Què són els temps de RAM?

La majoria dels usuaris d'ordinadors no es preocuparan massa pel rendiment quan compren un ordinador. Sempre que sigui prou ràpid i barat, és prou bo. Compraran un ordinador amb una CPU de generació actual o anterior i buscaran la quantitat adequada d'emmagatzematge al mig terabyte més proper.

Alguns poden buscar la velocitat de la CPU, el nombre de nuclis o la capacitat de la memòria RAM, però això sol ser això. Si sou un entusiasta de la tecnologia, és possible que presteu més atenció a aquestes coses, de manera que sàpigueu què rebeu i si realment és una bona oferta.

Una de les maneres d'aprofitar el màxim rendiment del vostre ordinador és obtenir una memòria RAM d'alt rendiment. El nombre important de vendes cridaner és la velocitat de rellotge de la memòria RAM, com ara DDR4-3200 o DDR5-6400. Tècnicament, aquest segon número no és la velocitat del rellotge. És la taxa de transferència. Això és el doble de la velocitat del rellotge perquè la memòria RAM DDR és el doble de velocitat de dades. Tot i així, el nombre més alt sona millor al material de màrqueting.

Aquesta taxa de transferència és una mesura de l'ample de banda de la memòria RAM, de manera que els números més alts són millors. L'ample de banda, però, no és l'únic factor en el rendiment de la memòria RAM. La latència és igual de important, si no més.

Què és la latència?

La latència és una mesura del retard entre que s'inicia un procés i que es produeix realment. Un exemple senzill és el "ping" de la vostra connexió a Internet. Si alguna vegada heu realitzat una prova de velocitat, haureu vist la velocitat de descàrrega i el ping. La velocitat de descàrrega és l'ample de banda d'Internet i el ping és la latència entre que feu una sol·licitud i el servidor la rep. Com sabran molts jugadors, no importa la velocitat de la vostra Internet. No tindreu una bona experiència si teniu una latència alta.

La memòria RAM d'alt rendiment sempre anunciarà la seva velocitat. Sovint anunciarà almenys una mesura específica de latència. La mesura més comuna i important de la latència és la latència CAS, de vegades escurçada a CL. Aprofundint una mica més en les especificacions del producte, generalment és possible trobar els quatre temps principals principals. Aquests són tCL/tCAS (la latència CAS), tRCD, tRP i tRAS. De tant en tant, aquests temps poden anar seguits d'un cinquè número, una taxa d'ordres, però això és lleugerament diferent i, en general, no té importància.

Conceptes bàsics del funcionament de la RAM

Abans de definir aquests temps primaris, serà essencial entendre els fonaments bàsics de com funciona realment la memòria RAM. Les dades de la memòria RAM s'emmagatzemen en columnes i només es pot interactuar amb una en qualsevol moment. Per poder llegir o escriure en una columna, primer heu d'obrir la fila on es troba aquesta columna. Només es pot obrir una fila alhora. La memòria RAM pot venir amb diversos bancs. En aquest cas, només pot estar disponible una fila per banc. Tot i que només es pot interactuar amb una columna alhora, tenir una segona fila oberta en un segon banc permet posar a la cua la següent operació de lectura o escriptura de manera eficient.

És important entendre que els temps no són valors absoluts. En realitat són múltiples del rellotge d'E/S de la RAM ja que són unitats de cicles de rellotge. De nou, la memòria RAM és el doble de la velocitat de dades, que és la meitat de la velocitat anunciada. Heu de fer algunes matemàtiques per determinar la latència real d'un temps específic. Podeu fer 1/(taxa de transferència anunciada en Ts/2) per obtenir la durada d'un sol cicle de rellotge en segons i, a continuació, multiplicar-la per la relació de temps que voleu conèixer el valor. Alternativament, suposeu que voleu un moment més fàcil. En aquest cas, podeu fer una taxa de transferència de 2000/anunciada en MT per obtenir la durada d'un sol cicle de rellotge en nanosegons i multiplicar-la per la relació de temps.

Per exemple, si tenim dos conjunts de RAM, DDR4-3000 CL15 i DDR4-3200 CL16, podem fer (2000/3000)*15 i (2000/3200)*16 per descobrir que la latència CAS absoluta d'ambdós tipus de RAM és de 10 nanosegons.

Horaris primaris

Els temps principals de la memòria RAM es presenten normalment com un conjunt de quatre números separats per guions. Ocasionalment, aquests aniran acompanyats d'un "1T" o "2T" al final. Per als exemples següents, utilitzarem els temps principals de dues entrades del nostre article recent sobre la millor memòria RAM per a jocs el 2022 : el G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 i el G.Skill Trident Z5. RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102 . Per a aquests exemples, els horaris principals són 16-18-18-38 i 32-39-39-102, respectivament. El temps per a un sol cicle de rellotge és de 0,625 nanosegons i 0,3125 nanosegons, respectivament.

Nota : tots aquests temps afecten qualsevol operació, lectura o escriptura, tot i que, en els exemples següents, només ens referirem a les operacions de lectura per mantenir les coses senzilles.

Latència CAS

El primer nombre en els temps primaris és la latència CAS. Aquest és normalment el moment principal per millorar si esteu intentant overclockejar la memòria RAM. La latència CAS també es pot indicar a CL, tCAS o tCL, amb més probabilitats de trobar els dos últims a la BIOS i altres utilitats de configuració. CAS és l'abreviatura de Column Address Strobe. Tècnicament ja no és un estroboscopi. Però l'ordre llegeix dades d'una columna d'una fila oberta en el que es coneix com a "col·locació de pàgina".

tCL és una mesura de quants cicles després d'haver enviat una instrucció CAS que la resposta es començarà a retornar a través del bus d'E/S. Així, per al nostre exemple de DDR4, la latència CAS és de 10 nanosegons; per al nostre exemple DDR5, la latència CAS també és de 10 nanosegons.

Retard de RAS a CAS

La segona entrada en els temps primaris és el retard de RAS a CAS. Això s'indicarà generalment com tRCD i és un valor mínim, no un valor exacte. Si no hi ha cap fila oberta quan arriba una instrucció de lectura, això es coneix com a "falta de pàgina". Primer s'ha d'obrir una fila per accedir a una columna per llegir-ne les dades. RAS significa Row Access Strobe. Igual que CAS, ja no és un estroboscopi amb el nom de ressaca, però és el nom de l'ordre emesa per obrir una fila.

El retard de RAS a CAS és la quantitat mínima de cicles de rellotge necessaris per obrir la fila, suposant que no hi ha cap obert. El temps per poder llegir les dades en aquest escenari és tRCD + tCL. El nostre exemple de DDR4 té un tRCD de 18, que és 11,25 nanosegons, mentre que el nostre exemple de DDR5 té un tRCD de 39, que dóna 12,1875 nanosegons.

Temps de precàrrega de fila

El tercer temps principal és el temps de precàrrega de fila, generalment escurçat a tRP. Aquest valor és essencial quan hi ha un altre tipus de falta de pàgina. En aquest cas, la fila dreta no està oberta, però sí una altra. Per obrir la fila dreta, primer s'ha de tancar l'altra fila. El procés de completar una fila s'anomena precàrrega. Això implica escriure els valors a la fila llegida des de quan es va obrir.

El temps de precàrrega de fila és el nombre mínim de cicles de rellotge necessaris per completar el procés de precàrrega en una fila oberta. La quantitat total de temps per poder llegir dades d'una cel·la, en aquest escenari, seria tRP + tRCD + tCL. Com que els valors de tRP són els mateixos que els de tRCD en els dos exemples, és fàcil veure que acabarien amb els mateixos valors: 11,25 nanosegons per al DDR4 tRP i 12,1875 nanosegons per al DDR5 tRP.

Hora d'activació de fila

El quart temps principal és el temps d'activació de fila, generalment escurçat a tRAS. Aquest és el nombre mínim de cicles de rellotge entre l'ordre d'obrir una fila i l'ordre de precàrrega per tancar-la de nou. És el temps necessari per actualitzar internament la fila. Aquest és l'únic temps principal que se solapa amb un altre, concretament tRCD. Els valors varien, però normalment són aproximadament tRCD + tCL, tot i que poden oscil·lar fins al voltant de tRCD + (2* tCL).

El nostre exemple de DDR4 té un tRAS de 38 cicles que donen un temps total de 23,75 nanosegons. El nostre exemple de DDR5 té un valor rRAS de 102 cicles, donant un temps total de 31,875 nanosegons.

Històricament per a la DRAM sincronitzada, els valors han estat molt propers a tRCD + tCL, com es pot veure al nostre exemple de temps DDR4. L'escenari tRCD + (2 * tCL) s'utilitzava tradicionalment per a DRAM asíncrona, ja que el controlador de memòria necessitava deixar temps més que suficient perquè l'operació es completés. Curiosament, actualment DDR5 també utilitza la suma tRCD + (2 * tCL). No està clar si això és causat per un canvi en l'estàndard o si es tracta d'un problema inicial dels primers productes DDR5 que s'endureix a mesura que la plataforma maduri.

Curiosament, hi ha alguna evidència que és possible arrencar amb un tRAS inferior al tRCD + tCL. En teoria, això no hauria de funcionar realment. No està clar si això es deu al fet que aquest valor, com la majoria dels altres temps, és un mínim i el controlador de memòria opta per utilitzar temps més fluixos a la pràctica. O si la configuració només fos parcialment estable. Dels temps primaris, és probable que tingui l'efecte més petit sobre el rendiment real, però pot valdre la pena ajustar-lo si busqueu un rendiment màxim, especialment amb els alts valors que es veuen a la DDR5 actual.

Velocitat de comandament

La velocitat de comandament és el nombre de cicles entre un xip DRAM seleccionat i una comanda executada en aquest xip. Existeixen moltes sigles per a aquest valor, com ara CR, CMD, CPC i tCPD. La manera més senzilla de saber-ho és que el valor del nombre normalment va seguit d'una "T". Malgrat la notació T, aquesta encara és una mesura en cicles de rellotge.

La majoria de RAM que trobeu funcionarà a 2T, tot i que algunes poden funcionar a 1T. Hi haurà una diferència mínima, ja que aquesta és la diferència d'un sol cicle de rellotge, menys d'un nanosegon.

Horaris secundaris i terciaris

Hi ha molts altres temps secundaris i terciaris que es poden canviar. Tanmateix, fer-ho és molt complex. Fins i tot els overclockers de memòria experimentats poden trigar un dia o més a marcar-se en una configuració estable. Alguns són més fàcils d'ajustar que altres i tenen impactes més significatius. Per exemple, tREFI i tRFC. Aquests controlen la freqüència amb què s'actualitzen les cel·les de memòria i quant de temps triga el procés d'actualització. Durant el procés d'actualització, el banc haurà de romandre inactiu. Per tant, tenir un espai tan gran entre les actualitzacions i un període d'actualització tan curt com sigui possible significa que la memòria RAM pot funcionar durant més temps.

L'ajustament d'aquests valors mostra un valor particular quan la configuració de la memòria RAM té un nombre insuficient de bancs. És fonamental entendre que malmetre aquests valors provocarà errors de corrupció de memòria a gran escala, ja que les cel·les no s'actualitzaran amb prou freqüència. Aquests paràmetres també són susceptibles a la temperatura de la memòria RAM, ja que això afecta directament la rapidesa amb què es decau la càrrega d'una cel·la i, per tant, la freqüència amb què s'ha d'actualitzar.

Relació del controlador de memòria

Les últimes generacions de CPU us poden permetre configurar la relació del controlador de memòria. Això es coneix normalment com a Gear 1, 2 i 4. Gear 1 fa que el controlador de memòria funcioni en una proporció d'1:1 amb la memòria. Tanmateix, això provoca un consum de potència excessiu per sobre de 3600 MT, que afecta l'estabilitat del sistema. Per a un cert augment de la latència, canviar a Gear 2 fa funcionar el controlador de memòria en una proporció 1:2, a la meitat de la velocitat de la memòria. En última instància, això només ofereix cap benefici des d'uns 4400MT i més. Gear 1 és millor, però Gear 2 pot proporcionar estabilitat a velocitats més altes.

Tot i que això és important per a la memòria RAM DDR4, actualment la memòria RAM DDR5 sempre s'executa a Gear 2, ja que comença més ràpid. Tot i que actualment és innecessari, ja que la tecnologia no és prou madura per utilitzar-la, Gear 4 operaria el controlador de memòria en una proporció d'1: amb la memòria a una quarta part de la velocitat. De nou, això només és necessari a altes velocitats. Tanmateix, no està clar on seria aquest canvi, ja que el maquinari encara no hi és.

Conclusions

Els temps de memòria RAM ofereixen una configurabilitat increïble per a la memòria RAM del vostre sistema. Tanmateix, també són un forat de conill profund si entreu en l'overclocking de la memòria RAM completa. Per ajudar a que sigui més fàcil obtenir la majoria dels avantatges, l'estàndard XMP permet als fabricants de memòria especificar els seus temps recomanats fora dels estàndards JEDEC. Això pot oferir un rendiment addicional en una implementació gairebé plug-and-play.

En alguns casos, el perfil XMP s'habilitarà de manera predeterminada. Tot i així, sovint caldrà seleccionar-lo manualment a la BIOS. Això s'aplica automàticament a les velocitats més altes recomanades pel proveïdor i s'ajusten els temps a la configuració provada pel proveïdor. Si decidiu configurar els vostres temps de memòria RAM, saber què són i què fan és essencial.