cas latency что это такое

Что такое тайминги оперативной памяти?

Здравствуйте, дорогие друзья. С вами Артём.

Что такое тайминги оперативной памяти? Вот об этом и сегодня и поговорим.

Видео версия статьи:

Тайминги, как и другая полезная информация маркируется на корпусе планки оперативной памяти.

Тайминги состоят из группы цифр.

На некоторых планках тайминги указаны полностью, а на других указывается только CL задержка.

Тайминги указаны полностью

Указание только CL, а данном случае CL9

Что такое CL тайминг вы узнаете по ходу статьи.

В этом случае полный список таймингов можно узнать на сайте производителя планки, по номеру модели.

Любая оперативная память DDR (1,2,3,4) имеет одинаковые принципы работы.

Память имеет определённую частоту работы в МГц и тайминги.

Чем тайминги меньше, тем быстрее процессор может получить доступ к ячейкам памяти на микросхемах.

Соответственно получаются меньше задержек при считывании и записи информации в оперативную память.

Наибольшее распространение получил тип памяти DDR SDRAM, который имеет ряд особенностей.

Частоты:

С контроллером памяти она (память) общается на частоте в половину меньшей, чем та, которая указана на маркировке плашки оперативной памяти.

Например, DDR3 работающая на частоте 1866 МГц в диагностических программах, например, CPU-Z будет отображена как 933 МГц.

Эффективная частота оперативной памяти

Так что на корпусе планки оперативной памяти указывается эффективная частота работы памяти, тогда как в реальности, частоты работы в два раза ниже.

Линии адреса, данных и управления передаются по одной шине в обе стороны, что и позволяет говорить об эффективной частоте работы оперативной памяти.

Данные передаются по 2 бита на один синхроимпульс, как по фронту, так и по спаду тактового импульса, что и удваивает эффективную частоту работу памяти.

P.S. Частота оперативной памяти складывается из коэффициента умножения (множителя) на частоту системной шины.

Например, частота системной шины процессора 200 МГц (какой ни будь Pentium 4), а множитель=2, то результирующая частота памяти будет 400 МГц (800 МГц эффективная).

Это значит, что для разгона оперативной памяти, нужно разогнать процессор по шине (либо выбрать нужный множитель памяти).

Для новых платформ (LGA 1151 и так далее) всё несколько проще, доступен расширенный список множителей.

P.S. Все манипуляции по частотам, таймингам и напряжениям производятся в BIOS (UEFI) материнской платы.

Тайминги:

Модули памяти, работающие на одной и той же частоте, но имеющие разные тайминги в тоге могут иметь разную итоговую скорость работы.

Тайминги указывают на количество тактовых импульсов, для выполнения микросхемой памяти той или иной операции. Например, поиска определённой ячейки и записи в неё информации.

Сама же тактовая частота определяет с какой скоростью в Мегабайтах в секунду будут идти операции чтения/записи, когда чип уже готов выполнить команду.

Тайминги обозначаются цифрами, например, 10-11-10-30.

DDR3 1866 МГц 9-9-9-10-28 будет быстрее чем DDR3 1866 МГц 10-11-10-30.

Если обратиться к базовой структуре ячейки памяти, то получится вот такая табличная структура.

Структура оперативной памяти

То есть структура строк и столбцов, по номеру которых можно обратиться к тому или иному байту памяти, для чтения или записи данных.

Что же конкретно обозначают цифры таймингов?

Обратимся к примеру, выше DDR3 1866 МГц 10-11-10-30.

Цифры по порядку:

10 – это CAS Latency (CL)

Одна из важнейших задержек (таймингов). От него в большей степени будет зависеть скорость работы оперативной памяти.

Чем меньше первая цифра из таймингов, тем она быстрее.

CL указывает на количество тактовых циклов, необходимых для выдачи запрашиваемых данных.

На рисунке ниже вы видите пример с CL=3 и CL=5.

Что такое тайминги CAS Latency (CL)

В результате память с CL=3 на 40% быстрее выдаёт запрашиваемые данные. Можно даже посчитать задержку в нс (наносекунда = 0,000000001 с).

Чтобы вычислить период тактового импульса для оперативной памяти DDR3 1866 МГц, нужно взять её реальную частоту (933 МГц) и воспользоваться формулой:

T = 1 / f

1/933 = 0,0010718113612004 секунды ≈ 1,07 нс.

1,07*10(CL) = 10,7 нс. Таким образом для CL10 оперативная память задержит выдачу данных на 10,7 наносекунды.

P.S. Если последующие данные располагаются по адресу следующему за текущем адресом, то данные не задерживаются на время CL, в выдаются сразу же за первыми.

11 – это RAS to CAS Delay (tRCD)

Сам процесс доступа к памяти сводится к активации строки, а затем столбца с нужными данными. Данный процесс имеет два опорных сигнала – RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe).

Также величина этой задержки (tRCD) является числом тактов между включением команды «Активировать (Active)» и командой «Чтение» или «Запись».

Что такое тайминги RAS to CAS Delay (tRCD)

Чем меньше задержка между первым и вторым, тем быстрее происходит конечный процесс.

10 – это RAS Precharge (tRP)

После того как данные получены из памяти, нужно послать специальную команду Precharge, чтобы закрыть строку памяти из которой считывались данные и разрешить активацию другой строки с данными. tRP время между запуском команды Precharge и моментом, когда память может принять следующую команду «Active». Напомню, что команда «Active» запускает цикл чтения или записи данных.

Чем меньше эта задержка, тем быстрее запускается цикл чтения или записи данных, через команду «Active».

Что такое тайминги RAS Precharge (tRP)

P.S. Время которое проходит с момента запуска команды «Precharge», до получения данных процессором складывается из суммы tRP + tRCD + CL

30 – это Cycle Time (tRAS) Active to Precharge Delay.

Если в память уже поступила команда «Active» (и в конечном итоге процесс чтения или записи из конкретной строки и конкретной ячейки), то следующая команда «Precharge» (которая закрывает текущую строку памяти, для перехода к другой) будет послана, только через это количество тактов.

То есть это время, после которого память может приступить к записи или чтению данных из другой строки (когда предыдущая операция уже была завершена).

Есть ещё один параметр, который по умолчанию никогда не изменяется. Разве что при очень большом разгоне памяти, для большей стабильности её работы.

Command Rate (CR, либо CMD), по умолчанию имеет значение 1T – один такт, второе значение 2T – два такта.

Command Rate (CR) оперативной памяти

Это отрезок времени между активацией конкретного чипа памяти на планке оперативной памяти. Для большей стабильности при высоком разгоне, часто выставляется 2T, что несколько снижает общую производительность. Особенно если плашек памяти много, как и чипов на них.

В этой статье я постарался объяснить всё более-менее доступно. Если, что, то всегда можно перечитать заново:)

Если вам понравился видео ролик и статья, то поделитесь ими с друзьями в социальных сетях.

Чем больше у меня читателей и зрителей, тем больше мотивации создавать новый и интересный контент:)

Также не забывайте вступать в группу Вконтакте и подписываться на YouTube канал.

YouTube канал Обзоры гаджетов

До встречи в следующих публикациях и роликах. Пока пока:)

Источник

Про тайминги популярно

Про тайминги популярно.
Статья рассказывает о таймингах и их применении, и призвана детально объяснить значение этого термина.

В форумах, да и в статьях, посвященных обзорам компьютерных комплектующих с собственной оперативной памятью, нередко видишь упоминания про тайминги. Их огромное количество. Поначалу у новичка даже глаза разбегаются. А опытный человек часто просто оперирует понятиями, иногда совершенно не догадываясь, что они означают. В данной статье я постараюсь восполнить этот пробел.

Про тайминги популярно.
Статья рассказывает о таймингах и их применении, и призвана детально объяснить значение этого термина.

В форумах, да и в статьях, посвященных обзорам компьютерных комплектующих с собственной оперативной памятью, нередко видишь упоминания про тайминги. Их огромное количество. Поначалу у новичка даже глаза разбегаются. А опытный человек часто просто оперирует понятиями, иногда совершенно не догадываясь, что они означают. В данной статье я постараюсь восполнить этот пробел.

Итак, алгоритм считывания данных из памяти таков:

1)выбранный банк активируется подачей сигнала RAS;
2)данные из выбранной строки передаются в усилитель, причем на передачу данных необходима задержка (она называется RAS-to-CAS);
3)подается сигнал CAS для выбора слова из этой строки;
4)данные передаются на шину (откуда идут в контроллер памяти), при этом также происходит задержка (CAS Latency);
5)следующее слово идет уже без задержки, так как оно содержится в подготовленной строке;
6)после завершения обращения к строке происходит закрытие банка, данные возвращаются в ячейки и банк перезаряжается (задержка называется RAS Precharge).

Как видите, для совершения некоторых операций системе нужны задержки, иначе она не успеет считать выбранные данные или, например, перезарядить банк. Эти задержки и называются таймингами.

Заглянув в BIOS
Для оперативной памяти существует громадное количество задержек. Достаточно заглянуть в любое описание памяти. Но основные можно увидеть в диагностической утилите CPU-Z или в BIOS. Познакомимся поподробнее с каждым из них. Для разгона, конечно, нужно уменьшить время задержек, поэтому чем их значения меньше, тем быстрее работает система. Впрочем, о разгоне поговорим позже. В разных источниках названия могут меняться, поэтому надо смотреть на краткое обозначение.
Возьмем, для примера, скриншот из программы CPU-Z.

RAS# to CAS# Delay (Trcd)
Число тактов, необходимых для поступления данных в усилитель. (п.2 алгоритма) Другими словами, это временной интервал между командами RAS и CAS, поскольку архитектура SDRAM не позволяет подавать их одновременно.

RAS# Precharge (TRP)
Время, необходимое на перезарядку ячеек памяти после закрытия банка (п.6)

Row Active Time (TRAS)
Время, в течение которого банк остается открытым и не требует перезарядки. Изменяется вместе со следующим параметром.

Это основные тайминги, которые позволяет выставить большинство материнских плат. Однако поясню и другие.

DRAM Idle Timer
Время простаивания открытой страницы для чтения из нее данных.

Row to Column (Read/Write) (Trcd, TrcdWr, TrcdRd)
Данный параметр связан с параметром RAS-to-CAS (Trcd) и является как бы его уточнением, поскольку вычисляется по формуле Trcd(Wr/Rd) = RAS-to-CAS delay + rd/wr command delay. Второе слагаемое определяет задержку на выполнение записи/чтения. Но эта величина нерегулируемая, и изменить её нельзя. Поэтому её часто именуют просто RAS-to-CAS Delay.

Перечисленные параметры могут показаться нагромождением букв и цифр, но я уверяю, если вы заглянете хотя бы в один даташит (ближе к его концу), то быстро во всем разберетесь.

Тайминги видеокарт
В начале статьи я не зря упоминал про устройства с собственной оперативной памятью. Таковым явяется и видеокарта. И у этой памяти тоже есть тайминги достаточно заглянуть в раздел Timings популярной программы ATI Tray Tools.

Здесь возможностей для их изменения гораздо больше. Однако при заглядывании в даташит мы можем серьёзно озадачиться:

Здесь приведены ключевые, по мнению разработчиков памяти, параметры.
Поначалу кажется, что разработчики программы так не думают. Например, в ней нет тайминга tDAL, и ни в одном даташите нет таймингов tW2R, tR2R. Здесь я постараюсь объяснить значения таймингов для твикера и для даташита. Тайминги могут повторяться с приведенными выше. Их обозначения могут дополняться. Итак, начнем.

Write Latency (tWL)
Количество тактов, необходимое для произведения операции записи в память.

CAS Latency (tCL)
Задержка данных перед выдачей на шину. Подробнее см. выше. на пункт CAS Latency оперативной памяти.

CMD Latency
Задержка между подачей команды на память и ее приемом.

Strobe Latency
Задержка при посылке строб-импульса (селекторного импульса).

Activate to Read/Write, RAS to CAS Read/Write Delay, RAW Address to Column Address for Read/Write (tRCDRd/tRCDWr)
Повторюсь здесь еще раз. Для видеокарт это объяснение справедливей.
Данный параметр связан с параметром RAS-to-CAS (Trcd) и является как бы его уточнением, поскольку вычисляется по формуле Trcd(Wr/Rd) = RAS-to-CAS delay + rd/wr command delay. Второе слагаемое определяет задержку на выполнение записи/чтения. Но эта величина нерегулируемая, и изменить её нельзя. Поэтому её часто именуют просто RAS-to-CAS Delay.

Row Precharge Time, Precharge to Activate, RAS# Precharge (tRP)
Время перезарядки ячеек после закрытия банка.

Activate to Precharge, Row Active Time (tRAS)
Время, в течение которого банк остается открытым и не требует перезарядки.

Activate to Activate, Row Active to Row Active (tRRD)
Задержка между активациями различных рядов

Auto Precharge Write Recovery + Precharge Time (tDAL)
Загадочный даташитный тайминг tDAL вызывал в формуах много споров, что он обозначает, однако в одном из документов JEDEC черным по белому написано следующее:

Write to Read Turnaround Time for Same Bank (tW2RSame Bank)
Аналогичная предыдущей процедура, отличающаяся от нее только тем, что действие происходит в том же банке. Особенность задержки в том, что процедура записи, естественно, не может быть больше промежутка до перезарядки банка (tWR), то есть заканчиваться во время перезарядки.

Read to Read Turnaround Time (tR2R)
Задержка при прерывании операции чтения операцией чтения из другого банка.

Row Cycle Time, Activate to Activate/Refresh Time, Active to Active/Auto Refresh Time (tRC)
Время для автоматической подзарядки. Встречается в даташитах.

Auto Refresh Row Cycle Time, Refresh to Activate/Refresh Command Period, Refresh Cycle Time, Refresh to Active/Refresh Comand Period (tRFC)
Минимальный промежуток между командой на подзарядку (Refresh) и либо следующей командой на подзарядку, либо командой на активацию.

Memory Refresh Rate
Частота обновления памяти.

Практика
Итак, мы рассмотрели основные тайминги, которые могут чаще всего встретиться нам в программах или даташитах. Теперь, для полной картины, я расскажу, чем полезны тайминги в разгоне.

Я же решил исследовать влияние таймингов на своей системе.
Итак, вот она:

Система была оставлена «как есть». Видеокарта также не разгонялась. Испытания проводились в двух тестовых пакетах и в одной игре:

3DMark 2001 patch 360, так как оценивает разгон каждого элемента системы, а не только видеокарты

«Оверклокерская» для своего времени память NCP и сей раз не дала промаху и позволила запуститься на частоте 143МГц с таймингами 2-2-2-7! Но поменять последний параметр (Tras) память не дает ни по какому поводу, только с уменьшением частоты. Впрочем, это не самый важный параметр.

Как видите, понижение таймингов дает прирост производительности около 10%. И если на моей системе это не так заметно, то на более мощной различие уже становится очевидным. А если поменять еще тайминги на видеокарте, где разгон часто упирается не в память, а как раз в задержки, то труд будет более чем оправдан. А что именно меняете, теперь вы уже знаете.

Источник

Начну с первого поколения DDR, которое появилось ровно 20 лет назад в 2001 году. Как первое поколение Double Data Rate памяти, её частоты понемногу росли год от года. И к 400 МГц или спецификации DDR400 (PC-3200) первое поколение этого типа памяти можно считать, что созрело.

реклама

DDR1 использовалась с Pentium 4, c Athlon XP и даже Athlon 64 первой волны, которые устанавливались в Socket 754 и 939. Были, естественно, и оверклокерские модули памяти с частотой, превышающей 400 МГц. Память, под конец своего развития, доросла до 600 и в отдельных случаях до 700 МГц.

Нормальными и быстрыми таймингами считались цифры 2-2-2-5 на 400 МГц. Память чуть похуже или золотая середина работала с таймингами 2.5-3-3-5, а вся остальная или медленная на всех тройках: 3-3-3-6. Я нашел в интернете несколько скриншотов работы скоростной памяти на частоте 500 и 700 МГц. Посмотрите на её латентность.

реклама

С 2004 года начала появляться память второго поколения. За пару лет она достигла своих зрелых частот и её стандартной и эффективной частотой работы можно назвать 800 МГц. Конечно, как и с DDR1 производители скоростных комплектов не сидели сложа руки, появились наборы, работающие на 1066 МГц, 1200 и даже 1300 МГц. Скоростные модули памяти на 800 МГц работали с таймингами 4-4-4-12, а подавляющее большинство уже на всех пятерках 5-5-5-18. Третий сорт довольствовался шестерками соответственно.

реклама

На 800 МГц при таймингах 5-5-5-18 латентность составляет 82.5 нс, но в некоторых случаях она доходила до 90 и даже 100 нс. На 1000 МГц ситуация несколько улучшалась и можно было надеяться на цифры менее 70 нс.

В 2008 году появились первые планки памяти стандарта DDR3. Сначала их примерили процессоры на Intel Socket 775, а затем и AMD AM3. Стартовало третье поколение DDR памяти с 800 МГц, хотя более распространенными были 1066 и 1333 МГц планки. Для таких частот нормальными таймингами считались 9-9-9-24.

С появлением народных процессоров нового поколения Sandy Bridge частота DDR3 памяти подросла до 2133 МГц. На такой частоте самые скоростные модули работали на 7 и 8-х, а подавляющее большинство на 9 и 10.

реклама

Sandy Bridge вернул латентность в прежнее русло и она стала меньше 50 нс. Потом появились Ivy Bridge, Haswell, где частота выросла до 2800, 3000 и в отдельных случаях до 3200 МГц. Для таких частот тайминги подросли до значений 12-12-12.

На 2600 МГц память стандарта DDR3 с таймингами 11-12-11-32 демонстрирует латентность порядка 40.6 нс.

С 2014 года началось шествие нового стандарта оперативной памяти четвертого поколения. В этот раз начало новому стандарту дала не мейнстрим платформа, а HEDT Socket 2011 от Intel. Раскачиваться DDR4 начала с отметки 2133 МГц, хотя сразу же был доступен и вариант с 2400 МГц. Тайминги памяти подросли до 15-15-15-36.

Латентность в таких условиях равнялась 60 наносекундам. Далее память медленно, но верно покорила отметку в 3 ГГц, и продолжила дальнейший рост.

А спустя год, цифры порядка четырех гигагерц стали уже нормой. Вариант выборов таймингов в это время стал очень обширным. Все благодаря микросхемам памяти производства Samsung. Память на одной и той же частоте могла работать как с таймингами 16-16-16, так и 20-20-20.

На скриншоте выше показан очень хороший результат работы оперативной памяти стандарта DDR4 на частоте 4 ГГц с таймингами 16-16-16, латентность при этом составляет 36,2 нс. Рост частот продолжился и далее, благодаря компании Hynix появились модули памяти с частотой 5000 и 5333 МГц. Тайминги на такой частоте уже подросли до 20-24 по Cas Latency.

Но к концу жизни памяти DDR4 её уделом стала платформа AMD. На 5000 МГц с таймингами 18-26-24-42 латентность на ней составляет 58.1 нс.

И вот буквально несколько дней назад мы все стали свидетелями появления нового стандарта памяти – DDR5, который принесли нам процессоры Intel Alder lake для Socket LGA1700. Память нового стандарта стартовала с отметки 4800 МГц с таймингами 40-40-40.

С заниженными до минимальных значений 36-36-36 на 4800 МГц DDR5 демонстрирует латентность порядка 86.3 нс, что конечно же многовато.

На 6400 МГц с таймингами 40-40-40 латентность увеличивается до 92.5 нс. Подводя итог можно сказать, что DDR5 еще только в начале своего пути и пока сыровата. Должна пройти пара лет, и мы увидим привычные нам цифры латентности менее 50 нс, а может и не увидим, смотря в какую сторону пойдет прогресс и развитие.

Источник

Что такое тайминги и как они влияют на скорость оперативной памяти

Содержание

Содержание

Выбор оперативной памяти в игровую сборку может обернуться кошмаром, если начать разбираться в тонкостях ее работы. Требования современных игровых и рабочих задач диктуют свои условия, поэтому память — теперь чуть ли не самая важная и сложная часть в сборке компьютера. Среди многочисленных моделей нужно выбрать единственный подходящий вариант и это пугает. Причем самое сложное в этом — почему память с меньшей частотой работает быстрее и показывает больше кадров в играх, чем та, у которой частота выше. Для этого нужно разобраться, в чем все-таки измеряется скорость памяти и какие параметры влияют на нее.

Мощность компьютера измеряется величиной FLOPS, которая обозначает количество вычислительных операций за секунду. По причине того, что компьютеры могут одновременно выполнять миллионы операций, к флопсам добавляют приставку «гига».

В привычной же обстановке мы можем путать мощность и частоту, поэтому считаем производительность компьютеров не гигафлопсами, а максимальной рабочей частотой. Это проще в рядовых ситуациях, когда говорящие знают тему хорошо и соотносят мощность с герцами в уме автоматически.

В то же время, такое языковое упрощение вносит коррективы в понимание практической части вопроса. Вырывая контекст из форумов, рядовой пользователь и правда думает, что мощность памяти можно выразить в герцах. Просто потому, что гонка за частотой стала трендом среди любителей и энтузиастов. Это и мешает неопытному человеку понять, почему его высокочастотный процессор может проиграть тому, у которого на несколько сотен герц меньше. Все просто — у одного два ядра и четыре потока, а у другого четыре настоящих. И это большая разница.

Оперативная память и ее скорость

Оперативная память состоит из тысяч элементов, связанных между собой в чипах-микросхемах. Их называют банками (bank), которые хранят в себе строчки и столбцы с электрическим зарядом. Сам электрический заряд — это информация (картинки, программы, текст в буфере обмена и много чего еще). Как только системе понадобились данные, банка отдает заряд и ждет команды на заполнение новыми данными. Этим процессом руководит контроллер памяти.

Для аналогии, сравним работу оперативной памяти и работу кафе. Чипы можно представить в виде графинов с томатным соком. Каждый наполнен соком и мякотью спелых помидоров (электрический заряд, информация). В кафе приходит клиент (пользователь компьютера) и заказывает сок (запускает игру). Бармен (контроллер, тот, кто управляет банками) принимает заказ, идет на кухню (запрашивает информацию у банок), наливает сок (забирает игровые файлы) и несет гостю, а затем возвращается и заполняет графин новым соком (новой информацией о том, что запустил пользователь). Так до бесконечности.

Тайминги — качество

Работа памяти, вопреки стереотипу, измеряется не только герцами. Быстроту памяти принято измерять в наносекундах. Все элементы памяти работают в наносекундах. Чем чаще они разряжаются и заряжаются, тем быстрее пользователь получает информацию. Время, за которое банки должны отрабатывать задачи назвали одним словом — тайминг (timing — расчет времени, сроки). Чем меньше тактов (секунд) в тайминге, тем быстрее работают банки.

Такты. Если нам необходимо забраться на вершину по лестнице со 100 ступеньками, мы совершим 100 шагов. Если нам нужно забраться на вершину быстрее, можно идти через ступеньку. Это уже в два раза быстрее. А можно через две ступеньки. Это будет в три раза быстрее. Для каждого человека есть свой предел скорости. Как и для чипов — какие-то позволяют снизить тайминги, какие-то нет.

Частота — количество

Теперь, что касается частоты памяти. В работе ОЗУ частота влияет не на время, а на количество информации, которую контроллер может утащить за один подход. Например, в кафе снова приходит клиент и требует томатный сок, а еще виски со льдом и молочный коктейль. Бармен может принести сначала один напиток, потом второй, третий. Клиент ждать не хочет. Тогда бармену придется нести все сразу за один подход. Если у него нет проблем с координацией, он поставит все три напитка на поднос и выполнит требование капризного клиента.

Аналогично работает частота памяти: увеличивает ширину канала для данных и позволяет принимать или отдавать больший объем информации за один подход.

Тайминги плюс частота — скорость

Соответственно, частота и тайминги связаны между собой и задают общую скорость работы оперативной памяти. Чтобы не путаться в сложных формулах, представим работу тандема частота/тайминги в виде графического примера:

Разберем схему. На торговом центре есть два отдела с техникой. Один продает видеокарты, другой — игровые приставки. Дефицит игровой техники довел клиентов до сумасшествия, и они готовы купить видеокарту или приставку, только чтобы поиграть в новый Assassin’s Creed. Условия торговли такие: зона ожидания в отделе первого продавца позволяет обслуживать только одного клиента за раз, а второй может разместить сразу двух. Но у первого склад с видеокартами находится в два раза ближе, чем у второго с приставками. Поэтому он приносит товар быстрее, чем второй. Однако, второй продавец будет обслуживать сразу двух клиентов, хотя ему и придется ходить за товаром в два раза дальше. В таком случае, скорость работы обоих будет одинакова. А теперь представим, что склад с приставками находится на том же расстоянии, что и у первого с видеокартами. Теперь продавец консолей начнет работать в два раза быстрее первого и заберет себе большую часть прибыли. И, чем ближе склад и больше клиентов в отделе, тем быстрее он зарабатывает деньги.

Так, мы понимаем, как взаимодействует частота с таймингами в скорости работы памяти.

Соответственно, чем меньше метров проходит контроллер до банок с электрическим зарядом, тем быстрее пользователь получает информацию. Если частота памяти позволяет доставить больше информации при том же расстоянии, то скорость памяти возрастает. Если частота памяти тянет за собой увеличение расстояния до банок (высокие тайминги), то общая скорость работы памяти упадет.

Сравнить скорость разных модулей ОЗУ в наносекундах можно с помощью формулы: тайминг*2000/частоту памяти. Так, ОЗУ с частотой 3600 и таймингами CL14 будет работать со скоростью 14*2000/3600 = 7,8 нс. А 4000 на CL16 покажет ровно 8 нс. Выходит, что оба варианта примерно одинаковы по скорости, но второй предпочтительнее из-за большей пропускной способности. В то же время, если взять память с частотой 4000 при CL14, то это будет уже 7 нс. При этом пропускная способность станет еще выше, а время доставки информации снизится на 1 нс.

Строение чипа памяти и тайминги

В теории, оперативная память имеет скорость в наносекундах и мегабайтах в секунду. Однако, на практике существует не один десяток таймингов, и каждый задает время на определенную работу в микросхеме.

Они делятся на первичные, вторичные и третичные. В основном, для маркетинговых целей используется группа первичных таймингов. Их можно встретить в характеристиках модулей. Например:

Вот, как выглядят тайминги на самом деле:

Их намного больше и каждый за что-то отвечает. Здесь бармен с томатным соком не поможет, но попробуем разобраться в таймингах максимально просто.

Схематика чипов

Микросхемы памяти можно представить в виде поля для игры в морской бой или так:

В самом упрощенном виде иерархия чипа это: Rank — Bank — Row — Column. В ранках (рангах) хранятся банки. Банки состоят из строк (row) и столбцов (column). Чтобы найти информацию, контроллеру необходимо иметь координаты точки на пересечении строк и столбцов. По запросу, он активирует нужные строки и находит информацию. Скорость такой работы зависит от таймингов.

Первичные

CAS Latency (tCL) — главный тайминг в работе памяти. Указывает время между командой на чтение/запись информации и началом ее выполнения.

RAS to CAS Delay (tRCD) — время активации строки.

Row Precharge Time (tRP) — прежде чем перейти к следующей строке в этом же банке, предыдущую необходимо зарядить и закрыть. Тайминг обозначает время, за которое контроллер должен это сделать.

Row Active Time (tRAS) — минимальное время, которое дается контроллеру для работы со строкой (время, в течение которого она может быть открыта для чтения или записи), после чего она закроется.

Command Rate (CR) — время до активации новой строки.

Вторичные

Второстепенные тайминги не так сильно влияют на производительность, за исключением пары штук. Однако, их неправильная настройка может влиять на стабильность памяти.

Write Recovery (tWR) — время, необходимое для окончания записи данных и подачи команды на перезарядку строки.

Refresh Cycle (tRFC) — период времени, когда банки памяти активно перезаряжаются после работы. Чем ниже тайминг, тем быстрее память перезарядится.

Row Activation to Row Activation delay (tRRD) — время между активацией разных строк банков в пределах одного чипа памяти.

Write to Read delay (tWTR) — минимальное время для перехода от чтения к записи.

Read to Precharge (tRTP) — минимальное время между чтением данных и перезарядкой.

Four bank Activation Window (tFAW) — минимальное время между первой и пятой командой на активацию строки, выполненных подряд.

Write Latency (tCWL) — время между командой на запись и самой записью.

Refresh Interval (tREFI) — чтобы банки памяти работали без ошибок, их необходимо перезаряжать после каждого обращения. Но, можно заставить их работать дольше без отдыха, а перезарядку отложить на потом. Этот тайминг определяет количество времени, которое банки памяти могут работать без перезарядки. За ним следует tRFC — время, которое необходимо памяти, чтобы зарядиться.

Третичные

Эти тайминги отвечают за пропускную способность памяти в МБ/с, как это делает частота в герцах.

Эти отвечают за скорость чтения:

Эти отвечают за скорость копирования в памяти (tWTR):

Скорость чтения после записи (tRTP):

А эти влияют на скорость записи:

Скорость памяти во времени

Итак, мы разобрались, что задача хорошей подсистемы памяти не только в хранении и копировании данных, но и в быстрой доставке этих данных процессору (пользователю). Будь у компьютера хоть тысяча гигабайт оперативной памяти, но с очень высокими таймингами и низкой частотой работы, по скорости получится уровень неплохого SSD-накопителя. Но это в теории. На самом деле, любая доступная память на рынке как минимум соответствует требованиям JEDEC. А это организация, которая знает, как должна работать память, и делает это стандартом для всех. Аналогично ГОСТу для колбасы или сгущенки.

Стандарты JEDEC демократичны и современные игровые системы редко работают на таких низких настройках. Производители оставляют запас прочности для чипов памяти, чтобы компании, которые выпускают готовые планки оперативной памяти могли немного «раздушить» железо с помощью разгона. Так, появились заводские профили разгона XMP для Intel и DOHCP для AMD. Это «официальный» разгон, который даже покрывается гарантией производителя.

Профили разгона включают в себя информацию о максимальной частоте и минимальных для нее таймингах. Так, в характеристиках часто пишут именно возможности работы памяти в XMP режимах. Например, частоте 3600 МГц и CL16. Чаще всего указывают самый первый тайминг как главный.

Чем выше частота и ниже тайминги, тем круче память и выше производительность всей системы.

Так работает оперативная память с момента ее создания и до нашего времени.

Источник