Kaj so časi RAM-a?

Večina uporabnikov računalnikov pri nakupu računalnika ne bo preveč skrbela za zmogljivost. Dokler je dovolj hitro in poceni, je to dovolj dobro. Kupili bodo računalnik s trenutno ali prejšnjo generacijo procesorja in iskali pravo količino prostora za shranjevanje na najbližjega pol terabajta.

Nekateri morda iščejo hitrost procesorja, število jeder ali zmogljivost RAM-a, vendar je to običajno to. Če ste navdušenec nad tehnologijo, boste tem stvarem morda bolj pozorni, da boste vedeli, kaj dobite in ali je to res dobra ponudba.

Eden od načinov, kako iz svojega računalnika iztisniti največjo zmogljivost, je pridobitev visoko zmogljivega RAM-a. Pomembna bleščeča prodajna številka je takt RAM-a, kot je DDR4-3200 ali DDR5-6400. Tehnično ta druga številka ni takt. To je hitrost prenosa. To je dvojna hitrost ure, ker ima DDR RAM dvojno hitrost prenosa podatkov. Kljub temu se višja številka bolje sliši v marketinškem gradivu.

Ta hitrost prenosa je merilo pasovne širine RAM-a, zato so višje številke boljše. Pasovna širina pa ni edini dejavnik pri zmogljivosti RAM-a. Zakasnitev je prav tako pomembna, če ne še bolj.

Kaj je zakasnitev?

Zakasnitev je merilo zakasnitve med sproženim procesom in dejanskim izvajanjem. Preprost primer je "ping" vaše internetne povezave. Če ste kdaj izvajali preizkus hitrosti, ste videli svojo hitrost prenosa in ping. Hitrost prenosa je vaša internetna pasovna širina, ping pa zakasnitev med vašo zahtevo in strežnikom, ki jo prejme. Kot bo vedelo veliko igralcev iger, ni pomembno, kako hiter je vaš internet. Ne boste imeli dobre izkušnje, če imate visoko zakasnitev.

Visokozmogljiv RAM bo vedno oglaševal svojo hitrost. Pogosto bo oglaševal vsaj eno specifično merilo zakasnitve. Najpogostejša in pomembna mera zakasnitve je zakasnitev CAS, včasih skrajšana na CL. Če pogledamo nekoliko globlje v specifikacije izdelka, je na splošno mogoče najti glavne štiri primarne čase. To so tCL/tCAS (zakasnitev CAS), tRCD, tRP in tRAS. Tem časom lahko občasno sledi peta številka, stopnja ukaza, vendar je to nekoliko drugačno in na splošno nepomembno.

Osnove delovanja RAM-a

Preden definiramo te primarne časovne razporeditve, bo bistveno razumeti osnove, kako RAM dejansko deluje. Podatki v RAM-u so shranjeni v stolpcih in kadar koli je mogoče komunicirati samo z enim. Če želite brati iz stolpca ali pisati vanj, morate najprej odpreti vrstico, v kateri je ta stolpec. Naenkrat je lahko odprta samo ena vrstica. RAM ima lahko več bank. V tem primeru je lahko na banki na voljo le ena vrstica. Medtem ko je naenkrat mogoče komunicirati samo z enim stolpcem, lahko z drugo vrstico, odprto v drugi banki, učinkovito postavite naslednjo operacijo branja ali pisanja v čakalno vrsto.

Pomembno je razumeti, da časi niso absolutne vrednosti. Pravzaprav so večkratniki I/O ure RAM-a, saj so enote taktov. Še enkrat, RAM je dvojna hitrost prenosa podatkov, kar je polovica oglaševane hitrosti. Za določitev dejanske zakasnitve določenega časa morate narediti nekaj matematike. Lahko naredite 1/(oglaševana hitrost prenosa v Ts/2), da dobite dolžino posameznega takta v sekundah, nato pa to pomnožite s časovnim razmerjem, katerega vrednost želite vedeti. Druga možnost je, da si želite lažji čas. V tem primeru lahko naredite 2000/oglašeno hitrost prenosa v MT, da dobite dolžino posameznega takta v nanosekundah in to pomnožite s časovnim razmerjem.

Na primer, če imamo dva sklopa RAM-a, DDR4-3000 CL15 in DDR4-3200 CL16, lahko naredimo (2000/3000)*15 in (2000/3200)*16, da ugotovimo, da je absolutna zakasnitev CAS obeh vrst RAM-a je 10 nanosekund.

Primarni časi

Primarni časi RAM-a so običajno predstavljeni kot niz štirih številk, ločenih s pomišljaji. Občasno jih bo spremljal "1T" ali "2T" na koncu. Za naslednje primere bomo uporabili primarne čase iz dveh vnosov v našem nedavnem članku o najboljšem igralnem RAM-u v letu 2022 : G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 in G.Skill Trident Z5 RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102 . Za te primere so primarni časi 16-18-18-38 oziroma 32-39-39-102. Čas za posamezen cikel ure je 0,625 nanosekunde oziroma 0,3125 nanosekunde.

Opomba : vsi ti časi vplivajo na katero koli operacijo, branje ali pisanje, čeprav se bomo v spodnjih primerih sklicevali samo na operacije branja, da bodo stvari poenostavljene.

Zakasnitev CAS

Prva številka v primarnih časih je zakasnitev CAS. To je običajno primarni čas za izboljšanje, če poskušate pospešiti RAM. Zakasnitev CAS je lahko označena tudi s CL, tCAS ali tCL, pri čemer je verjetneje, da bosta slednja dva na voljo v BIOS-u in drugih konfiguracijskih pripomočkih. CAS je okrajšava za Column Address Strobe. Tehnično to ni več stroboskop. Toda ukaz prebere podatke iz stolpca odprte vrstice v tako imenovanem »zadetku strani«.

tCL je merilo, koliko ciklov po tem, ko je bilo poslano navodilo CAS, se bo odgovor začel vračati prek V/I vodila. Torej je za naš primer DDR4 zakasnitev CAS 10 nanosekund; za naš primer DDR5 je zakasnitev CAS prav tako 10 nanosekund.

Zakasnitev RAS v CAS

Drugi vnos v primarnih časih je zakasnitev RAS do CAS. To bo na splošno označeno kot tRCD in je najmanjša vrednost, ne natančna vrednost. Če ni odprte nobene vrstice, ko pride navodilo za branje, je to znano kot »zgrešena stran«. Najprej je treba odpreti vrstico za dostop do stolpca za branje njegovih podatkov. RAS je kratica za Row Access Strobe. Tako kot CAS tudi to ni več stroboskop z imenom mačka, ampak je ime ukaza, izdanega za odpiranje vrstice.

Zakasnitev RAS v CAS je najmanjša količina urnih ciklov, potrebnih za odpiranje vrstice, ob predpostavki, da nobena ni odprta. Čas za branje podatkov v tem scenariju je tRCD + tCL. Naš primer DDR4 ima tRCD 18, kar je 11,25 nanosekund, medtem ko ima naš primer DDR5 tRCD 39, kar daje 12,1875 nanosekund.

Čas predpolnjenja vrstice

Tretji primarni čas je Row Precharge Time, ki je običajno skrajšan na tRP. Ta vrednost je bistvena, ko pride do druge vrste zgrešene strani. V tem primeru desna vrstica ni odprta, druga pa je. Če želite odpreti desno vrstico, morate najprej zapreti drugo vrstico. Postopek dokončanja vrstice se imenuje predhodno polnjenje. To vključuje zapisovanje vrednosti v vrstico, ki je bila prebrana, ko se je odprla.

Čas predhodnega polnjenja vrstice je najmanjše število taktov, potrebnih za dokončanje postopka predhodnega polnjenja v odprti vrstici. Skupni čas za branje podatkov iz celice bi v tem scenariju bil tRP + tRCD + tCL. Ker so vrednosti tRP enake kot tRCD v obeh naših primerih, je zlahka videti, da bi imeli na koncu enake vrednosti: 11,25 nanosekunde za DDR4 tRP in 12,1875 nanosekunde za DDR5 tRP.

Čas aktiviranja vrstice

Četrti primarni čas je Row Activate Time, na splošno skrajšan na tRAS. To je najmanjše število taktov med ukazom za odpiranje vrstice in ukazom precharge za njeno ponovno zapiranje. To je čas, potreben za notranjo osvežitev vrstice. To je edini primarni čas, ki se prekriva z drugim, natančneje tRCD. Vrednosti se razlikujejo, vendar so običajno približno tRCD + tCL, čeprav se lahko gibljejo do približno tRCD + (2* tCL).

Naš primer DDR4 ima tRAS 38 ciklov, kar daje skupni čas 23,75 nanosekund. Naš primer DDR5 ima vrednost rRAS 102 ciklov, kar daje skupni čas 31,875 nanosekund.

V preteklosti so bile vrednosti za sinhroniziran DRAM zelo blizu tRCD + tCL, kot je razvidno iz našega primera časov DDR4. Scenarij tRCD + (2* tCL) je bil tradicionalno uporabljen za asinhroni DRAM, saj je moral pomnilniški krmilnik omogočiti več kot dovolj časa za dokončanje operacije. Zanimivo je, da DDR5 trenutno uporablja tudi vsoto tRCD + (2* tCL). Ni jasno, ali je to posledica spremembe standarda ali pa gre za težavo zgodnjih izdelkov DDR5, ki bodo poostreni, ko bo platforma dozorela.

Zanimivo je, da obstaja nekaj dokazov, da je mogoče zagnati s tRAS, nižjim od tRCD + tCL. Teoretično to res ne bi smelo delovati. Ni jasno, ali je to zato, ker je ta vrednost, tako kot večina drugih časov, minimalna in se pomnilniški krmilnik v praksi odloči za uporabo ohlapnejših časov. Ali če so bile nastavitve le delno stabilne. Od primarnih časov ima to verjetno najbolj majhen učinek na dejansko zmogljivost, vendar bi ga bilo morda vredno prilagoditi, če iščete vrhunsko zmogljivost, zlasti z visokimi vrednostmi, ki jih opazimo pri trenutnem DDR5.

Command Rate

Hitrost ukazov je število ciklov med izbranim čipom DRAM in ukazom, izvedenim na tem čipu. Za to vrednost obstaja veliko akronimov, kot so CR, CMD, CPC in tCPD. Najlažji način za ugotovitev je, da številski vrednosti običajno sledi »T«. Kljub oznaki T je to še vedno mera v urnih ciklih.

Večina RAM-a, ki ga najdete, bo delovala pri 2T, čeprav nekateri morda delujejo pri 1T. Razlika bo minimalna, saj je to razlika enega cikla ure, manjša od nanosekunde.

Sekundarni in terciarni časi

Obstaja veliko drugih sekundarnih in terciarnih časov, ki jih je mogoče spremeniti. Vendar je to zelo zapleteno. Celo izkušeni overclockerji pomnilnika lahko potrebujejo dan ali več, da vzpostavijo stabilne nastavitve. Nekatere je lažje prilagoditi kot druge in imajo pomembnejši vpliv. Na primer tREFI in tRFC. Ti nadzorujejo, kako pogosto se pomnilniške celice osvežujejo in kako dolgo traja postopek osveževanja. Med postopkom osveževanja mora banka sicer mirovati. Torej čim večji razmik med osvežitvami in čim krajše obdobje osveževanja pomeni, da lahko vaš RAM deluje dlje časa.

Prilagoditev teh vrednosti pokaže določeno vrednost, ko ima vaša konfiguracija RAM-a nezadostno število bank. Ključnega pomena je razumeti, da bo napačna vrednost teh vrednosti povzročila obsežne napake pri poškodbah pomnilnika, saj celice ne bodo dovolj pogosto osvežene. Te nastavitve so dovzetne tudi za temperaturo pomnilnika RAM, saj to neposredno vpliva na to, kako hitro upada naboj v celici in s tem na to, kako pogosto jo je treba osveževati.

Razmerje krmilnika pomnilnika

Zadnje generacije procesorjev vam lahko omogočajo konfiguracijo razmerja krmilnika pomnilnika. To je običajno znano kot Gear 1, 2 in 4. Gear 1 poskrbi, da pomnilniški krmilnik deluje v razmerju 1:1 s pomnilnikom. Vendar pa to povzroči prekomerno porabo energije nad 3600MTs, kar vpliva na stabilnost sistema. Za nekaj povečanja zakasnitve preklop na Gear 2 zažene krmilnik pomnilnika v razmerju 1:2, s polovično hitrostjo pomnilnika. To navsezadnje ponuja le koristi od okoli 4400MTs in več. Prestava 1 je boljša, vendar lahko prestava 2 zagotovi stabilnost pri višjih hitrostih.

Čeprav je to pomembno za DDR4 RAM, DDR5 RAM trenutno vedno deluje v Gear 2, saj se zažene hitreje. Čeprav je trenutno nepotreben, saj tehnologija še ni dovolj zrela za uporabo, bi Gear 4 upravljal pomnilniški krmilnik v razmerju 1: s pomnilnikom pri eni četrtini hitrosti. Še enkrat, to je potrebno samo pri visokih hitrostih. Vendar pa ni jasno, kje točno bi bil ta prehod, saj strojna oprema še ni na voljo.

Sklepi

Časi RAM-a ponujajo neverjetno konfiguracijo za vaš sistemski RAM. Vendar pa so tudi globoka zajčja luknja, če se lotite popolnega overclockinga RAM-a. Da bi olajšali izkoriščanje večine prednosti, standard XMP proizvajalcem pomnilnika omogoča, da določijo svoje priporočene čase izven standardov JEDEC. To lahko ponudi dodatno zmogljivost v izvedbi skoraj plug-and-play.

V nekaterih primerih bo profil XMP privzeto omogočen. Kljub temu ga bo pogosto treba izbrati ročno v BIOS-u. To samodejno uporabi višje hitrosti, ki jih priporoča prodajalec, in poostri čase glede na nastavitve, ki jih je testiral prodajalec. Če se odločite konfigurirati čase RAM-a, morate vedeti, kaj so in kaj počnejo.