Co to jest i dlaczego ta cecha jest potrzebna w technologii komputerowej? Gdzie znalazła swoją aplikację? Jak uzyskać najlepszą wartość tej cechy?
O pamięci RAM
Jest to nazwa specjalnego urządzenia, w którym znajdują się dane i wykonywane są procesy uruchomione podczas pracy komputera. Ze względu na szybkość swojego działania pełni rolę pośrednika między informacjami znajdującymi się na dysku twardym a procesorem. Najbardziej zrozumiałą cechą dla większości ludzi jest ilość pamięci RAM. W tym przypadku sprawdza się zasada, że im więcej, tym lepiej dla nas. Właściwie teraz 2 GB wystarczy do korzystania z Internetu, oglądania filmów i pracy z najbardziej przydatnymi programami. Ale do oceny wydajności używa się również wielu innych parametrów, takich jak częstotliwość. Wskazuje, ile danych można przesłać przez magistralę w jednej jednostce czasu. Im wyższa częstotliwość, tym wyższa szybkość przesyłania informacji. Ale trzeba wziąć pod uwagę, że jest to również obsługiwane przez procesor i płytę główną. Albo weźmy inny parametr, mniej znany – latencję. Jest to nazwa opóźnień czasowych sygnałów pochodzących z pamięci o dostępie swobodnym. Im niższy komputer będzie pracował, tym ostatecznie lepszy wynik w zakresie wydajności.
Cechy opóźnienia
W poprzednim akapicie pominięto jedną istotną kwestię. Wraz z częstotliwością pamięci RAM zwiększa się również opóźnienie pamięci RAM. Który lepszy od OPa? Jak wybrać mniej lub bardziej uniwersalne wskaźniki? Za optymalne uważa się użycie kilku modeli pamięci. Tak więc, jeśli jest ich dwóch i działają w trybie dwukanałowym, to zostanie zwiększona. Aby to zrobić, używane tablice muszą być zainstalowane w określonych gniazdach (które z reguły są podświetlone jednym kolorem). Jest tutaj taka funkcja: nie jest konieczne, aby miały taką samą ilość pamięci. Ale jeśli chodzi o częstotliwość, pożądane jest tutaj uzyskanie pełnego dopasowania. W przeciwnym razie będą działać z najmniejszą wartością z dwóch.
Co to jest opóźnienie pamięci
Trochę więcej teorii. Tak nazywa się sumowanie, które odbywa się za pomocą specjalnego współczynnika niekontrolowanych prądów wstecznych tranzystorów, które są zawarte w każdym chipie używanej linii pamięci, a także czasu ich przełączania. Może to brzmieć skomplikowanie, ale jest to błędne założenie. Tak więc opóźnienie zależy od częstotliwości, z jaką działają chipy. Co ciekawe, nie jest to proporcjonalne. Innymi słowy: im mniejsze opóźnienie, tym lepiej dla użytkownika. Spójrzmy na przykład. Chcemy, aby nasz hipotetyczny rozmiar wynosił dwa gigabajty. Możemy włożyć jedną linijkę, co da nam 2 GB. Ale to nie jest najlepszy sposób. W takim przypadku najlepiej byłoby zainstalować cztery linie, każda po 512 MB. W tym przypadku należy również wziąć pod uwagę wpływ płyty głównej, a także rodzajów zastosowanych pamięci RAM. Moduł wykonany w oparciu o jedną technologię nie może być umieszczony w miejscu przeznaczonym dla innej technologii. Jest to realizowane w celu wykluczenia uszkodzeń podczas działania mechanizmu nieprzeznaczonego do tych warunków.
Przeznaczenie
Jeśli kiedykolwiek patrzyłeś na urządzenia, być może widziałeś coś podobnego do następującego: „Opóźnienie pamięci RAM: CL9”. Co to znaczy? Ten wskaźnik wskazuje określone opóźnienie, które występuje między rozpoczęciem wysyłania adresu kolumny do pamięci, a odpowiednio faktycznym przesyłaniem danych. Wskazana liczba wskazuje kwotę potrzebną do rozpoczęcia tego procesu. Im mniejszy, tym lepiej dla nas. Dlatego przy wyborze pamięci RAM należy zawsze brać pod uwagę tę wartość.
Typy urządzeń
Do separacji według możliwości używana jest podwójna szybkość przesyłania danych (DDR), co można przetłumaczyć jako podwójną szybkość przesyłania danych. Pierwsze próbki tej technologii miały 184 kontakty. Ich standardowe napięcie zasilania wynosiło 2,5 V. Próbkuje 2 bity danych na cykl. Ale w naszych czasach są uważane za przestarzałe i obecnie praktycznie nie ma ich nigdzie iw żadnym wypadku nie są używane. DDR2 jest uważany za bardziej nowoczesny i najbardziej powszechny. Pozwala wybrać 4 bity na raz w jednym cyklu. Moduł wykonany jest w formie posiadającej 240 styków (po 120 z każdej strony). Standardowe napięcie zasilania wynosi 1,8 V. DDR3 jest uważany za stosunkowo nowy. Może próbkować 8 bitów danych w jednym cyklu. Jest on również wykonany na płytce drukowanej, która ma 230 pinów. Ale standardowe napięcie zasilania w tym przypadku to tylko 1,5 V. Jest też DDR4, ale to nowa technologia, której wciąż bardzo trudno sprostać.
Przepustowość łącza
Uzupełnimy już artykuł o opóźnieniu pamięci RAM. To, co zostało przedstawione wcześniej, wystarczy już do zrozumienia większości informacji o PO. I na koniec - przepustowość. Idealnie więc wartość tej cechy ze strony pamięci RAM powinna odpowiadać wielkości parametru na procesorze. Rozważ to pytanie, zakładając, że mamy wspomniany wcześniej tryb dwukanałowy. Posiadamy procesor o przepustowości 10600 Mb/s. Wtedy możemy zainstalować moduł operacyjny, który będzie miał prędkość 5300 Mb/s. Razem zapewnią taką samą przepustowość. Ale nie zapominaj, że moduły muszą mieć tę samą częstotliwość. A optymalnie byłoby, gdyby też miały taką samą objętość, były wykonane przez jednego producenta i były produkowane w ramach tej samej partii. Wtedy opóźnienie pamięci RAM będzie dążyć do minimalnej możliwej wartości. Jeśli o tym mówimy, sprzedają Kit specjalnie do tych przypadków. Tak nazywają się specjalne zestawy, które są już zoptymalizowane do takiej pracy. Należy zauważyć, że można również korzystać z pamięci, której przepustowość jest wyższa niż przepustowość procesora. Nie wpłynie to jednak znacząco na opóźnienie, nawet jeśli różnica jest wielokrotnością.
Wniosek
Jak widać, opóźnienie pamięci RAM jest bardzo ważną cechą. Szczególnie przyjemne jest to, że można na to wpływać nie tylko od strony sprzętowej, ale także wybierając konfigurację dla swojego komputera. Ale jednocześnie nadal należy zachować rozsądek i nie pracować w trybie więcej niż czterokanałowym. Nie, oczywiście, jeśli chcesz, możesz zbudować komputer z 512 MB, który może pochwalić się szybkością przetwarzania 8 GB. Jednak skuteczność takiego posunięcia byłaby raczej wątpliwa. Lepiej zatrzymać się w tym przypadku na 4 płytach, z których każda będzie miała 2 GB.
#Czasy #CLWstęp
Moduły pamięci DDR i DDR2 są klasyfikowane według maksymalnej częstotliwości, z jaką mogą pracować. Ale oprócz częstotliwości istnieją inne parametry określające wydajność pamięci - są to taktowania. Czasy to liczby takie jak 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 lub 2-2-2-5, im niższe liczby, tym lepiej. Zobaczmy, co oznacza każda cyfra tych liczb.
Moduły pamięci DDR i DDR2 są oznaczone jako DDRxxx/PCyyyy.
Pierwsza liczba, xxx, wskazuje maksymalną prędkość zegara, z jaką mogą działać układy pamięci. Na przykład maksymalna częstotliwość, z jaką mogą pracować moduły DDR400, to 400 MHz, podczas gdy moduły DDR2-667 mogą pracować na częstotliwościach do 667 MHz. Należy doprecyzować, że nie jest to rzeczywista częstotliwość taktowania komórek pamięci – ich częstotliwość pracy w przypadku DDR to połowa, a DDR2 to jedna czwarta częstotliwości wskazanej w oznaczeniu modułów. Oznacza to, że moduły pamięci DDR400 działają z częstotliwością 200 MHz, a moduły DDR2-667 z częstotliwością 166 MHz, ale z kontrolerem pamięci zarówno DDR, jak i DDR-II komunikują się z połową częstotliwości wskazanej w oznaczeniu (tj. 200 i odpowiednio 333 MHz), dlatego w przyszłości to właśnie ta częstotliwość będzie rozumiana jako rzeczywista częstotliwość robocza.
Druga liczba, yyyy, wskazuje maksymalną szybkość przesyłania danych w MB/s.
Maksymalna szybkość przesyłania danych dla modułów DDR400 wynosi 3200 MB/s, dlatego są one oznaczone jako PC3200. Moduły DDR2-667 przesyłają dane z prędkością 5336 MB/s i są oznaczone jako PC2-5400. Jak widać, po „DDR” lub „PC” stawiamy cyfrę „2”, aby zaznaczyć, że mówimy o pamięci DDR2, a nie DDR.
Pierwsza klasyfikacja - DDRxxx - to standard klasyfikacji układów pamięci, druga - PCyyyy - dla modułów pamięci. Rysunek 1 przedstawia moduł pamięci PC2-4200 firmy Corsair, który jest oparty na układach DDR2-533.
Moduł pamięci DDR2-533/PC2-4200
Maksymalną częstotliwość pracy modułu pamięci można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
maksymalna teoretyczna szybkość transmisji danych = częstotliwość zegara x liczba bitów / 8
Ponieważ moduły DIMM przesyłają jednocześnie 64 bity, „liczba bitów” wyniesie 64. Ponieważ 64/8 to 8, ten wzór można uprościć:
maksymalna teoretyczna szybkość transmisji danych = częstotliwość zegara x 8
Jeśli moduł pamięci jest zainstalowany w komputerze, którego magistrala pamięci działa z mniejszą szybkością zegara, maksymalna szybkość przesyłania danych dla tego modułu pamięci będzie niższa niż jego maksymalna teoretyczna szybkość przesyłania danych. W praktyce niezrozumienie tego faktu jest dość powszechne.
Na przykład kupiłeś 2 moduły pamięci DDR500/PC4000. Mimo że są oznaczone jako DDR500, nie będą automatycznie działać z częstotliwością 500 MHz w twoim systemie. Jest to maksymalna prędkość zegara, którą obsługują, ale nie zawsze odpowiada szybkości zegara, z jaką będą działać. Jeśli zainstalujesz je w zwykłym komputerze osobistym obsługującym moduły DDR, wówczas te moduły pamięci będą działać z częstotliwością 400 MHz (DDR400), maksymalną częstotliwością standardu DDR. W takim przypadku maksymalna szybkość przesyłania danych wyniesie 3200 MB/s (lub 6400 MB/s, jeśli moduły pamięci pracują w trybie dwukanałowym). Tym samym moduły nie będą działać automatycznie z częstotliwością 500 MHz i nie osiągną szybkości transmisji danych 4000 MB/s.
Dlaczego w takim przypadku kupuje się takie moduły? Do podkręcania. Ponieważ producent gwarantuje, że moduły te mogą pracować na częstotliwościach do 500 MHz, wiesz, że możesz zwiększyć częstotliwość magistrali pamięci do 250 MHz, a tym samym zwiększyć szybkość komputera. Ale można to zrobić pod warunkiem, że płyta główna komputera obsługuje takie podkręcanie. Dlatego jeśli nie chcesz „podkręcać” komputera, nie ma sensu kupować modułów pamięci oznaczonych częstotliwością zegara wyższą niż zwykła częstotliwość magistrali pamięci płyty głównej.
Dla przeciętnego użytkownika ta informacja o modułach pamięci DDR/DDR2 jest wystarczająca. Zaawansowany użytkownik musi znać jeszcze jedną cechę: szybkość działania pamięci, lub jak nazywają również zestaw tymczasowych parametrów działania pamięci - taktowania, opóźnienia czy opóźnienia. Rozważmy bardziej szczegółowo te parametry modułów pamięci.
Czasy
Z powodu różnicy w taktowaniu 2 moduły pamięci o tej samej teoretycznej maksymalnej szybkości przesyłania danych mogą mieć różną przepustowość. Dlaczego jest to możliwe, skoro oba moduły działają na tej samej częstotliwości?
Aby wykonać każdą operację, układ pamięci potrzebuje dość określonego czasu - timingi po prostu określają ten czas, wyrażony liczbą cykli częstotliwości taktowania szyny pamięci. Weźmy przykład. Rozważ najbardziej znany parametr, który nazywa się opóźnieniem CAS (lub CL lub „czasem dostępu”), który wskazuje, ile cykli zegara moduł pamięci wysyła dane żądane przez centralny procesor. Moduł pamięci z klasą CL 4 będzie miał opóźnienie w odpowiedzi o 4 cykle zegara, podczas gdy moduł pamięci z klasą CL 3 będzie spóźniony o 3 cykle zegara. Podczas gdy oba moduły mogą działać z tą samą częstotliwością zegara, drugi moduł będzie działał szybciej, ponieważ przesyła dane szybciej niż pierwszy. Ten problem jest znany jako „przekroczenie limitu czasu”.
Taktowanie pamięci jest wskazywane przez szereg liczb, takich jak 2-3-2-6-T1, 3-4-4-8 lub 2-2-2-5. Każda z tych liczb wskazuje, ile cykli zegara zajmuje pamięć, aby wykonać określoną operację. Im mniejsze te liczby, tym szybsza pamięć.
Moduł pamięci DDR2 z taktowaniem 5-5-5-15
Numery taktowania wskazują parametry następujących operacji: CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD. Aby to wyjaśnić, wyobraź sobie, że pamięć jest zorganizowana jako dwuwymiarowa macierz, w której dane są przechowywane na przecięciu wierszy i kolumn.
CL: CAS Latency - czas, jaki upłynął od momentu wysłania polecenia do pamięci do rozpoczęcia odpowiedzi na to żądanie. Oznacza to, że jest to czas, jaki upływa między żądaniem przez procesor pewnych danych z pamięci a momentem, w którym pamięć wysyła te dane.
tRCD: opóźnienie od RAS do CAS - czas, jaki musi upłynąć od momentu wejścia do wiersza macierzy (RAS) do uzyskania dostępu do kolumny macierzy (CAS), w której przechowywane są wymagane dane.
tRP: RAS Precharge - odstęp czasu od momentu zamknięcia dostępu do jednego wiersza macierzy i rozpoczęcia dostępu do innego wiersza danych.
tRAS– pauza, której potrzebuje pamięć, aby powrócić do stanu oczekiwania na kolejne żądanie.
cmd: Command Rate - czas od momentu aktywacji układu pamięci do momentu, w którym możliwy będzie dostęp do pamięci przy pomocy pierwszego polecenia. Czasami ta opcja nie jest określona. Zwykle jest to T1 (1 cykl zegara) lub T2 (2 cykle zegara).
Zwykle użytkownik ma 2 opcje. Podczas konfigurowania komputera należy używać standardowych ustawień taktowania pamięci. W większości przypadków, aby to zrobić, podczas konfigurowania płyty głównej w elemencie konfiguracji pamięci należy wybrać opcję „auto”. Możesz także ręcznie skonfigurować komputer z niższymi taktowaniami, co może poprawić wydajność systemu. Należy zauważyć, że nie wszystkie płyty główne umożliwiają zmianę taktowania pamięci. Ponadto niektóre płyty główne mogą nie obsługiwać bardzo niskich taktowań, co może spowodować skonfigurowanie modułu pamięci do pracy z wyższymi taktowaniami.
Konfigurowanie taktowania pamięci w ustawieniach płyty głównej
Podczas przetaktowywania pamięci może się zdarzyć, że aby system działał stabilnie, może być konieczne zwiększenie taktowania pamięci w ustawieniach. Tutaj mogą się zdarzyć bardzo ciekawe sytuacje. Nawet jeśli częstotliwość pamięci zostanie zwiększona, ze względu na wzrost opóźnienia pamięci, jej przepustowość może się zmniejszyć.
To kolejna zaleta szybkich modułów pamięci zorientowanych na podkręcanie. Oprócz zagwarantowania pracy modułu pamięci z zaznaczoną częstotliwością taktowania, producent gwarantuje również, że będziesz w stanie zachować paszportowe timingi modułu.
Wracając do przykładu z modułami pamięci DDR500/PC4000 - nawet jeśli możesz osiągnąć 500 MHz (250 MHz x2) z modułami DDR400/PC3200, może być konieczne zwiększenie taktowania, podczas gdy moduły DDR500/PC3200 Producent PC4000 gwarantuje, że będziesz w stanie osiągnąć 500 MHz przy zachowaniu taktowania wskazanego w oznaczeniu.
Czas oczekiwania CAS (CL)
Jak wspomniano powyżej, opóźnienie CAS (CL) jest bardzo ważnym parametrem pamięci. Wskazuje, ile cykli zegara potrzebuje pamięć, aby dostarczyć żądane dane. Pamięć z CL = 3 opóźni odpowiedź o 3 cykle zegara, podczas gdy pamięć z CL = 5 zrobi to samo dopiero po 5 cyklach zegara. Tak więc z dwóch modułów pamięci pracujących z tą samą częstotliwością zegara ten o niższym CL będzie szybszy.
Należy pamiętać, że w tym przypadku częstotliwość zegara odnosi się do rzeczywistej częstotliwości zegara, z jaką działa moduł pamięci, czyli połowy wskazanej częstotliwości. Ponieważ pamięć DDR i DDR2 może wyprowadzać dane 2 razy w jednym cyklu zegara, wskazana jest dla nich podwójna rzeczywista częstotliwość zegara.
Rysunek 4 pokazuje przykład działania CL. Pokazuje 2 przykłady: dla modułu pamięci o CL = 3 i modułu pamięci o CL = 5. Polecenie „odczyt” jest oznaczone kolorem niebieskim.
Czas oczekiwania CAS (CL)
Pamięć z CL = 3 zapewnia 40% przewagę opóźnienia nad pamięcią z CL = 5, zakładając, że obie działają z tą samą częstotliwością zegara.
Możesz nawet obliczyć czas opóźnienia, po którym pamięć zacznie wyprowadzać dane. Okres każdego cyklu zegara można łatwo obliczyć za pomocą następującego wzoru:
Tak więc okres jednego cyklu zegara pamięci DDR2-533 pracującej z częstotliwością 533 MHz (częstotliwość magistrali - 266,66 MHz) wynosi 3,75 ns (ns = nanosekunda; 1 ns = 0,000000001 s). Należy pamiętać, że obliczenia muszą wykorzystywać rzeczywistą częstotliwość zegara, która stanowi połowę częstotliwości nominalnej. Zatem pamięć DDR2-533 opóźni wyjście danych o 18,75 ns, jeśli CL = 5, io 11,25 ns, jeśli CL = 3.
Pamięć SDRAM, DDR i DDR2 obsługują wyjście danych typu burst, gdzie opóźnienie przed wydaniem kolejnej porcji danych wynosi tylko jeden cykl zegara, jeśli dane te znajdują się pod adresem następującym po bieżącym adresie. W związku z tym, o ile pierwsze dane są wydawane z opóźnieniem o cykle zegara CL, o tyle kolejne dane będą wydawane bezpośrednio po pierwszych, bez opóźnień o kolejne cykle CL.
Opóźnienie z RAS do CAS (Opóźnienie RAS do CAS)
Każdy układ pamięci jest wewnętrznie zorganizowany jako dwuwymiarowa macierz. Na każdym przecięciu wierszy i kolumn znajduje się mały kondensator, który odpowiada za przechowywanie „0” lub „1” – jednostek informacji, czyli danych. Procedura dostępu do danych przechowywanych w pamięci jest następująca: najpierw uaktywniany jest wiersz z wymaganymi danymi, a następnie kolumna. Ta aktywacja następuje na dwóch sygnałach sterujących - RAS (Row Address Strobe) i CAS (Column Address Strobe). Im krótszy odstęp czasu między tymi dwoma sygnałami, tym lepiej, ponieważ dane zostaną odczytane szybciej. Ten czas nazywany jest opóźnieniem od RAS do CAS (RAS to CAS Delay). Ilustruje to rysunek 5, w tym przypadku dla pamięci z tRCD = 3.
Opóźnienie RAS do CAS (tRCD)
Jak widać opóźnienie z RAS do CAS to także liczba cykli zegara od nadejścia rozkazu „Aktywny” do rozkazu „odczyt” lub „zapis”.
Podobnie jak w przypadku CAS Latency, RAS to CAS Delay zajmuje się rzeczywistą częstotliwością zegara (która jest połową częstotliwości znakowania), a im niższy ten parametr, tym szybciej działa pamięć, gdyż w tym przypadku rozpoczyna się odczyt lub zapis danych szybciej.
Wstępne ładowanie RAS (tRP)
Po odebraniu danych z pamięci należy wysłać do pamięci polecenie Precharge, aby zamknąć linię pamięci, z której odczytano dane i umożliwić aktywację innej linii. RAS Precharge time (tRP) - odstęp czasu pomiędzy komendą Precharge a momentem, w którym pamięć może przyjąć kolejną komendę aktywacji - Active. Jak dowiedzieliśmy się w poprzedniej sekcji, polecenie „active” rozpoczyna cykl odczytu lub zapisu.
Wstępne ładowanie RAS (tRP)
Rysunek 6 pokazuje przykład dla pamięci z tRCD = 3.
Podobnie jak w przypadku innych parametrów, RAS Precharge dotyczy rzeczywistej częstotliwości taktowania (która jest połową częstotliwości znacznika), a im mniejszy ten parametr, tym szybciej działa pamięć, ponieważ w tym przypadku polecenie „aktywne” dociera szybciej.
Podsumowując powyższe, otrzymujemy, że czas jaki upływa od momentu wydania polecenia Precharge (zamknij linię i...) do faktycznego odebrania danych przez procesor to tRP + tRCD + CL.
Inne opcje
Weź pod uwagę 2 inne parametry — Opóźnienie od aktywacji do wstępnego ładowania (tRAS) i Częstotliwość rozkazów (CMD). Podobnie jak w przypadku innych parametrów, te 2 parametry odnoszą się do rzeczywistej szybkości zegara (która stanowi połowę częstotliwości znakowania), a im niższe te parametry, tym szybsza pamięć.
Active to Precharge Delay (tRAS): jeśli do pamięci zostanie odebrane polecenie „Aktywne”, to następne polecenie „Precharge” nie zostanie zaakceptowane przez pamięć, dopóki nie minie czas równy tRAS. Tym samym parametr ten określa limit czasu, po którym pamięć może rozpocząć odczyt (lub zapis) danych z innego wiersza.
Command Rate (CMD) - czas od momentu aktywacji układu pamięci (dotarcia sygnału na wyjście CS - Chip Select [chip select]) do momentu przyjęcia przez układ dowolnego polecenia. Ten parametr jest oznaczony literą „T” i można go ustawić na 1T lub 2T - odpowiednio 1 cykl zegara lub 2 cykle zegara.
Wstęp
Artykuł jest kontynuacją popularnego materiału „Wpływ ilości pamięci na wydajność komputera”, opublikowanego na naszej stronie internetowej w kwietniu tego roku. W tym materiale ustaliliśmy eksperymentalnie, że ilość pamięci nie wpływa znacząco na wydajność komputera iw zasadzie 512 MB wystarcza na zwykłe aplikacje. Po publikacji do naszej redakcji dotarło wiele listów, w których czytelnicy prosili o radę, jakie pamięci wziąć i czy jest sens kupować droższe pamięci, ale o mniejszej pojemności, a także prosili o porównanie różnych typów pamięci.
I rzeczywiście, skoro w grach różnica między szybkością tego samego komputera z 512 a 1024 MB pamięci na pokładzie jest znikoma, to może warto włożyć 512 MB drogiej pamięci niż 1024 MB taniej pamięci? W rzeczywistości na wydajność tego samego modułu pamięci mają wpływ opóźnienia, tak zwane timingi. Zwykle producent wskazuje je łącznikiem: 4-2-2-8, 8-10-10-12 i tak dalej. Przetaktowywanie pamięci dla entuzjastów zwykle ma niskie taktowanie, ale jest dość drogie. Zwykła pamięć, która po prostu działa stabilnie i nie obiecuje rekordów prędkości, ma wyższe taktowania. Tym razem dowiemy się, jakie są timingi, opóźnienia między czym a czym i jak wpływają na wydajność komputera!
Opóźnienia pamięci
Wraz z przejściem branży na standard DDR-II wielu użytkowników zgłosiło, że pamięć DDR-II nie działa tak szybko, jak by sobie tego życzyła. Czasami nawet wolniej niż pamięć poprzedniej generacji, DDR-I. Wynikało to właśnie z dużych opóźnień pierwszych modułów DDR-II. Jakie są te opóźnienia? Zazwyczaj są one oznaczone jako 4-4-4-12, cztery cyfry z łącznikiem. Oznaczają one, co następuje:
Opóźnienie CAS - Opóźnienie RAS do CAS - Wstępne ładowanie rzędu - Aktywuj, aby wstępnie naładować
Spróbujmy wyjaśnić te zapisy. Bank pamięci składa się z dwuwymiarowych tablic. Tablica dwuwymiarowa to najprostsza macierz, której każda komórka ma swój własny adres, numer wiersza i numer kolumny. Aby odczytać zawartość komórki, kontroler pamięci musi najpierw określić numer wiersza i numer kolumny, z której odczytywane są dane. Aby wykonać te operacje, sterownik musi dostarczać do pamięci specjalne sygnały.
RAS(Row Address Strobe) - sygnał określający adres wiersza.
CAS(Column Address Strobe) - sygnał określający adres kolumny.
Opóźnienie CAS(CAS) to liczba cykli od momentu zażądania danych do ich odczytania z modułu pamięci. Jedna z najważniejszych cech modułu pamięci.
Opóźnienie RAS do CAS(TRCD) - opóźnienie między sygnałami RAS i CAS. Jak już powiedzieliśmy, dostęp do wierszy i kolumn jest niezależny od siebie. Ten parametr określa opóźnienie jednego sygnału od drugiego.
Opóźnienie wstępnego ładowania rzędu(TRP) - opóźnienie wymagane do ponownego naładowania pojemności komórek pamięci. Produkuje lub zamyka całą linię.
Aktywuj, aby wstępnie naładować(TRAS) - czas aktywności stroboskopu. Minimalna liczba cykli między poleceniem aktywacji (RAS) a poleceniem wstępnego ładowania (Precharge) lub zamknięciem tego samego banku.
Im niższe są te taktowania, tym odpowiednio lepiej: pamięć będzie działać szybciej z niskimi opóźnieniami. Ale o ile lepiej i o ile szybciej, trzeba sprawdzić.
Pamięć dla szybkości
BIOS nowoczesnych płyt głównych umożliwia ręczną zmianę taktowania. Najważniejsze, że moduły pamięci obsługują te wartości. Domyślnie wartości taktowania są „zakodowane na stałe” w układach SPD modułów, a płyta główna automatycznie ustawia wartości zalecane przez producenta. Ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby entuzjaści ręcznie zmniejszyli opóźnienia, podkręcając nieco pamięć. Często prowadzi to do niestabilnej pracy. Dlatego, aby porównać wpływ taktowania na szybkość, weźmiemy bardzo szybką pamięć i bezpiecznie ją spowolnimy, zmieniając pewne opóźnienia.
Jest to nowoczesna platforma przeznaczona do użytku w komputerach o dużej wydajności. Opiera się na chipsecie Intel i925X, który obsługuje tylko pamięć DDR-2 i wykorzystuje technologie optymalizacji PAT. Wentylacja jest w tym komputerze bardzo dobrze obliczona, więc nie musieliśmy się obawiać przegrzania.
układ testowy
- Intel Pentium 4 2,8 GHz (FSB 800 MHz, 1024 Kb L2, LGA 775)
- 80 Gb Maxtor DiamondMax 9 (7200 obr./min, 8 Mb) S-ATA
- SAPPHIRE RX600 PRO 128Mb PCI Express
- Windows XP Professional (ang.) SP2
- KATALIZATOR 5.3
Musisz przetestować pamięć w różnych aplikacjach, aby zobaczyć różnicę w szybkości lub odwrotnie, aby pokazać, że nie istnieje. Tutaj potrzebujemy następujących testów:
Analizator pamięci RightMark
SiSoft Sandra 2005
PCMark 2004 poprawka 120
Prawdziwy test
Syntetyki
Emulacja prawdziwych zadań
Cóż, dużo planów! Zacznijmy od syntetyków.
Napisz, aby przeczytać Czas realizacji(tW2R)
Czas między zapisem a odczytem, z odczytem przerywanym zapisem.
Specyfika interwału polega na tym, że aby przerwać odczyt, należy wydać polecenie Burst Terminate, a minimalny odstęp między tym poleceniem a procedurą zapisu nazywa się RU (CL) (gdzie CL - CAS Latency i RU - Round Up to the najbliższa liczba całkowita, BST - Burst Terminate ). Schemat procedury poniżej:
Czas realizacji zapisu do odczytu dla tego samego banku(tW2RS ten sam bank)
Procedura podobna do poprzedniej, różniąca się od niej jedynie tym, że akcja toczy się w tym samym banku. Osobliwością opóźnienia jest to, że procedura zapisu nie może być oczywiście dłuższa niż interwał przed doładowaniem banku (tWR), to znaczy kończy się podczas doładowania.
Odczyt do odczytu Czas realizacji(tR2R)
Opóźnienie, gdy operacja odczytu zostanie przerwana przez odczyt z innego banku.
Czas cyklu wiersza, Aktywuj, aby aktywować/Czas odświeżenia, Aktywny do aktywnego/Czas automatycznego odświeżania(tRC)
Czas na automatyczne ładowanie. Znalezione w datasheetach.
Czas cyklu automatycznego odświeżania wiersza, okres odświeżania do aktywacji/odświeżania polecenia, czas cyklu odświeżania, okres odświeżania do aktywnego/odświeżania polecenia(tRFC)
Minimalny odstęp między poleceniem doładowania (Odśwież) a następnym poleceniem doładowania lub poleceniem aktywacji.
Częstotliwość odświeżania pamięci
Częstotliwość odświeżania pamięci.
Ćwiczyć
Rozważaliśmy więc główne czasy, które najczęściej możemy spotkać w programach lub arkuszach danych. Teraz, aby uzyskać pełny obraz, powiem ci, jak timingi są przydatne w overclockingu.
Wiadomo, że zwiększając taktowanie, możemy zwiększyć częstotliwość pamięci i odwrotnie, obniżając taktowanie, limit przetaktowywania się pogarsza. Zwykła pamięć RAM jest przetaktowywana w następujący sposób: najpierw znajduje się maksymalna częstotliwość procesora, następnie częstotliwość pamięci, a następnie minimalne taktowanie.
Co jest lepsze - wysoka częstotliwość czy minimalne taktowanie? Nasza odpowiedź na to pytanie brzmi:
„Panuje opinia, że dla Intela” ważniejsze są taktowania, a dla AMD – częstotliwość. W szczególności ALT-F13 (guru z www.ModLabs.net) stwierdza: „Najlepszą opcją dla Intela są najbardziej agresywne taktowania. Do tego stopnia, że synchronizacja dysków asynchronicznych z 2-5-2-2 z 2.5-7-3 -3 dowolny FSB (tj. - 280 3-7-3-3 przy 1:1 jest gorsze niż 230 2-5-2-2 przy 5:4)".
Jednocześnie nie należy zapominać, że dla AMD najczęściej częstotliwość pamięci jest ważna nie byle jaka, ale osiągnięta w trybie synchronicznym.
Chociaż wynik będzie inny w każdym systemie. Generalnie eksperymentuj.
W przypadku pamięci wideo istnieją aspekty przetaktowywania. Tak więc, aby osiągnąć wyższe częstotliwości, nie jest zabronione nawet podnoszenie taktowania, ponieważ spadek wydajności będzie minimalny. Więcej szczegółów na temat takiego przetaktowywania pamięci wideo opisano w tym artykule, a omówienie tej metody znajduje się w wątku konferencyjnym.
I ostatnia rzecz: na forach często pojawiają się oznaczenia typu 2-3-3-7. Oto wskaźniki głównych cech pamięci:
(Zdjęcie ze strony www.thg.ru). Tutaj czasy są wymienione w kolejności ważności.
Postanowiłem zbadać wpływ timingów na mój system.
Więc oto ona:
System pozostawiono „tak jak jest”. Karta graficzna również nie została przetaktowana. Testy przeprowadzono w dwóch pakietach testowych oraz w jednej grze:
- 3DMark 2001 patch 360, ponieważ ocenia przetaktowanie każdego elementu systemu, a nie tylko karty graficznej
SiSoft Sandra 2001 SP1 — test porównawczy przepustowości pamięci, ocenia przepustowość pamięci
FarCry v.1.3 - Research Demo, używany jako prawdziwa gra.
„Overclocker” jak na swoje czasy pamięci NCP i tym razem nie chybił i pozwolił pracować z częstotliwością 143 MHz z timingami 2-2-2-7! Ale pamięć nie zmienia ostatniego parametru (Tras) z jakiegokolwiek powodu, tylko ze spadkiem częstotliwości. Nie jest to jednak najważniejszy parametr.
Jak widać, obniżenie taktowania daje wzrost wydajności o około 10%. A jeśli w moim systemie nie jest to tak zauważalne, to w mocniejszym systemie różnica staje się już oczywista. A jeśli zmienisz czasy na karcie graficznej, gdzie przetaktowywanie często opiera się nie na pamięci, ale tylko na opóźnieniach, wtedy praca będzie więcej niż uzasadniona. A co dokładnie się zmienia, teraz już wiesz.
Komentarze do artykułu, jak zawsze, akceptuję
Dzisiaj porozmawiamy o najdokładniejszej definicji czasów i podrzędnych czasów. Większość artykułów w sieci zawiera błędy i nieścisłości, a bardzo wartościowe materiały nie zawsze obejmują wszystkie timingi. Postaramy się wypełnić tę lukę i podać jak najpełniejszy opis jednego lub drugiego opóźnienia czasowego.
Struktura pamięci przypomina tabelę, w której najpierw wybierany jest wiersz, a następnie kolumna. Ta tabela jest podzielona na banki, dla pamięci o gęstości mniejszej niż 64Mbit (SDRAM) są 2 sztuki, powyżej - 4 (standard). Specyfikacja pamięci DDR2 SDRAM z układami o gęstości 1 Gbit przewiduje już 8 banków. Otwarcie linii w używanym banku zajmuje więcej czasu niż w innym (ponieważ używana linia musi być najpierw zamknięta). Oczywiście lepiej otworzyć nową linię w nowym banku (na tym opiera się zasada zmiany linii).
Zwykle na pamięci (lub w jej specyfikacji) znajduje się napis taki jak 3-4-4-8 lub 5-5-5-15. Jest to skrócony zapis (tzw. schemat czasowy) taktowania pamięci głównej. Co to są timingi? Oczywiście żadne urządzenie nie może działać z nieskończoną prędkością. Oznacza to, że każda operacja zajmuje trochę czasu. Timings to opóźnienie określające czas potrzebny do wykonania polecenia, czyli czas od wysłania polecenia do jego wykonania. A każda liczba wskazuje dokładnie, jak długo to trwa.
Teraz weźmy każdego po kolei. Schemat czasowy obejmuje odpowiednio opóźnienia CL-Trcd-Trp-Tras. Aby pracować z pamięcią, musisz najpierw wybrać układ, z którym będziemy pracować. Odbywa się to za pomocą polecenia CS# (Chip Select). Następnie wybierany jest bank i linia. Zanim będziesz mógł pracować z jakąkolwiek linią, musisz ją aktywować. Odbywa się to za pomocą polecenia wyboru wiersza RAS# (jest aktywowane po wybraniu wiersza). Następnie (podczas operacji odczytu liniowego) należy wybrać kolumnę poleceniem CAS # (to samo polecenie inicjuje odczyt). Następnie odczytaj dane i zamknij linię, ładując wstępnie bank.
Czasy są ułożone w kolejności w najprostszym zapytaniu (dla ułatwienia zrozumienia). Czasy są najpierw, potem czasy podrzędne.
Trcd, opóźnienie RAS do CAS- czas potrzebny do aktywacji wiersza banku lub minimalny czas między sygnałem wyboru wiersza (RAS#) a sygnałem wyboru kolumny (CAS#).
CL, opóźnienie Cas- minimalny czas między wydaniem polecenia odczytu (CAS) a rozpoczęciem transmisji danych (opóźnienie odczytu).
Tras, aktywny do wstępnego ładowania- minimalny czas aktywności rzędu, czyli minimalny czas pomiędzy aktywacją rzędu (jego otwarciem) a poleceniem wstępnego ładowania (początkiem zamykania rzędu). Wiersz nie może zostać zamknięty przed tym czasem.
Trp, wstępne ładowanie rzędu- czas potrzebny do wstępnego obciążenia banku (precharge). Innymi słowy, minimalny czas zamknięcia rzędu, po którym można aktywować nowy rząd banku.
CR, szybkość dowodzenia 1/2T- Czas potrzebny kontrolerowi na zdekodowanie poleceń i adresów. W przeciwnym razie minimalny czas między dwoma poleceniami. Przy wartości 1T komenda rozpoznawana jest przez 1 cykl, przy 2T - 2 cykle, 3T - 3 cykle (do tej pory tylko w RD600).
To są wszystkie podstawowe timingi. Pozostałe taktowania mają mniejszy wpływ na wydajność i dlatego nazywane są podczasami.
Trc, Czas cyklu wiersza, Czas aktywacji do aktywacji/odświeżenia, Czas aktywnego do aktywnego/Autoodświeżania - minimalny czas między aktywacjami wierszy tego samego banku. Jest to kombinacja timingów Tras+Trp - minimalny czas aktywności linii i czas jej zamknięcia (po którym można otworzyć nową).
Trfc, Czas cyklu odświeżania wiersza, Czas cyklu automatycznego odświeżania wiersza, Okres odświeżenia do aktywacji/odświeżenia polecenia - minimalny czas między poleceniem aktualizacji wiersza a poleceniem aktywacji lub innym poleceniem aktualizacji.
Trz, ACTIVE bank A to ACTIVE bank B polecenie, RAS to RAS Delay, Row Active to Row Active - minimalny czas pomiędzy aktywacją rzędów różnych banków. Architektonicznie możesz otworzyć linię w innym banku natychmiast po otwarciu linii w pierwszym banku. Ograniczenie jest czysto elektryczne – do aktywacji potrzeba dużo energii, dlatego przy częstym włączaniu strun obciążenie elektryczne obwodu jest bardzo duże. Aby je zmniejszyć, wprowadzono to opóźnienie. Służy do implementacji funkcji przeplatania dostępu do pamięci.
Tccd, CAS to CAS Delay - minimalny czas między dwoma poleceniami CAS#.
Twr, Write Recovery, Write to Precharge - minimalny czas między zakończeniem operacji zapisu a poleceniem wstępnego ładowania wiersza dla jednego banku.
Twtr, Trd_wr, Write To Read - minimalny czas pomiędzy zakończeniem zapisu a wydaniem komendy odczytu (CAS#) w jednym szeregu.
RTW, Odczyt do zapisu, (ta sama) ranga Odczyt do zapisu - minimalny czas między zakończeniem operacji odczytu a wydaniem polecenia zapisu, w jednej randze.
Ta sama ranga Od zapisu do zapisu opóźniony- minimalny czas między dwoma poleceniami do nagrywania w tej samej randze.
Różne stopnie opóźnienia zapisu do zapisu- minimalny czas między dwoma zespołami do zapisu w różnych rankingach.
Twr_rd, Różne rangi Write To READ Delayed - minimalny czas między zakończeniem zapisu a wydaniem polecenia odczytu (CAS#) w różnych rangach.
Ta sama ranga Odczyt do odczytu opóźniony- minimalne opóźnienie między dwoma poleceniami odczytu w tej samej randze.
Trd_rd, Różne rangi Opóźnienie odczytu do odczytu — minimalne opóźnienie między dwoma poleceniami odczytu w różnych rangach.
Trtp, Read to Precharge - minimalny odstęp pomiędzy wydaniem komendy odczytu przed komendą precharge.
Wstępne ładowanie do wstępnego ładowania- minimalny czas między dwoma poleceniami ładowania wstępnego.
tpall_rp, Precharge All to Active Delay - opóźnienie między komendą Precharge All a komendą aktywacji linii.
Ten sam stopień PALL do REF opóźniony- ustawia minimalny czas pomiędzy Precharge All i Refresh w tej samej randze.
Różne stopnie REF do REF opóźnione- ustawia minimalne opóźnienie między dwoma poleceniami do aktualizacji (odświeżenia) w różnych rangach.
Twcl, Write Latency - opóźnienie pomiędzy wydaniem polecenia zapisu a sygnałem DQS. Podobny do CL, ale dla przypomnienia.
Tdal, cytat z JEDEC 79-2C, s. 74: automatyczne przywracanie zapisu wstępnego ładowania + czas wstępnego ładowania (Twr + Trp).
Trcd_rd/Trcd_wr, Aktywacja do odczytu/zapisu, RAS do CAS Opóźnienie odczytu/zapisu, adres RAW do adresu kolumny do odczytu/zapisu - kombinacja dwóch czasów - Trcd (RAS do CAS) i opóźnienie polecenia rd/wr. To właśnie ta ostatnia tłumaczy istnienie różnych Trcd - do zapisu i odczytu (Nf2) oraz instalacji BIOS-u - Fast Ras to Cas.
Tk, Czas cyklu zegara - okres jednego cyklu. To on określa częstotliwość pamięci. Rozpatruje się to następująco: 1000/Tck=X Mhz (częstotliwość rzeczywista).
CS, Chip Select - czas potrzebny do wykonania polecenia podanego przez sygnał CS# w celu wybrania żądanego układu pamięci.
Tak, czas dostępu do wyjścia DQ z CK - czas od początku cyklu do wyjścia danych przez moduł.
Czas konfiguracji adresu i polecenia przed zegarem- czas, przez który transmisja ustawień adresu rozkazu będzie poprzedzać zbocze narastające zegara.
Adres i czas wstrzymania polecenia po zegarze- czas na jaki ustawienia adresu i komend zostaną "zablokowane" po opadającym zboczu zegara.
Czas konfiguracji wprowadzania danych przed zegarem, Czas wstrzymania wprowadzania danych po zegarze- to samo co powyżej, ale dla danych.
Tck maks, SDRAM Device Maximum Cycle Time - maksymalny czas cyklu urządzenia.
Tdqsq maks, Urządzenie DDR SDRAM DQS-DQ Skew dla sygnałów DQS i powiązanych sygnałów DQ — maksymalne przesunięcie między sygnałami stroboskopowymi DQS i powiązanymi sygnałami danych.
Tqhs, DDR SDRAM Device Read Data Hold Skew Factor - maksymalne przesunięcie "lock" odczytywanych danych.
tch, tcl, Szerokość impulsu wysokiego/niskiego CK - czas trwania wysokiego/niskiego poziomu częstotliwości taktowania CK.
Thp, Szerokość połowy impulsu CK - czas trwania półcyklu częstotliwości zegara CK.
Maksymalne opóźnienie asynchroniczne- maksymalny czas opóźnienia asynchronicznego. Parametr kontroluje czas trwania opóźnienia asynchronicznego, który zależy od czasu potrzebnego na przejście sygnału od kontrolera pamięci do najdalszego modułu pamięci iz powrotem. Opcja istnieje w procesorach AMD (Athlon/Opteron).
Opóźnienie zatrzasku odczytu DRAM- opóźnienie określające czas potrzebny do „zablokowania” (jednoznacznego rozpoznania) konkretnego urządzenia. Rzeczywiste, gdy wzrasta obciążenie (liczba urządzeń) na kontrolerze pamięci.
Trepre, Read preambuła - czas, w którym kontroler pamięci opóźnia aktywację odbioru danych przed odczytem, aby uniknąć uszkodzenia danych.
Trpst, Twpre, Twpst, Zapis preambuły, odczyt postambuły, zapis postambuły - to samo dla zapisu i po odebraniu danych.
Obejście kolejki odczytu/zapisu- określa, ile razy najwcześniejsze żądanie w kolejce może zostać pominięte przez kontroler pamięci przed wykonaniem.
Obejście maks- określa, ile razy najwcześniejszy wpis w DCQ może zostać pominięty, zanim wybór arbitra zostanie unieważniony. Gdy ustawione na 0, wybór arbitra jest zawsze brany pod uwagę.
Stan oczekiwania SDRAM MA, Read Wait State - ustawienie 0-2-cyklowego postępu informacji adresowych przed podaniem sygnału CS#.
Wkładanie odwrócone- opóźnienie między cyklami. Dodaje jednotaktowe opóźnienie między dwiema kolejnymi operacjami odczytu/zapisu.
Czas wyprzedzenia DRAM R/W, opóźnienie komendy rd/wr - opóźnienie przed wykonaniem komendy odczytu/zapisu. Zwykle odpowiednio 8/7 lub 7/5 barów. Czas od wydania polecenia do uruchomienia banku.
Przebieg spekulacyjny, Odczyt spekulatywny SDRAM - Zwykle pamięć otrzymuje najpierw adres, a następnie polecenie odczytu. Ponieważ dekodowanie adresu zajmuje stosunkowo dużo czasu, możliwe jest zastosowanie wyprzedzającego startu poprzez wydanie adresu i polecenia kolejno bez opóźnień, co poprawia wykorzystanie magistrali i skraca przestoje.
Twtr Ten sam bank, Write to Read Turnaround Time for Same Bank - czas między zakończeniem operacji zapisu a wydaniem polecenia odczytu w tym samym banku.
Tfaw, Cztery aktywne okna - minimalny czas aktywności czterech okien (aktywnych wierszy). Stosowany jest w urządzeniach ośmiobankowych.
Opóźnienie stroboskopowe. Opóźnienie przy wysyłaniu impulsu strobującego (impuls selektora).
Częstotliwość odświeżania pamięci. Częstotliwość odświeżania pamięci.
Mamy nadzieję, że przedstawione przez nas informacje pomogą Ci zrozumieć oznaczenie taktowania pamięci, jak ważne są i za jakie parametry odpowiadają.