Тайминг памяти что это

Тайминг памяти что это

Здравствуйте, гости моего блога.

Решил написать статью о том, что такое тайминги оперативной памяти, так как заметил, мало кто уделяет должное внимание этому параметру при выборе устройства. Хотя именно по нему определяется производительность ОЗУ при одинаковой тактовой частоте и других одинаковых характеристиках.

Я уже писал на данную тему, но на этот раз хочу подробнее на ней остановиться, чтобы даже начинающие пользователи знали, что значат «непонятные» цифры, указанные на оперативке. Таким образом, начну с азов.

Принцип работы ОЗУ

Мне проще будет объяснить назначение таймингов, если вы сначала поймете, как функционирует оперативная память. Она имеет динамический характер, то есть нуждается в постоянной подаче электроэнергии. Поэтому при каждой перезагрузке компьютера вы теряете то, что было в кэше.

Микросхема включает в себя ячейки в виде конденсаторов. Они получают заряд при записи логической единицы и разряжаются при внесении нуля. Все ячейки структурированы по форме двухмерных матриц, а доступ к каждой открывается путем указания адреса определенной строки RAS (Row Access Strobe) и столбца CAS (Acess Strobe).

Их выбор делается при помощи стробирующего импульса, то есть изменения уровня напряжения от большого к малому. Синхронизированый с тактирующим импульсом сигнал для активации пускается поочередно: сначала на строку, а потом на столбец. Если производится запись, то дается еще один импульс допуска к ней — WE (Write Enable), работающий по тому же принципу.

Далее вы поймете, зачем я всё это рассказывал.

Суть таймингов

Данные параметры показывают, сколько времени требуется оперативке для выполнения тех или иных операций со столбцами и строками, чтобы записать информацию в ячейку или прочитать из нее. Тайминги измеряются в тактах системной шины. Как вы понимаете, чем меньше эти значения, тем лучше.

Если вы рассматривали планку, то должны были заметить обозначения типа DDR3 1600 МГц 9-9-9-24. Последние указанные через дефис цифры показывают количество тактовых импульсов для 4-х таймингов. Самый важный из них — первый, поэтому может быть прописан на этикетке только он. Однако мы разберем поочередно все, чтобы вы понимали, на что они влияют.

CAS Latency

Первые 3 буквы расшифровываются как Column Address Strobe (строб-сигнал адреса колонки). Это тот параметр, который указывается в начале. Он показывает тактовую задержку, требуемую модулю для выбора нужного столбца в строке памяти, чтобы прочитать определенную информацию.

Попробую упростить свое объяснение: CL — это время между получением команды на чтение и ее выполнением. Запрос на данную операцию поступает к ОЗУ от процессора, а к нему, в свою очередь, от вас.

Вот поэтому данный параметр и является самым важным — он показывает скорость работы оперативки.

RAS-CAS

С этими двумя аббревиатурами вы уже встречались, когда я описывать принцип действия модуля памяти. Сокращенно этот тайминг называется tRCD. Он показывает количество тактов от снятия импульса RAS (выбором нужной строки) к подаче сигнала CAS (нахождением столбца в строке). Иными словами, это отрезок времени между получением команды «Active» и выполнением поступающей после нее команды «Read» (чтение) или «Write» (запись).

RAS Precharge

Данный тайминг рассказывает о количестве тактов между сигналом на предварительную зарядку одной строки данных и получением доступа к следующей. Проще говоря, он показывает, сколько времени проходит между завершением обработки одной строки и переходом к другой (от команды «Precharge» до «Active»).

Row Active

Также вы можете встретить такое название как tRAS (time of Active to Precharge Delay). Этот параметр определяет задержку, в течение которой активна одна строка.

Узнаем число тактов своего модуля

Интересно, сколько таймингов имеет установленная в вашем компьютере оперативка? Вам не придется его разбирать, так как этикетка на планке — не единственный вариант, где можно посмотреть данные значения.

Я уже писал об этом в предыдущей статье, но повторюсь для тех, кто ее пропустил. Вам нужно скачать утилиту CPU-Z . Когда запустите ее, перейдите на вкладку «Memory» и увидите все 4 тайминга и даже больше. Вообще, это полезная программа, поэтому не поленитесь ее установить.

Изменение таймингов

Если вы хотите разогнать оперативную память, наверняка задаетесь вопросом, можно ли изменить значения временных задержек? Можно.

Обычно они устанавливаются автоматически, когда вы подключаете модуль к материнской плате. Но зайдя в биос, есть возможность настроить их вручную. Для этого вам потребуется раздел «Advanced Chipset» и опция «DRAM Timings». Однако если вы не уверены в своих действиях, лучше оставьте вариант Auto, ибо могут случится неприятные последствия при неправильных настройках.

Возможно когда — нибудь напишу об этой теме более подробно.

Подписывайтесь на обновления моего блога, чтобы не пропускать самое интересное.

Сменить шрифт на обычный короткая ссылка на новость:
следующая новость | предыдущая новость #Тайминги #CL

Введение

Модули памяти DDR и DDR2 классифицируются по максимальной частоте, на которой они могут работать. Но, помимо частоты, есть и другие параметры, определяющие производительность памяти – это тайминги. Тайминги – это числа, такие как 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 или 2-2-2-5, чем меньше числа, тем лучше. Давайте разберемся, что обозначает каждая цифра этих чисел.

Модули памяти DDR и DDR2 маркируются по классификации DDRxxx/PCyyyy.

Первое число – xxx – указывает максимальную тактовую частоту, на которой могут работать чипы памяти. Например, максимальная частота, на которой могут работать модули DDR400 – 400 МГц, а модули DDR2-667 могут работать на частотах до 667 МГц. Нужно уточнить, что это не реальная тактовая частота ячеек памяти – их рабочая частота в случае с DDR равна половине, а DDR2 – четверти частоты, указываемой в маркировке модулей. То есть, модули памяти DDR400 работают на частоте 200 МГц, а модули DDR2-667 на частоте 166 МГц, но с контроллером памяти и DDR, и DDR-II сообщаются на половине частоты, указанной в маркировке (т.е. 200 и 333МГц, соотвественно), поэтому в дальнейшем именно такая частота будет подразумеваться под реальной рабочей.

Читайте также:  Мегафон домашнего региона что это

Второе число – yyyy – указывает максимальную скорость передачи данных в МБ/с.

Максимальная скорость передачи данных у модулей DDR400 равна 3200 МБ/с, следовательно, их маркируют PC3200. Модули DDR2-667 передают данные со скоростью 5336 МБ/с, и их маркируют как PC2-5400. Как видите, после “DDR” или "PC" мы ставим цифру "2", чтобы указать, что речь идет о памяти DDR2, а не DDR.

Первая классификация – DDRxxx – является стандартной для классификации чипов памяти, вторая – PCyyyy – для модулей памяти. На рисунке 1 представлен модуль памяти PC2-4200 компании Corsair, который сделан на чипах DDR2-533.

Модуль памяти DDR2-533/PC2-4200

Максимальную рабочую частоту модуля памяти можно рассчитать по следующей формуле:

максимальная теоретическая скорость передачи данных = тактовая частота x число битов / 8

Так как DIMM модули передают одновременно 64 бита, то “число битов” будет 64. Так как 64 / 8 равно 8, то эту формулу можно упростить:

максимальная теоретическая скорость передачи данных = тактовая частота x 8

Если модуль памяти установлен в компьютере, шина памяти которого работает на более низкой тактовой частоте, то максимальная скорость передачи данных у этого модуля памяти будет ниже его максимальной теоретической скорости передачи данных. На практике непонимание этого факта встречается довольно часто.

Например, Вы купили 2 модуля памяти DDR500/PC4000. Даже при том, что они маркированы как DDR500, в вашей системе они не будут автоматически работать на частоте 500 МГц. Это максимальная тактовая частота, которую они поддерживают, но она не всегда совпадает с той тактовой частотой, на которой они будут работать. Если Вы установите их в обычный персональный компьютер, поддерживающий модули DDR, то эти модули памяти будут работать на частоте 400 МГц (DDR400) – максимальной частоте стандарта DDR. При этом максимальная скорость передачи данных будет равна 3200 МБ/с (или 6400 МБ/с, если модули памяти работают в двухканальном режиме). Таким образом, модули не будут автоматически работать на частоте 500 МГц, и не достигнут скорости передачи данных в 4000 МБ/с.

Зачем же, в таком случае, такие модули покупают? Для разгона. Так как изготовитель гарантирует, что эти модули могут работать на частотах до 500 МГц, Вы знаете, что можно поднять частоту шины памяти до 250 МГц, и таким образом увеличить быстродействие компьютера. Но это можно будет сделать при условии, что материнская плата компьютера поддерживает такой разгон. Поэтому, если Вы не хотите «разгонять» свой компьютер, то бесполезно покупать модули памяти с маркировкой по тактовой частоте выше, чем обычная частота шины памяти материнской платы.

Для среднего пользователя этой информации о модулях памяти DDR/DDR2 достаточно. Продвинутому же пользователю нужно знать ещё об одной характеристике: темповости работы памяти, или, как ещё называют совокупность временных параметров работы памяти – тайминги, задержки или латентность. Рассмотрим эти параметры модулей памяти подробнее.

Тайминги

Именно из-за разницы в таймингах, 2 модуля памяти, имеющие одну и ту же теоретическую максимальную скорость передачи данных, могут иметь разную пропускную способность. Почему так может быть, если оба модуля работают на одной и той же частоте?

Для выполнения каждой операции чипу памяти нужно вполне определенное время – тайминги как раз и определяют это время, выраженное в количестве циклов тактовой частоты шины памяти. Приведем пример. Рассмотрим самый известный параметр, который называют CAS Latency (или CL, или "время доступа"), который указывает, через сколько тактовых циклов модуль памяти выдает запрошенные центральным процессором данные. Модуль памяти с CL 4 запоздает с ответом на 4 тактовых цикла, тогда как модуль памяти с CL 3 запаздывает на 3 тактовых цикла. Хотя оба модуля могут работать на одной и той же тактовой частоте, второй модуль будет работать быстрее, поскольку он будет выдавать данные быстрее, чем первый. Эта проблема известна под названием "время ожидания".

Тайминги памяти обозначаются рядом чисел, например, так: 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 или 2-2-2-5. Каждое из этих чисел указывают, за сколько тактовых циклов память выполняет определенную операцию. Чем меньше эти числа, тем быстрее память.

DDR2 модуль памяти с таймингами 5-5-5-15

Числа таймингов указывают параметры следующих операций: CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD. Чтобы было понятнее, представьте себе, что память организована в виде двумерной матрицы, где данные хранятся на пересечении строк и столбцов.

CL: CAS Latency – время, проходящее с момента посыла команды в память до начала ответа на этот запрос. То есть это время, которое проходит между запросом процессора некоторых данных из памяти и моментом выдачи этих данных памятью.

tRCD: задержка от RAS до CAS – время, которое должно пройти с момента обращения к строке матрицы (RAS), до момента обращения к столбцу матрицы (CAS), в которых хранятся нужные данные.

tRP: RAS Precharge – интервал времени с момента закрытия доступа к одной строке матрицы и началом доступа к другой строке данных.

tRAS – пауза, которая нужна памяти, чтобы вернуться в состояние ожидания следующего запроса.

CMD: Скорость поступления команды (Command Rate) – время с момента активации чипа памяти до момента, когда можно будет обратиться к памяти с первой командой. Иногда этот параметр не указывается. Обычно это T1 (1 тактовый цикл) или T2 (2 тактовых цикла).

Обычно у пользователя есть 2 возможности. При конфигурации компьютера использовать стандартные тайминги памяти. В большинстве случаев для этого при настройке материнской платы в пункте конфигурации памяти нужно выбрать параметр "авто". Можно также вручную сконфигурировать компьютер, выбрав более низкие тайминги, что может увеличить производительность системы. Нужно заметить, что не все материнские платы позволяют изменять тайминги памяти. Кроме того, некоторые материнские платы могут не поддерживать очень низкие тайминги, из-за чего они могут сконфигурировать ваш модуль памяти так, что он будет работать с более высокими таймингами.

Читайте также:  Вкл выкл одной кнопкой без фиксации схема

Конфигурирование таймингов памяти в настройках материнской платы

При разгоне памяти может случиться так, что для того, чтобы система работала устойчиво, вам, возможно, придется в настройках увеличить тайминги работы памяти. Вот здесь-то и могут быть очень интересные ситуации. Даже при том, что частота памяти будет поднята, из-за увеличения задержек в работе памяти её пропускная способность может уменьшиться.

В этом ещё одно преимущество скоростных модулей памяти, ориентированных на разгон. Помимо гарантии работы модуля памяти на маркированной тактовой частоте, изготовитель также гарантирует, что при этом Вы сможете сохранить паспортные тайминги модуля.

Возвращаясь к примеру с модулем памяти DDR500/PC4000 – даже при том, что с модулями DDR400/PC3200 Вы сможете достичь частоты в 500 МГц (250 МГц x2), для них, возможно, придется увеличить тайминги, в то время как для модулей DDR500/PC4000 изготовитель гарантирует, что Вы сможете достичь 500 МГц, сохранив указанные в маркировке тайминги.

Далее – рассмотрим в деталях все параметры, из которых состоят тайминги.

CAS Latency (CL)

Как уже упоминалось выше, CAS Latency (CL) является очень важным параметром памяти. Он указывает, сколько тактовых циклов нужно памяти для выдачи запрашиваемых данных. Память с CL = 3 задержится с ответом на 3 тактовых цикла, а память с CL = 5 сделает то же самое только через 5 тактовых циклов. Таким образом, из двух модулей памяти, работающих на одной и той же тактовой частоте, тот модуль, у которого CL меньше, будет быстрее.

Обратите внимание, что здесь под тактовой частотой имеется в виду реальная тактовая частота, на которой работает модуль памяти – то есть половина указываемой частоты. Так как память DDR и DDR2 за один тактовый цикл может выдавать данные 2 раза, то для них указывается двойная реальная тактовая частота.

На рисунке 4 показан пример работы CL. На нем приведены 2 примера: для модуля памяти с CL = 3 и модуля памяти с CL = 5. Синим цветом обозначена команда "читать".

Память с CL = 3 обеспечивает 40% преимущество по времени ожидания по сравнению с памятью с CL = 5, считая, что они обе работают на одной тактовой частоте.

Можно даже вычислить время задержки, после которого память начнет выдавать данные. Период каждого тактового цикла можно легко вычислить по следующей формуле:

Таким образом, период одного тактового цикла памяти DDR2-533, работающей на частоте 533 МГц (частота шины – 266,66 МГц) равен 3,75 нс (нс = наносекунда; 1 нс = 0,000000001 с). Имейте в виду, что при расчетах нужно использовать реальную тактовую частоту, которая равна половине номинальной частоты. Таким образом, память DDR2-533 задержит выдачу данных на 18,75 нс, если CL =5, и на 11,25 нс, если CL =3.

Память SDRAM, DDR и DDR2 поддерживает пакетный режим выдачи данных, когда задержка перед выдачей следующей порции данных составляет всего один тактовый цикл, если эти данные располагаются по адресу, следующему за текущим адресом. Поэтому, в то время как первые данные выдаются с задержкой на CL тактовых циклов, следующие данные будут выдаваться сразу же за первыми, не задерживаясь ещё на CL циклов.

Задержка от RAS до CAS (RAS to CAS Delay [tRCD])

Каждый чип памяти внутренне организован как двумерная матрица. В каждом пересечении строк и столбцов имеется маленький конденсатор, который отвечает за сохранение “0” или “1” – единиц информации, или данных. Процедура доступа к хранящимся в памяти данным состоит в следующем: сначала активируется строка с нужными данными, затем столбец. Эта активация происходит по двум контрольным сигналам – RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe). Чем меньше временной интервал между этими двумя сигналами, тем лучше, поскольку данные будут считываться быстрее. Это время называется задержкой от RAS до CAS (RAS to CAS Delay [tRCD]). Это иллюстрирует рисунок 5 – в данном случае для памяти с tRCD = 3.

RAS to CAS Delay (tRCD)

Как видите, задержка от RAS до CAS является также числом тактовых циклов, проходящих с момента прихода команды “Active” (активировать) до команды "чтение" или "запись".

Как и в случае с CAS Latency, RAS to CAS Delay имеет дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память, так как в этом случае чтение или запись данных начинается быстрее.

RAS Precharge (tRP)

После получения данных из памяти, нужно послать в память команду Precharge, чтобы закрыть строку памяти, из которой считывались данные, и разрешить активацию другой строки. RAS Precharge time (tRP) – временной интервал между командой Precharge и моментом, когда память сможет принять следующую команду активации – Active. Как мы узнали в предыдущем разделе, команда “active” запускает цикл чтения или записи.

RAS Precharge (tRP)

На рисунке 6 приведен пример для памяти с tRCD = 3.

Как и в случае с другими параметрами, RAS Precharge имеет дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память, так как в этом случае команда “active” поступает быстрее.

Суммируя рассмотренное выше, получаем, что время, которое проходит с момента выдачи команды Precharge (закрыть строку и …) до фактического получения данных процессором равно tRP + tRCD + CL.

Другие параметры

Рассмотрим 2 других параметра – Active to Precharge Delay (tRAS) и Command Rate (CMD). Как и в случае с другими параметрами, эти 2 параметра имеют дело с реальной тактовой частотой (которая равна половине маркировочной частоты), и чем меньше эти параметры, тем быстрее память.

Active to Precharge Delay (tRAS): если в память поступила команда “Active”, то следующая команда “Precharge” не будет восприниматься памятью, пока не пройдет время равное tRAS. Таким образом, этот параметр определяет временной предел, после которого память может начать считывать (или записывать) данные из другой строки.

Читайте также:  The walking dead final season не запускается

Command Rate (CMD) – отрезок времени с момента активации чипа памяти (прихода сигнала на вывод CS – Chip Select [выбор чипа]) до того как чип сможет принять какую-нибудь команду. Этот параметр обозначается буквой “T” и может принимать значения 1Т или 2T – 1 тактовый цикл или 2 тактовых цикла, соответственно.

Что означают эти непонятные цифры на оперативной памяти для ПК? Ведь тайминги напрямую влияют на ее быстродействие, но их величина — это вовсе не объем и не скорость. Рассказываем понятным языком и объясняем, какие параметры лучше.

При выборе оперативной памяти для ПК многие пользователи сталкиваются с вопросом изучения характеристик чипов, в том числе рабочих частот и таймингов. Но если с первыми все понятно — чем они выше, тем быстрее память, то со вторыми не все так просто. Мы расскажем, для чего нужен этот параметр и как выбрать планку с оптимальными значениями таймингов.

Что влияет на скоростные параметры ОЗУ

От скоростных показателей оперативной памяти зависит как быстро будет осуществляться обмен данными между процессором и жестким диском и системой. Чем выше частота работы чипов, тем больше операций чтения/записи она может выполнить в единицу времени. Конечно, от объема оперативной памяти также зависит общее быстродействие ПК, но лишь в определенных программах.

Это может быть интересно:

Характеристики памяти

Возьмем конкретный пример: планка оперативной памяти DDR3 1600 RAM имеет в обозначениях еще и такие характеристики, как PC3 12800, а у модуля DDR4 2400 RAM указано PC4 19200. Что это означает? Первая цифра указывает на частоту работы памяти в МГц, то вторая связана с битами:

1 байт = 8 бит

Из этого можно вычислить, что DDR3 с частотой 1600 МГц сможет обработать 12800 МБ/сек. Аналогично этому DDR4 2400 сможет попустить через себя данные со скоростью 19200 МБ/сек. Таким образом, со скоростью обработки данных разобрались.

Теперь плавно переходим к таймингам. Эти цифры также указывают на наклейках на оперативной памяти в виде счетверённых через дефис цифр, например, 7-7-7-24, 8-8-8-24 и т.д. Эти цифры обозначают, какой промежуток времени (задержка) необходим модулю RAM для доступа к битам данных при выборке из таблицы массивов памяти.

Эта задержка характеризует, какое количество тактовых импульсов необходимо для считывания данных из ячеек памяти для 4-х таймингов. Самый важный из четырех цифр — первый, и на этикетке может быть написан только он.

Это может быть интересно:

Поэтому, в этих характеристиках действует обратный принцип: чем меньше числа, тем выше скорость. А меньшая задержка обеспечит быстрее считать или записать данные в ячейку памяти и затем достигнут процессора для обработки.

Тайминги замеряют период ожидания (CL, CAS Latency, где CAS — Acess Strobe) чипа памяти, пока он обрабатывает текущий процесс. Т.е. это время между получением команды на чтение и ее выполнением.

Со следующими двумя цифрами все несколько сложнее. Вторая цифра в строке таймингов RAS-CAS, ) является ни чем иным, как отрезок времени между получением команды «Active» и выполнением поступающей после нее команды на чтение или запись. Здесь также — чем меньше, тем лучше.

Третья цифра, это RAS Precharge — время, за которое проходит между завершением обработки одной строки и переходом к другой.

И последняя цифра демонстрирует параметр памяти Row Active. Он определяет задержку, в течение которой активна одна строка в ячейке.

Какие тайминги лучше выбирать

Допустим вы покупаете для своего ноутбука комплект оперативной памяти из двух планок DDR. В этом случае тайминги будут одинаковые у обеих модулей, что определяет их стабильную работу. Что касается величины, то определяющей является первая цифра, обозначаемая, как CL-9. А значения 9-9-9-24 можно охарактеризовать, как средние по быстродействию.

Вы также можете подобрать себе оперативную память в качестве апгрейда. Здесь также нужно придерживаться правила равных таймингов, и не допускать, чтобы какой-то из них, например, опережал почти на треть цикла.

Если же вы намерены установить на ПК самую быструю память, что следует учесть, что, например, тайминги 4-4-4-8, 5-5-5-15 и 7-7-7-21 могут обеспечить очень быстрый доступ к данным, но процессор и материнская плата не смогут этим воспользоваться. При этом важно, чтобы в материнской была возможность вручную установить тайминги для ОЗУ.

Как узнать тайминги оперативной памяти

Для этих целей не обязательно вскрывать корпус и вытаскивать из слотов планки оперативной памяти. Специальная бесплатная утилита CPU-Z позволит быстро узнать нужные цифры таймингов. Скачать ее можно с сайта программы.

Как посчитать тайминг самому

Для вычисления таймингов самостоятельно можно использовать довольно простую формулу:

Время задержки (сек) = 1 / Частоту передачи (Гц)

Таким образом, из скриншота с CPU-Z можно высчитать, что модуль DDR 3, работающий с частотой 400 МГц (половина декларируемого производителем значения, т.е. 800 МГц) будет выдавать примерно:

1 / 400 000 000 = 2,5 нсек (наносекунд)

периода полного цикла (время такта). А теперь считаем задержку для обоих вариантов, представленных в рисунках. При таймингах CL-11 модуль будет выдавать задержки периодом 2,5 х 11 = 27,5 нсек. В CPU-Z это значение показано как 28. Как видно из формулы, чем ниже каждый из указываемых параметров, тем быстрее будет ваша оперативная память работать.

Как вручную задать тайминги в BIOS

Такая возможность есть не в любой материнской плате — лишь в оверклокерских модификациях. Вы можете попробовать выставить тайминги вручную из предлагаемых системой значений, после чего нужно внимательно следить за стабильностью работы ПК под нагрузкой. Если в БИОС специальных настроек не предусмотрено, то стоит смириться с теми, которые установлены по умолчанию.

Читайте также:

Фото: компании-производители

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector