Cales son os tempos da RAM?

A maioría dos usuarios de ordenadores non se preocuparán demasiado polo rendemento cando compran un ordenador. Sempre que sexa o suficientemente rápido e barato, é o suficientemente bo. Mercarán un ordenador cunha CPU de xeración actual ou anterior e buscarán a cantidade correcta de almacenamento ata o medio terabyte máis próximo.

Algúns poden buscar a velocidade da CPU, o número de núcleos ou a capacidade da RAM, pero adoita ser iso. Se es un entusiasta da tecnoloxía, podes prestar máis atención a estas cousas, para que saibas o que estás a conseguir e se realmente é un bo negocio.

Unha das formas de aproveitar o máximo rendemento do teu ordenador é obter RAM de alto rendemento. O número de vendas rechamante significativo é a velocidade de reloxo da memoria RAM, como DDR4-3200 ou DDR5-6400. Tecnicamente ese segundo número non é a velocidade do reloxo. É a taxa de transferencia. Esta é o dobre da velocidade do reloxo porque a RAM DDR é a taxa de datos dobre. Aínda así, o número máis alto soa mellor no material de marketing.

Esa taxa de transferencia é unha medida do ancho de banda da memoria RAM, polo que os números máis altos son mellores. Non obstante, o ancho de banda non é o único factor no rendemento da memoria RAM. A latencia é igual de importante, se non máis.

Que é a latencia?

A latencia é unha medida do atraso entre que se inicia un proceso e que realmente ocorre. Un exemplo sinxelo é o "ping" da túa conexión a Internet. Se algunha vez realizou unha proba de velocidade, verá a súa velocidade de descarga e ping. A velocidade de descarga é o teu ancho de banda de internet e o ping é a latencia entre que fas unha solicitude e o servidor a recibe. Como moitos xogadores saberán, non importa o rápido que sexa a túa Internet. Non terás unha boa experiencia se tes alta latencia.

RAM de alto rendemento sempre anunciará a súa velocidade. A miúdo anunciará polo menos unha medida específica de latencia. A medida máis común e importante de latencia é a latencia CAS, ás veces acurtada a CL. Ao buscar un pouco máis a fondo as especificacións do produto, xeralmente é posible atopar os catro tempos principais. Estes son tCL/tCAS (a latencia CAS), tRCD, tRP e tRAS. Estes tempos poden ir seguidos ocasionalmente dun quinto número, unha taxa de comando, pero iso é lixeiramente diferente e xeralmente carece de importancia.

Conceptos básicos de operación de RAM

Antes de definir eses tempos principais, será esencial comprender os conceptos básicos de como funciona realmente a RAM. Os datos na memoria RAM almacénanse en columnas e só se pode interactuar con un en calquera momento. Para poder ler ou escribir nunha columna, primeiro cómpre abrir a fila na que se atopa esa columna. Só se pode abrir unha fila á vez. A memoria RAM pode vir con varios bancos. Neste caso, só pode estar dispoñible unha fila por banco. Aínda que só se pode interactuar cunha columna á vez, ter unha segunda fila aberta nun segundo banco permite que a seguinte operación de lectura ou escritura se poña en cola de forma eficiente.

É importante entender que os tempos non son valores absolutos. En realidade son múltiplos do reloxo de E/S da RAM xa que son unidades de ciclos de reloxo. De novo, a RAM é o dobre da taxa de datos, que é a metade da velocidade anunciada. Debes facer algunhas matemáticas para determinar a latencia real dun tempo específico. Podes facer 1/(taxa de transferencia anunciada en Ts/2) para obter a duración dun único ciclo de reloxo en segundos e, a continuación, multiplicala pola relación de tempo que queres saber o valor. Alternativamente, supoña que quere un momento máis sinxelo. Nese caso, podes facer unha taxa de transferencia de 2000/anunciada en MTs para obter a duración dun único ciclo de reloxo en nanosegundos e multiplicala pola relación de tempo.

Por exemplo, se temos dous conxuntos de RAM, DDR4-3000 CL15 e DDR4-3200 CL16, podemos facer (2000/3000)*15 e (2000/3200)*16 para descubrir que a latencia CAS absoluta de ambos tipos de RAM é de 10 nanosegundos.

Horarios primarios

Os tempos principais da memoria RAM preséntanse normalmente como un conxunto de catro números separados por guións. En ocasións, estes irán acompañados dun "1T" ou "2T" ao final. Para os seguintes exemplos, usaremos os tempos principais de dúas entradas do noso artigo recente sobre a mellor memoria RAM para xogos en 2022 : o G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 e o G.Skill Trident Z5. RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102 . Para estes exemplos, os horarios principais son 16-18-18-38 e 32-39-39-102, respectivamente. O tempo para un único ciclo de reloxo é de 0,625 nanosegundos e 0,3125 nanosegundos, respectivamente.

Nota : todos estes tempos afectan a calquera operación, lectura ou escritura, aínda que, nos exemplos seguintes, só nos referiremos ás operacións de lectura para simplificar as cousas.

Latencia CAS

O primeiro número nos tempos primarios é a latencia CAS. Este é normalmente o momento principal para mellorar se estás tentando overclock a RAM. A latencia CAS tamén se pode indicar en CL, tCAS ou tCL, sendo máis probable que estes dous últimos se atopen na BIOS e noutras utilidades de configuración. CAS é a abreviatura de Column Address Strobe. Técnicamente xa non é unha luz estroboscópica. Pero o comando le os datos dunha columna dunha fila aberta no que se coñece como "acceso á páxina".

tCL é unha medida de cantos ciclos despois de enviarse unha instrución CAS que a resposta comezará a ser devolta a través do bus de E/S. Entón, para o noso exemplo DDR4, a latencia CAS é de 10 nanosegundos; para o noso exemplo DDR5, a latencia CAS tamén é de 10 nanosegundos.

Atraso de RAS a CAS

A segunda entrada nos tempos primarios é o atraso de RAS a CAS. Isto xeralmente denotarase como tRCD e é un valor mínimo, non un valor exacto. Se non hai filas abertas cando entra unha instrución de lectura, isto coñécese como "perdida de páxina". Primeiro debe abrirse unha fila para acceder a unha columna e ler os seus datos. RAS significa Row Access Strobe. Do mesmo xeito que CAS, xa non é unha luz estroboscópica co nome é unha resaca, pero é o nome do comando emitido para abrir unha fila.

O atraso de RAS a CAS é a cantidade mínima de ciclos de reloxo necesarios para abrir a fila, supoñendo que non estea aberto ningún. O tempo para poder ler datos nese escenario é tRCD + tCL. O noso exemplo DDR4 ten un tRCD de 18, que é 11,25 nanosegundos, mentres que o noso exemplo DDR5 ten un tRCD de 39, o que dá 12,1875 nanosegundos.

Tempo de precarga da fila

O terceiro tempo principal é o tempo de precarga de filas, xeralmente acurtado a tRP. Este valor é esencial cando hai outro tipo de falta de páxina. Neste caso, a fila dereita non está aberta, pero si outra fila. Para abrir a fila dereita, primeiro debe pechar a outra fila. O proceso de completar unha fila chámase precarga. Isto implica escribir os valores na fila lida desde que se abriu.

O tempo de precarga da fila é o número mínimo de ciclos de reloxo necesarios para completar o proceso de precarga nunha fila aberta. A cantidade total de tempo para poder ler datos dunha cela, neste escenario, sería tRP + tRCD + tCL. Como os valores de tRP son os mesmos que de tRCD en ambos os nosos exemplos, é fácil ver que acabarían cos mesmos valores: 11,25 nanosegundos para o tRP DDR4 e 12,1875 nanosegundos para o tRP DDR5.

Hora de activación da fila

O cuarto tempo principal é o tempo de activación da fila, xeralmente acurtado a tRAS. Este é o número mínimo de ciclos de reloxo entre o comando para abrir unha fila e o comando de precarga para pechala de novo. É o tempo necesario para actualizar internamente a fila. Este é o único momento principal que se solapa con outro, concretamente tRCD. Os valores varían, pero normalmente son aproximadamente tRCD + tCL, aínda que poden oscilar ata arredor de tRCD + (2* tCL).

O noso exemplo DDR4 ten un tRAS de 38 ciclos que dan un tempo total de 23,75 nanosegundos. O noso exemplo de DDR5 ten un valor rRAS de 102 ciclos, o que dá un tempo total de 31,875 nanosegundos.

Historicamente para a DRAM sincronizada, os valores estiveron moi próximos a tRCD + tCL, como se ve no noso exemplo de temporizacións DDR4. O escenario tRCD + (2 * tCL) utilizábase tradicionalmente para a DRAM asíncrona, xa que o controlador de memoria necesitaba tempo máis que suficiente para que se completase a operación. Curiosamente, DDR5 tamén usa actualmente a suma tRCD + (2 * tCL). Non está claro se isto é causado por un cambio no estándar ou se se trata dun problema incipiente dos primeiros produtos DDR5 que se reforzará a medida que a plataforma madure.

Curiosamente, hai algunha evidencia de que é posible arrancar cun tRAS inferior ao tRCD + tCL. Teoricamente, isto non debería funcionar. Non está claro se isto se debe a que este valor, como a maioría dos outros tempos, é un mínimo e o controlador de memoria opta por usar tempos máis soltos na práctica. Ou se a configuración fose só parcialmente estable. Dos tempos principais, é probable que este teña o menor efecto sobre o rendemento real, pero pode valer a pena axustalo se buscas un rendemento máximo, especialmente cos altos valores que se observan na DDR5 actual.

Taxa de comando

A taxa de comando é o número de ciclos entre un chip DRAM seleccionado e un comando executado nese chip. Existen moitos acrónimos para este valor, como CR, CMD, CPC e tCPD. A forma máis sinxela de dicir é que o valor do número normalmente vai seguido dunha "T". A pesar da notación T, esta aínda é unha medida en ciclos de reloxo.

A maioría da memoria RAM que atopes funcionará en 2T, aínda que algunhas poden funcionar en 1T. Haberá unha diferenza mínima xa que esta é a diferenza dun único ciclo de reloxo, menos dun nanosegundo.

Tempos secundarios e terciarios

Hai moitos outros tempos secundarios e terciarios que se poden cambiar. Non obstante, facelo é moi complexo. Incluso os overclockers de memoria experimentados poden tardar un día ou máis en marcar a configuración estable. Algúns son máis fáciles de axustar que outros e teñen impactos máis significativos. Por exemplo, tREFI e tRFC. Estes controlan a frecuencia con que se actualizan as celas de memoria e canto tempo leva o proceso de actualización. Durante o proceso de actualización, o banco debe permanecer inactivo. Polo tanto, ter unha brecha tan grande entre as actualizacións e un período de actualización o menor posible significa que a súa memoria RAM pode funcionar durante máis tempo.

Axustar estes valores mostra un valor particular cando a súa configuración de RAM ten un número insuficiente de bancos. É fundamental entender que estes valores incorrectos provocarán erros de corrupción da memoria a gran escala xa que as celas non se actualizarán con suficiente frecuencia. Estes axustes tamén son susceptibles á temperatura da memoria RAM, xa que afecta directamente a rapidez coa que se decae a carga dunha célula e, polo tanto, a frecuencia con que hai que actualizar.

Relación de controlador de memoria

As xeracións recentes de CPU poden permitirche configurar a relación do controlador de memoria. Isto coñécese normalmente como Gear 1, 2 e 4. Gear 1 fai que o controlador de memoria funcione nunha proporción de 1:1 coa memoria. Non obstante, isto dá lugar a un consumo excesivo de enerxía por encima dos 3600 MT, que afecta á estabilidade do sistema. Para un certo aumento da latencia, ao cambiar a Gear 2, o controlador de memoria funciona nunha proporción de 1:2, á metade da velocidade da memoria. En definitiva, isto só ofrece algún beneficio desde uns 4400 MTs e máis. Gear 1 é mellor, pero Gear 2 pode proporcionar estabilidade a velocidades máis altas.

Aínda que isto é importante para a memoria RAM DDR4, a memoria RAM DDR5 sempre funciona en Gear 2 xa que comeza máis rápido. Aínda que actualmente é innecesario, xa que a tecnoloxía non está o suficientemente madura para usar, Gear 4 operaría o controlador de memoria nunha proporción de 1: coa memoria a un cuarto da velocidade. De novo, isto só é necesario a altas velocidades. Non obstante, non está claro onde estaría exactamente este cambio xa que o hardware aínda non está alí.

Conclusións

Os tempos da RAM ofrecen unha incrible configurabilidade para a RAM do teu sistema. Non obstante, tamén son un profundo buraco de coello se entras nun overclocking completo de RAM. Para facilitar a obtención da maioría dos beneficios, o estándar XMP permite aos fabricantes de memoria especificar os seus tempos recomendados fóra dos estándares JEDEC. Isto pode ofrecer un rendemento extra nunha implementación case plug-and-play.

Nalgúns casos, o perfil XMP activarase de forma predeterminada. Aínda así, moitas veces será necesario seleccionalo manualmente na BIOS. Isto aplica automaticamente as velocidades máis altas recomendadas polo provedor e axusta os tempos á configuración probada polo provedor. Se decides configurar os tempos da túa memoria RAM, saber cales son e o que fan é esencial.