CAS Latency, teoretyczna wydajność i bezpieczne napięcia pamięci RAM

Opóźnienia pamięci RAM

Opóźnienia pamięci operacyjnej to kolejny podstawowy parametr, który bezpośrednio przekłada się na wydajność modułów. Jak w przypadku taktowania liczy się jak najwyższa wartość, tak w przypadku opóźnień liczy wartość jak najniższa.

Widząc w specyfikacji modułów liczby takie, jak: CL34-44-44-78 1T, warto wiedzieć co one oznaczają. Wartości te odnoszą się bezpośrednio do CL-TRCD-TRP-TRAS i CR. Wszystkie wymienione wartości są liczone w cyklach zegara.

CL (CAS Latency) – to liczba cykli zegara, jaka musi minąć pomiędzy otrzymaniem żądania dostępu do kolumny pamięci DRAM, aż do chwili wystawienia danych na magistrali.

tRCD (Row Address to Column Address Delay) – określa minimalną liczbę cykli zegara od chwili zaadresowania wiersza pamięci do momentu uzyskania dostępu do kolumn. Czas odczytu pierwszego słowa z pamięci wymagającego zaadresowania wiersza wynosi tRCD+CL cykli zegarowych.

tRP (Row Precharge Time) – określa minimalną liczbę cykli zegara, jaka musi upłynąć od chwili zamknięcia do zaadresowania kolejnego wiersza pamięci w tym samym banku. W przypadku konieczności zmiany wiersza czas dostępu do kolejnego wynosi tRP+tRCD+CL cykli zegarowych.

tRAS (Row Active Time) – określa minimalną liczbę cykli zegara, jaka musi upłynąć między aktywacją wiersza a jego zamknięciem.

CR (Command Rate) – określa czas w cyklach zegarowych, w którym na liniach sygnałowych wystawiony jest adres wiersza bądź kolumny. Wartość 1T mówi, że adres na liniach sygnałowych dostępny jest po upływie jednego cyklu zegarowego, natomiast 2T mówi o konieczności wystąpienia dwóch pełnych cyklów zegarowych. Im większa liczba CR, tym większe opóźnienia. Wartość CR zależy od częstotliwości taktowania modułów oraz jego budowy (np. Single Rank lub Dual Rank). Im wyższe taktowanie, pojemność i poziom skomplikowania budowy modułów tym bardziej wskazana jest wartość 2T.

Teoretyczna wydajność modułów pamięci

Zależność między prędkością (MT/s), a opóźnieniami (CL) można porównać do przemieszczania się na różnych autostradach w jednym momencie. Zakładając, że dostajemy „dostęp” do autostrady na pewien czas, co określone jest w CL, możemy wykonać ruch na konkretnej autostradzie z określoną prędkością wyrażoną w MT/s. Ze względu na bardzo dużą ilość operacji wykonywanych w komputerze podczas jednej sekundy, zmiana przykładowej autostrady jest bardzo częsta, przez co na ogólną wydajność ma wpływ czas reakcji i dostępu do samych autostrad (bitów pamięci), jak i szybkość poruszania się po nich.

Wiedząc, że dla rzeczywistej wydajności pamięci RAM liczy się nie tylko prędkość, ale również niskie opóźnienia, to można obliczyć teoretyczną wydajność modułów podstawiając wartości konkretnej pamięci do wzoru.

(1 / [(MT/s) / 2] x CL) x 1000

Biorąc za przykład moduły o prędkości 6400 MT/s oraz o opóźnieniach CL34, możemy wyliczyć przybliżony czas reakcji przykładowych modułów, która będzie wyrażona w nanosekundach (ns).

(1 / [6400 / 2] x 34) x 1000

(1 / 3200 x 34) x 1000

0,010625 x 1000

10,625 ns

Gdy do tego samego wzoru podstawimy nieco szybsze moduły o prędkości 6800 MT/s, ale ze zdecydowanie zwiększonymi opóźnieniami na poziomie CL40, to wynik wyniesie w przybliżeniu 11,765 nanosekundy, więc czas reakcji w porównaniu do modułów 6400 MT/s CL34 jest dłuższy o ponad 1 nanosekundę. Dla przypomnienia nanosekunda, to jedna miliardowa sekundy i nawet w tak krótkim czasie może zostać wykonanych ponad kilka milionów operacji. Dlatego każda część nanosekundy bezpośrednio przekłada się na ogólną wydajność modułów i całego komputera.

Napięcia pracy modułów RAM

Pamięci DDR5 pracują na napięciach 1,1 V, czyli o 0,1 V mniejszym od swojego poprzednika. Takie napięcie wpływa na niższe zużycie energii, jednak musisz wiedzieć, że dotyczy to tylko modułów, których parametry pracy są nominalne i wynikają z zastosowanych komponentów zgodnych ze standardem JEDEC, inaczej mówiąc – niepodkręconych.

W przypadku modułów o podwyższonych parametrach, inaczej zwanych „OC” (overclocked – podkręconych), wartość napięcia musi być podniesiona. Dla osiągnięcia jeszcze wyższej wydajności w modułach DDR5, napięcia sięgają tych samych wielkości, jak w przypadku poprzedniej generacji. Napięcia w podkręconych modułach najnowszej generacji wahają się między 1,25, a 1,45 V. Podane napięcia są bezpiecznymi i nie zaleca się przekraczania ich, ponieważ może to wpłynąć na stabilność pracy całego komputera lub doprowadzić do uszkodzenia samych modułów, a nawet płyty głównej.

Jeżeli zapisany profil podkręcania ma przypisaną wartość 1,35 V, to w przypadku nieosiągnięcia stabilności pracy modułów przy podwyższonym taktowaniu lub obniżonym opóźnieniu warto minimalnie (w tym przypadku o 0,1 V) podnieść napięcie i ponownie sprawdzić stabilność pracy. W przypadku braku osiągnięcia oczekiwanej stabilności pozostaje zmniejszenie wspomnianej wcześniej prędkości lub zwiększenie opóźnień.

Mamy nadzieję, że nasza seria trzech materiałów o pamięci RAM pozwoliła przybliżyć zasadę działania nawet pojedynczych elementów pamięci operacyjnej, przez co łatwiej zrozumieć, w jaki sposób pracują w Twoim komputerze. Każda pamięć to zbiór wielu parametrów, które bezpośrednio oddziałują na siebie.

Podczas wyboru swoich modułów pamięci musisz zwrócić szczególną uwagę na pojemność, prędkość i opóźnienia (CL) – o wszystkim dowiesz się z tego i dwóch poprzednich materiałów 🙂

Teraz najwyższy czas przedstawić trochę więcej szczegółów na temat dysków SSD i pamięci NAND! W kolejnych artykułach pojawi się więcej na ten temat, więc bądź na bieżąco z naszymi materiałami 😉

Jeśli chcesz sprawdzić inne nasze materiały to zapraszamy na naszego bloga TUTAJ.

Pojawiły się pytania? Gdzieś popełniliśmy błąd lub chcesz coś dodać? Napisz do nas na marketing@goodram.com lub Facebook – GOODRAM/IRDM.