями «На что влияет частота оперативной памяти» и «Что такое Яндекс Маркет и как им пользоваться». Буду признателен всем, кто поделится этим постом в социальных сетях. До завтра!
Тайминги
Введение
Модули памяти DDR и DDR2 классифицируются по максимальной частоте, на которой они могут работать. Но, помимо частоты, есть и другие параметры, определяющие производительность памяти – это тайминги. Тайминги – это числа, такие как 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 или 2-2-2-5, чем меньше числа, тем лучше. Давайте разберемся, что обозначает каждая цифра этих чисел.
Модули памяти DDR и DDR2 маркируются по классификации DDRxxx/PCyyyy.
Второе число – yyyy – указывает максимальную скорость передачи данных в МБ/с.
Максимальная скорость передачи данных у модулей DDR400 равна 3200 МБ/с, следовательно, их маркируют PC3200. Модули DDR2-667 передают данные со скоростью 5336 МБ/с, и их маркируют как PC2-5400. Как видите, после “DDR” или «PC» мы ставим цифру «2», чтобы указать, что речь идет о памяти DDR2, а не DDR.
Первая классификация – DDRxxx – является стандартной для классификации чипов памяти, вторая – PCyyyy – для модулей памяти. На рисунке 1 представлен модуль памяти PC2-4200 компании Corsair, который сделан на чипах DDR2-533.
Модуль памяти DDR2-533/PC2-4200
Максимальную рабочую частоту модуля памяти можно рассчитать по следующей формуле:
максимальная теоретическая скорость передачи данных = тактовая частота x число битов / 8
Так как DIMM модули передают одновременно 64 бита, то “число битов” будет 64. Так как 64 / 8 равно 8, то эту формулу можно упростить:
максимальная теоретическая скорость передачи данных = тактовая частота x 8
Если модуль памяти установлен в компьютере, шина памяти которого работает на более низкой тактовой частоте, то максимальная скорость передачи данных у этого модуля памяти будет ниже его максимальной теоретической скорости передачи данных. На практике непонимание этого факта встречается довольно часто.
Например, Вы купили 2 модуля памяти DDR500/PC4000. Даже при том, что они маркированы как DDR500, в вашей системе они не будут автоматически работать на частоте 500 МГц. Это максимальная тактовая частота, которую они поддерживают, но она не всегда совпадает с той тактовой частотой, на которой они будут работать. Если Вы установите их в обычный персональный компьютер, поддерживающий модули DDR, то эти модули памяти будут работать на частоте 400 МГц (DDR400) – максимальной частоте стандарта DDR. При этом максимальная скорость передачи данных будет равна 3200 МБ/с (или 6400 МБ/с, если модули памяти работают в двухканальном режиме). Таким образом, модули не будут автоматически работать на частоте 500 МГц, и не достигнут скорости передачи данных в 4000 МБ/с.
Зачем же, в таком случае, такие модули покупают? Для разгона. Так как изготовитель гарантирует, что эти модули могут работать на частотах до 500 МГц, Вы знаете, что можно поднять частоту шины памяти до 250 МГц, и таким образом увеличить быстродействие компьютера. Но это можно будет сделать при условии, что материнская плата компьютера поддерживает такой разгон. Поэтому, если Вы не хотите «разгонять» свой компьютер, то бесполезно покупать модули памяти с маркировкой по тактовой частоте выше, чем обычная частота шины памяти материнской платы.
Для среднего пользователя этой информации о модулях памяти DDR/DDR2 достаточно. Продвинутому же пользователю нужно знать ещё об одной характеристике: темповости работы памяти, или, как ещё называют совокупность временных параметров работы памяти – тайминги, задержки или латентность. Рассмотрим эти параметры модулей памяти подробнее.
Тайминги
Именно из-за разницы в таймингах, 2 модуля памяти, имеющие одну и ту же теоретическую максимальную скорость передачи данных, могут иметь разную пропускную способность. Почему так может быть, если оба модуля работают на одной и той же частоте?
Для выполнения каждой операции чипу памяти нужно вполне определенное время – тайминги как раз и определяют это время, выраженное в количестве циклов тактовой частоты шины памяти. Приведем пример. Рассмотрим самый известный параметр, который называют CAS Latency (или CL, или «время доступа»), который указывает, через сколько тактовых циклов модуль памяти выдает запрошенные центральным процессором данные. Модуль памяти с CL 4 запоздает с ответом на 4 тактовых цикла, тогда как модуль памяти с CL 3 запаздывает на 3 тактовых цикла. Хотя оба модуля могут работать на одной и той же тактовой частоте, второй модуль будет работать быстрее, поскольку он будет выдавать данные быстрее, чем первый. Эта проблема известна под названием «время ожидания».
Тайминги памяти обозначаются рядом чисел, например, так: 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 или 2-2-2-5. Каждое из этих чисел указывают, за сколько тактовых циклов память выполняет определенную операцию. Чем меньше эти числа, тем быстрее память.
DDR2 модуль памяти с таймингами 5-5-5-15
Числа таймингов указывают параметры следующих операций: CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD. Чтобы было понятнее, представьте себе, что память организована в виде двумерной матрицы, где данные хранятся на пересечении строк и столбцов.
CL: CAS Latency – время, проходящее с момента посыла команды в память до начала ответа на этот запрос. То есть это время, которое проходит между запросом процессора некоторых данных из памяти и моментом выдачи этих данных памятью.
tRCD: задержка от RAS до CAS – время, которое должно пройти с момента обращения к строке матрицы (RAS), до момента обращения к столбцу матрицы (CAS), в которых хранятся нужные данные.
tRP: RAS Precharge – интервал времени с момента закрытия доступа к одной строке матрицы и началом доступа к другой строке данных.
tRAS – пауза, которая нужна памяти, чтобы вернуться в состояние ожидания следующего запроса.
CMD: Скорость поступления команды (Command Rate) – время с момента активации чипа памяти до момента, когда можно будет обратиться к памяти с первой командой. Иногда этот параметр не указывается. Обычно это T1 (1 тактовый цикл) или T2 (2 тактовых цикла).
Обычно у пользователя есть 2 возможности. При конфигурации компьютера использовать стандартные тайминги памяти. В большинстве случаев для этого при настройке материнской платы в пункте конфигурации памяти нужно выбрать параметр «авто». Можно также вручную сконфигурировать компьютер, выбрав более низкие тайминги, что может увеличить производительность системы. Нужно заметить, что не все материнские платы позволяют изменять тайминги памяти. Кроме того, некоторые материнские платы могут не поддерживать очень низкие тайминги, из-за чего они могут сконфигурировать ваш модуль памяти так, что он будет работать с более высокими таймингами.
Конфигурирование таймингов памяти в настройках материнской платы
При разгоне памяти может случиться так, что для того, чтобы система работала устойчиво, вам, возможно, придется в настройках увеличить тайминги работы памяти. Вот здесь-то и могут быть очень интересные ситуации. Даже при том, что частота памяти будет поднята, из-за увеличения задержек в работе памяти её пропускная способность может уменьшиться.
В этом ещё одно преимущество скоростных модулей памяти, ориентированных на разгон. Помимо гарантии работы модуля памяти на маркированной тактовой частоте, изготовитель также гарантирует, что при этом Вы сможете сохранить паспортные тайминги модуля.
Возвращаясь к примеру с модулем памяти DDR500/PC4000 – даже при том, что с модулями DDR400/PC3200 Вы сможете достичь частоты в 500 МГц (250 МГц x2), для них, возможно, придется увеличить тайминги, в то время как для модулей DDR500/PC4000 изготовитель гарантирует, что Вы сможете достичь 500 МГц, сохранив указанные в маркировке тайминги.
Далее – рассмотрим в деталях все параметры, из которых состоят тайминги.
CAS Latency (CL)
Как уже упоминалось выше, CAS Latency (CL) является очень важным параметром памяти. Он указывает, сколько тактовых циклов нужно памяти для выдачи запрашиваемых данных. Память с CL = 3 задержится с ответом на 3 тактовых цикла, а память с CL = 5 сделает то же самое только через 5 тактовых циклов. Таким образом, из двух модулей памяти, работающих на одной и той же тактовой частоте, тот модуль, у которого CL меньше, будет быстрее.
Обратите внимание, что здесь под тактовой частотой имеется в виду реальная тактовая частота, на которой работает модуль памяти – то есть половина указываемой частоты. Так как память DDR и DDR2 за один тактовый цикл может выдавать данные 2 раза, то для них указывается двойная реальная тактовая частота.
На рисунке 4 показан пример работы CL. На нем приведены 2 примера: для модуля памяти с CL = 3 и модуля памяти с CL = 5. Синим цветом обозначена команда «читать».
Память с CL = 3 обеспечивает 40% преимущество по времени ожидания по сравнению с памятью с CL = 5, считая, что они обе работают на одной тактовой частоте.
Можно даже вычислить время задержки, после которого память начнет выдавать данные. Период каждого тактового цикла можно легко вычислить по следующей формуле:
Таким образом, период одного тактового цикла памяти DDR2-533, работающей на частоте 533 МГц (частота шины – 266,66 МГц) равен 3,75 нс (нс = наносекунда; 1 нс = 0,000000001 с). Имейте в виду, что при расчетах нужно использовать реальную тактовую частоту, которая равна половине номинальной частоты. Таким образом, память DDR2-533 задержит выдачу данных на 18,75 нс, если CL =5, и на 11,25 нс, если CL =3.
Память SDRAM, DDR и DDR2 поддерживает пакетный режим выдачи данных, когда задержка перед выдачей следующей порции данных составляет всего один тактовый цикл, если эти данные располагаются по адресу, следующему за текущим адресом. Поэтому, в то время как первые данные выдаются с задержкой на CL тактовых циклов, следующие данные будут выдаваться сразу же за первыми, не задерживаясь ещё на CL циклов.
Задержка от RAS до CAS (RAS to CAS Delay [tRCD])
Каждый чип памяти внутренне организован как двумерная матрица. В каждом пересечении строк и столбцов имеется маленький конденсатор, который отвечает за сохранение “0” или “1” – единиц информации, или данных. Процедура доступа к хранящимся в памяти данным состоит в следующем: сначала активируется строка с нужными данными, затем столбец. Эта активация происходит по двум контрольным сигналам – RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe). Чем меньше временной интервал между этими двумя сигналами, тем лучше, поскольку данные будут считываться быстрее. Это время называется задержкой от RAS до CAS (RAS to CAS Delay [tRCD]). Это иллюстрирует рисунок 5 – в данном случае для памяти с tRCD = 3.
RAS to CAS Delay (tRCD)
Как видите, задержка от RAS до CAS является также числом тактовых циклов, проходящих с момента прихода команды “Active” (активировать) до команды «чтение» или «запись».
Как и в случае с CAS Latency, RAS to CAS Delay имеет дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память, так как в этом случае чтение или запись данных начинается быстрее.
RAS Precharge (tRP)
После получения данных из памяти, нужно послать в память команду Precharge, чтобы закрыть строку памяти, из которой считывались данные, и разрешить активацию другой строки. RAS Precharge time (tRP) – временной интервал между командой Precharge и моментом, когда память сможет принять следующую команду активации – Active. Как мы узнали в предыдущем разделе, команда “active” запускает цикл чтения или записи.
На рисунке 6 приведен пример для памяти с tRCD = 3.
Как и в случае с другими параметрами, RAS Precharge имеет дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память, так как в этом случае команда “active” поступает быстрее.
Суммируя рассмотренное выше, получаем, что время, которое проходит с момента выдачи команды Precharge (закрыть строку и …) до фактического получения данных процессором равно tRP + tRCD + CL.
Другие параметры
Рассмотрим 2 других параметра – Active to Precharge Delay (tRAS) и Command Rate (CMD). Как и в случае с другими параметрами, эти 2 параметра имеют дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше эти параметры, тем быстрее память.
Active to Precharge Delay (tRAS): если в память поступила команда “Active”, то следующая команда “Precharge” не будет восприниматься памятью, пока не пройдет время равное tRAS. Таким образом, этот параметр определяет временной предел, после которого память может начать считывать (или записывать) данные из другой строки.
Command Rate (CMD) – отрезок времени с момента активации чипа памяти (прихода сигнала на вывод CS – Chip Select [выбор чипа]) до того как чип сможет принять какую-нибудь команду. Этот параметр обозначается буквой “T” и может принимать значения 1Т или 2T – 1 тактовый цикл или 2 тактовых цикла, соответственно.