CAS-Latenzzeit, theoretische Leistung und sichere RAM-Spannungen

RAM-Latenzzeit

Die Latenzzeit des Arbeitsspeichers ist ein weiterer grundlegender Parameter, der sich direkt auf die Leistung der Module auswirkt. So wie für die Taktung der höchstmögliche Wert zählt, zählt für die Latenz der niedrigstmögliche Wert.

Wenn Sie in den Modulspezifikationen Zahlen wie CL34-44-44-78 1T sehen, ist es nützlich zu wissen, was sie bedeuten. Diese Werte beziehen sich direkt auf CL-TRCD-TRP-TRAS und CR. Alle aufgeführten Werte werden in Taktzyklen berechnet.

CL (CAS Latency) – ist die Anzahl der Taktzyklen, die zwischen dem Empfang einer Anfrage zum Zugriff auf eine DRAM-Spalte und der Freigabe der Daten auf dem Bus vergehen müssen.

tRCD (Row Address to Column Address Delay) – gibt die Mindestanzahl von Taktzyklen an, die zwischen der Adressierung einer Speicherzeile und dem Zugriff auf eine Spalte vergehen müssen. Die Zeit zum Lesen des ersten Wortes aus dem Speicher, das die Adressierung einer Zeile erfordert, beträgt tRCD+CL Taktzyklen.

tRP (Row Precharge Time) – gibt die Mindestanzahl von Taktzyklen an, die zwischen dem Schließen und dem Adressieren der nächsten Speicherzeile in derselben Bank vergehen müssen. Wenn eine Zeile gewechselt werden muss, beträgt die Zugriffszeit auf die nächste Zeile tRP+tRCD+CL Taktzyklen.

tRAS (Row Active Time) – gibt die Anzahl der Taktzyklen an, die zwischen der Aktivierung einer Zeile und ihrem Schließen mindestens vergehen müssen.

CR (Command Rate) – gibt die Zeit in Taktzyklen an, die eine Zeilen- oder Spaltenadresse auf den Signalleitungen ausgegeben wird. Ein Wert von 1T besagt, dass die Adresse auf den Signalleitungen nach einem Taktzyklus zur Verfügung steht, während 2T besagt, dass zwei volle Taktzyklen erfolgen müssen. Je höher die CR-Zahl ist, desto höher ist die Latenzzeit. Der CR-Wert hängt von der Taktfrequenz des Moduls und seinem Aufbau (z. B. Single Rank oder Dual Rank) ab. Je höher die Taktfrequenz, die Kapazität und der Komplexitätsgrad des Moduldesigns, desto eher ist der 2T-Wert zu empfehlen.

Theoretische Leistung von Speichermodulen

Das Verhältnis zwischen Geschwindigkeit (MT/s) und Verspätung (CL) kann mit der Fahrt auf verschiedenen Autobahnen zu einem bestimmten Zeitpunkt verglichen werden. Angenommen, wir erhalten für eine bestimmte Zeit, die in CL angegeben ist, „Zugang“ zu einer Autobahn, dann können wir uns auf einer bestimmten Autobahn mit einer bestimmten Geschwindigkeit, ausgedrückt in MT/s, bewegen. Aufgrund der sehr großen Anzahl von Operationen, die im Computer während einer Sekunde durchgeführt werden, erfolgt dieser Wechsel der Beispielautobahn sehr häufig, so dass die Gesamtleistung von der Reaktionszeit und dem Zugriff auf die Autobahnen selbst (Speicherbits) sowie von der Geschwindigkeit der Bewegung auf ihnen beeinflusst wird.

Da nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch eine niedrige Latenzzeit für die tatsächliche Leistung des Arbeitsspeichers ausschlaggebend ist, kann die theoretische Leistung der Module durch Einsetzen der spezifischen Speicherwerte in die Formel berechnet werden.

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

Am Beispiel von 6400 MT/s und der CL34-Latenzzeit lässt sich die ungefähre Reaktionszeit der Beispielmodule berechnen, die in Nanosekunden (ns) angegeben wird.

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

(1 / 3200 x 34) x 1000

0,010625 x 1000

10,625 ns

Setzt man die etwas schnelleren 6800-MT/s-Module in dieselbe Formel ein, allerdings mit deutlich erhöhter Latenzzeit bei CL40, ergibt sich ein Wert von ca. 11.765 Nanosekunden, d. h. die Reaktionszeit ist im Vergleich zu 6400-MT/s-CL34-Modulen um mehr als eine Nanosekunde länger. Zur Erinnerung: Eine Nanosekunde ist ein Milliardstel einer Sekunde, und selbst in einer so kurzen Zeit können mehr als ein paar Millionen Operationen durchgeführt werden. Daher wirkt sich jeder Teil einer Nanosekunde direkt auf die Gesamtleistung der Module und des gesamten Computers aus.

Betriebsspannungen der RAM-Module

DDR5-Speicher arbeiten mit einer Spannung von 1,1 V, was 0,1 V niedriger ist als bei den Vorgängermodellen. Solche Spannungen führen zu einem geringeren Stromverbrauch, aber Sie müssen wissen, dass dies nur für Module gilt, deren Leistung nominal ist und aus den verwendeten JEDEC-konformen Komponenten resultiert, d. h. nicht übertaktet ist.

Für leistungsstärkere Module, die auch als „OC“ (overclocked) bezeichnet werden, muss der Spannungswert erhöht werden. Um bei DDR5-Modulen eine noch höhere Leistung zu erreichen, steigen die Spannungen auf die gleichen Größenordnungen wie bei der vorherigen Generation. Die Spannungen der neuesten Generation von übertakteten Modulen liegen zwischen 1,25 und 1,45 V. Die angegebenen Spannungen sind sicher und es wird nicht empfohlen, sie zu überschreiten, da dies die Stabilität des gesamten Computers beeinträchtigen oder zu Schäden an den Modulen selbst oder sogar am Motherboard führen kann.

Wenn dem gespeicherten Übertaktungsprofil ein Wert von 1,35 V zugewiesen ist, lohnt es sich, die Spannung minimal anzuheben (in diesem Fall um 0,1 V) und die Stabilität der Module mit erhöhter Taktfrequenz oder verringerter Latenz erneut zu prüfen. Wenn die erwartete Stabilität nicht erreicht wird, bleibt nur, die oben genannte Geschwindigkeit zu reduzieren oder die Latenz zu erhöhen.

Wir hoffen, dass wir Ihnen mit unserer dreiteiligen Serie über Arbeitsspeicher einen Einblick in die Funktionsweise der einzelnen Komponenten des Arbeitsspeichers geben konnten, so dass Sie die Funktionsweise in Ihrem Computer besser verstehen können. Jeder Speicher ist eine Sammlung vieler Parameter, die direkt miteinander interagieren.

Bei der Auswahl Ihrer Speichermodule müssen Sie besonders auf Kapazität, Geschwindigkeit und Latenz (CL) achten – Sie werden in diesem und den beiden vorangegangenen Materialien alles darüber erfahren 🙂

Jetzt ist es an der Zeit, mehr über SSDs und NAND-Speicher zu berichten! Es wird mehr zu diesem Thema in zukünftigen Artikeln geben, also bleiben Sie dran für mehr Material 😉

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