Što su vremena RAM-a?

Većina korisnika računala neće previše mariti za performanse kada budu kupovali računalo. Sve dok je dovoljno brzo i jeftino, to je dovoljno dobro. Kupit će računalo sa trenutnom ili prethodnom generacijom CPU-a i tražiti pravu količinu prostora za pohranu do najbližeg pola terabajta.

Neki mogu tražiti brzinu CPU-a, broj jezgri ili kapacitet RAM-a, ali to je obično to. Ako ste zaljubljenik u tehnologiju, možda ćete obratiti više pozornosti na ove stvari, tako da znate što dobivate i je li to stvarno dobra ponuda.

Jedan od načina da iz svog računala izvučete najviše performansi je nabavka RAM-a visokih performansi. Značajan prodajni broj je takt RAM-a, kao što je DDR4-3200 ili DDR5-6400. Tehnički taj drugi broj nije brzina takta. To je brzina prijenosa. Ovo je dvostruka brzina takta jer DDR RAM ima dvostruku brzinu prijenosa podataka. Ipak, veći broj bolje zvuči na marketinškom materijalu.

Ta brzina prijenosa je mjera propusnosti RAM-a, tako da su veći brojevi bolji. Širina pojasa, međutim, nije jedini faktor u performansama RAM-a. Latencija je jednako važna, ako ne i više.

Što je latencija?

Latencija je mjera kašnjenja između pokretanja procesa i stvarnog događanja. Jednostavan primjer je "ping" vaše internetske veze. Ako ste ikada pokrenuli test brzine, vidjeli ste svoju brzinu preuzimanja i ping. Brzina preuzimanja je vaša internetska propusnost, a ping je latencija između vašeg slanja zahtjeva i poslužitelja koji ga prima. Kao što mnogi igrači znaju, nije važno koliko je brz vaš internet. Nećete imati dobro iskustvo ako imate visoku latenciju.

RAM visokih performansi uvijek će reklamirati svoju brzinu. Često će oglašavati barem jednu specifičnu mjeru latencije. Najčešća i najvažnija mjera latencije je CAS latencija, ponekad skraćena na CL. Gledajući malo dublje u specifikacije proizvoda, općenito je moguće pronaći glavna četiri primarna vremena. To su tCL/tCAS (CAS latencija), tRCD, tRP i tRAS. Ova vremena mogu povremeno biti praćena petim brojem, stopom naredbe, ali to je malo drugačije i općenito nevažno.

Osnove rada RAM-a

Prije nego što definiramo ta primarna vremena, bitno je razumjeti osnove kako RAM zapravo funkcionira. Podaci u RAM-u pohranjuju se u stupce, a samo s jednim se može komunicirati u bilo kojem trenutku. Da biste mogli čitati ili pisati u stupac, prvo morate otvoriti red u kojem se taj stupac nalazi. Samo jedan red može biti otvoren odjednom. RAM može doći s više banaka. U tom slučaju može biti dostupan samo jedan red po banci. Iako se odjednom može komunicirati samo s jednim stupcem, otvaranje drugog retka u drugoj banci omogućuje učinkovito stavljanje u red čekanja za sljedeću operaciju čitanja ili pisanja.

Važno je razumjeti da vremena nisu apsolutne vrijednosti. Oni su zapravo višekratnici RAM I/O takta budući da su jedinice ciklusa takta. Opet, RAM ima dvostruko veću brzinu prijenosa podataka, što je polovica reklamirane brzine. Morate malo izračunati kako biste odredili stvarnu latenciju određenog vremena. Možete napraviti 1/(reklamirana brzina prijenosa u Ts/2) da biste dobili duljinu jednog takta u sekundama i zatim to pomnožiti s vremenskim omjerom čiju vrijednost želite znati. Alternativno, pretpostavimo da želite lakše vrijeme. U tom slučaju možete napraviti 2000/reklamiranu stopu prijenosa u MT-ovima da dobijete duljinu jednog takta u nanosekundama i pomnožite to s vremenskim omjerom.

Na primjer, ako imamo dva seta RAM-a, DDR4-3000 CL15 i DDR4-3200 CL16, možemo učiniti (2000/3000)*15 i (2000/3200)*16 kako bismo otkrili da apsolutna CAS latencija obje vrste RAM-a je 10 nanosekundi.

Primarna vremena

Primarna vremena RAM-a obično se predstavljaju kao skup od četiri broja odvojena crticama. Povremeno će biti popraćeni "1T" ili "2T" na kraju. Za sljedeće primjere upotrijebit ćemo primarna vremena iz dva unosa u našem nedavnom članku o najboljem RAM-u za igre u 2022 .: G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 i G.Skill Trident Z5 RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102 . Za ove primjere, primarna vremena su 16-18-18-38, odnosno 32-39-39-102. Vrijeme za jedan takt je 0,625 nanosekundi, odnosno 0,3125 nanosekundi.

Napomena : Sva ova vremena utječu na bilo koju operaciju, čitanje ili pisanje, iako ćemo se u primjerima ispod pozvati samo na operacije čitanja kako bismo pojednostavili stvari.

CAS kašnjenje

Prvi broj u primarnim vremenima je CAS latencija. Ovo je obično primarni tajming za poboljšanje ako pokušavate overclockati RAM. Latencija CAS-a također se može označiti s CL, tCAS ili tCL, pri čemu se posljednja dva vjerojatnije nalaze u BIOS-u i drugim uslužnim programima za konfiguraciju. CAS je skraćenica za Column Address Strobe. Tehnički to više nije stroboskop. Ali naredba čita podatke iz stupca otvorenog retka u onome što je poznato kao "učitavanje stranice".

tCL je mjera koliko ciklusa nakon što je CAS instrukcija poslana da će se odgovor početi vraćati preko I/O sabirnice. Dakle, za naš primjer DDR4, CAS latencija je 10 nanosekundi; za naš primjer DDR5, CAS latencija je također 10 nanosekundi.

Odgoda RAS do CAS

Drugi unos u primarnim vremenima je odgoda RAS do CAS. To će općenito biti označeno kao tRCD i minimalna je vrijednost, a ne točna vrijednost. Ako nema otvorenih redaka kada dođe uputa za čitanje, to je poznato kao "promašaj stranice". Prvo se mora otvoriti red da bi se pristupilo stupcu i pročitali njegovi podaci. RAS je kratica za Row Access Strobe. Poput CAS-a, to više nije stroboskop s nazivom mamurluk, već je to naziv izdane naredbe za otvaranje reda.

Odgoda RAS-a do CAS-a minimalna je količina ciklusa takta potrebnih za otvaranje reda, pod pretpostavkom da nijedan nije otvoren. Vrijeme potrebno za čitanje podataka u tom scenariju je tRCD + tCL. Naš primjer DDR4 ima tRCD od 18, što je 11,25 nanosekundi, dok naš primjer DDR5 ima tRCD od 39, što daje 12,1875 nanosekundi.

Vrijeme predpunjenja reda

Treće primarno mjerenje vremena je vrijeme predpunjenja reda, općenito skraćeno na tRP. Ova je vrijednost bitna kada postoji druga vrsta promašene stranice. U ovom slučaju desni red nije otvoren, ali drugi red jest. Da biste otvorili desni red, prvo morate zatvoriti drugi red. Proces dovršavanja reda naziva se prednaplata. To uključuje zapisivanje vrijednosti u red iz kojeg se čita kada se otvori.

Vrijeme predpunjenja reda minimalni je broj ciklusa takta potrebnih za dovršetak procesa predpunjenja na otvorenom redu. Ukupna količina vremena za čitanje podataka iz ćelije, u ovom scenariju, bila bi tRP + tRCD + tCL. Kako su vrijednosti tRP-a iste kao tRCD u oba naša primjera, lako je vidjeti da bi završile s istim vrijednostima: 11,25 nanosekundi za DDR4 tRP i 12,1875 nanosekundi za DDR5 tRP.

Vrijeme aktiviranja reda

Četvrto primarno mjerenje vremena je Row Activate Time, općenito skraćeno na tRAS. Ovo je minimalni broj ciklusa takta između naredbe za otvaranje retka i naredbe precharge za njegovo ponovno zatvaranje. To je vrijeme potrebno za interno osvježavanje reda. Ovo je jedino primarno mjerenje vremena koje se preklapa s drugim, konkretno tRCD. Vrijednosti variraju, ali obično su grubo tRCD + tCL, iako se mogu kretati do oko tRCD + (2* tCL).

Naš primjer DDR4 ima tRAS od 38 ciklusa što daje ukupno vrijeme od 23,75 nanosekundi. Naš primjer DDR5 ima rRAS vrijednost od 102 ciklusa što daje ukupno vrijeme od 31,875 nanosekundi.

Povijesno za sinkronizirani DRAM, vrijednosti su bile vrlo blizu tRCD + tCL, kao što se vidi u našem primjeru vremena DDR4. Scenarij tRCD + (2* tCL) tradicionalno se koristio za asinkroni DRAM, budući da je memorijski kontroler trebao ostaviti više nego dovoljno vremena za dovršetak operacije. Zanimljivo, DDR5 trenutno također koristi zbroj tRCD + (2* tCL). Nejasno je je li to uzrokovano promjenom standarda ili je to problem ranih DDR5 proizvoda koji će se pooštravati kako platforma sazrijeva.

Zanimljivo, postoje neki dokazi da je moguće dignuti sustav s tRAS nižim od tRCD + tCL. Teoretski, ovo zapravo ne bi trebalo funkcionirati. Nejasno je je li to zato što je ova vrijednost, kao i većina drugih vremena, minimalna i memorijski kontroler odabire koristiti labavija vremena u praksi. Ili ako su postavke samo djelomično stabilne. Od primarnih vremena, ovo vjerojatno ima najmanji učinak na stvarnu izvedbu, ali možda bi se isplatilo prilagoditi ako tražite vršnu izvedbu, posebno s visokim vrijednostima koje se vide u trenutnom DDR5.

Command Rate

Brzina naredbe je broj ciklusa između odabranog DRAM čipa i naredbe izvršene na tom čipu. Postoje mnoge kratice za ovu vrijednost, kao što su CR, CMD, CPC i tCPD. Najlakši način da kažete je da brojčana vrijednost obično slijedi "T". Unatoč oznaci T, ovo je još uvijek mjera u taktovima.

Većina RAM-a koju nađete radit će na 2T, iako neki mogu raditi na 1T. Postojat će minimalna razlika jer je to razlika jednog ciklusa sata, manja od nanosekunde.

Sekundarna i tercijarna vremena

Postoji mnogo drugih sekundarnih i tercijarnih vremena koja se mogu promijeniti. Međutim, to je vrlo složeno. Čak i iskusnim overklokerima memorije može trebati dan ili više da uspostave stabilne postavke. Neke je lakše prilagoditi od drugih i imaju značajnije učinke. Na primjer, tREFI i tRFC. Oni kontroliraju koliko se često memorijske ćelije osvježavaju i koliko dugo proces osvježavanja traje. Tijekom procesa osvježavanja, banka inače mora mirovati. Dakle, što veći razmak između osvježavanja i što kraće razdoblje osvježavanja znači da vaš RAM može funkcionirati duže vrijeme.

Podešavanje ovih vrijednosti pokazuje određenu vrijednost kada vaša RAM konfiguracija nema dovoljan broj banaka. Ključno je razumjeti da će pogrešne vrijednosti uzrokovati pogreške oštećenja memorije velikih razmjera jer se ćelije neće dovoljno često osvježavati. Ove postavke također su osjetljive na temperaturu RAM-a, jer ona izravno utječe na brzinu opadanja napunjenosti ćelije, a time i na to koliko je često potrebno osvježavati.

Omjer kontrolera memorije

Najnovije generacije CPU-a mogu vam omogućiti da konfigurirate omjer kontrolera memorije. To je obično poznato kao Gear 1, 2 i 4. Gear 1 omogućava da kontroler memorije radi u omjeru 1:1 s memorijom. Međutim, to rezultira prekomjernom potrošnjom energije iznad 3600MTs, što utječe na stabilnost sustava. Za određeno povećanje latencije, prebacivanje na Gear 2 pokreće memorijski kontroler u omjeru 1:2, upola manje od brzine memorije. Ovo u konačnici nudi samo bilo kakvu korist od oko 4400MTs i više. Brzina 1 je bolja, ali brzina 2 može pružiti stabilnost pri većim brzinama.

Iako je ovo važno za DDR4 RAM, DDR5 RAM trenutačno uvijek radi u Gear 2 jer se pokreće brže. Iako je trenutno nepotreban, budući da tehnologija nije dovoljno zrela za korištenje, Gear 4 bi upravljao memorijskim kontrolerom u omjeru 1: s memorijom na jednoj četvrtini brzine. Opet, ovo je potrebno samo pri velikim brzinama. Međutim, nejasno je gdje bi se to prebacivanje točno odvijalo jer hardver još nije tu.

Zaključci

RAM tajmingi nude nevjerojatnu konfiguraciju RAM-a vašeg sustava. Međutim, oni su također duboka zečja rupa ako se upustite u overclocking punog RAM-a. Kako bi se olakšalo dobivanje većine prednosti, XMP standard omogućuje proizvođačima memorije da specificiraju svoja preporučena vremena izvan JEDEC standarda. To može ponuditi dodatnu izvedbu u gotovo plug-and-play implementaciji.

U nekim će slučajevima XMP profil biti omogućen prema zadanim postavkama. Ipak, često će ga biti potrebno ručno odabrati u BIOS-u. Ovo automatski primjenjuje veće brzine koje preporučuje dobavljač i pooštrava vremena na postavke koje je testirao dobavljač. Ako odlučite konfigurirati vremena RAM-a, ključno je znati što su i što rade.