RAM Timings: CAS, RAS, tRCD, tRP, tRAS Explained

RAM er faktisk en av de viktigste komponentene i en datamaskin, men det blir sjelden den samme mengden tanke og krefter som er lagt ned som de andre komponentene når det gjelder kjøpsbeslutningen. Vanligvis er kapasitet det eneste som generelle forbrukere ser ut til å bry seg om, og selv om det er en berettiget tilnærming, er det mer å RAM enn bare størrelsen på minnet det har. Flere viktige faktorer kan diktere ytelsen og effektiviteten til RAM-en, og sannsynligvis er to av de viktigste blant dem frekvens og tidsinnstillinger.

Frekvensen til RAM er et ganske greit tall som beskriver klokkehastigheten som RAM er vurdert å kjøre på. Det er tydelig nevnt på produktsidene og følger den enkle regelen "høyere er bedre". Det er vanlig å se RAM-sett klassifisert for 3200 MHz, 3600 MHz, 4000 MHz eller enda høyere i dag. Den andre mer kompliserte delen av historien er latenstiden eller "timings" av RAM. Disse er mye mer kompliserte å forstå og er kanskje ikke enkle å forstå ved første øyekast. La oss dykke inn i hva RAM Timings faktisk er.

Hva er RAM-timing?

Mens frekvens er et av de mer annonserte tallene, har tidene til RAM en stor rolle å spille i RAM-ens ytelse og stabilitet også. Timingene måler ventetiden mellom de forskjellige vanlige operasjonene på en RAM-brikke. Siden ventetiden er forsinkelsen mellom operasjoner, kan det ha en alvorlig innvirkning på RAM-ytelsen hvis den øker utover en viss grense. Tidsplanene for RAM er en skildring av den iboende ventetiden som kan oppleves av RAM mens du utfører de forskjellige operasjonene.

RAM-timing måles i klokkesykluser. Du har kanskje sett en streng med tall atskilt med bindestreker på produktsiden til et RAM-sett som ser ut som 16-18-18-38. Disse tallene er kjent som tidspunktet for RAM-settet. Iboende, da de representerer ventetiden, er lavere bedre når det gjelder tidsinnstillinger. Disse fire tallene representerer det som er kjent som "Primære tider" og har den største innvirkningen på ventetiden. Det er også andre undertider, men foreløpig vil vi bare diskutere de primære timingene.

Primære tider

På en hvilken som helst produktoppføring eller på den faktiske emballasjen, er timingene oppført i formatet tCL-tRCD-tRP-tRAS som tilsvarer de 4 primære timingene. Dette settet har størst innvirkning på den faktiske ventetiden til RAM-settet og er et fokuspunkt mens du også overklokkerer. Derfor forteller rekkefølgen på tallet i strengen 16-18-18-38 oss hvilken primær timing som har hvilken verdi med et øyeblikk.

CAS latens (tCL / CL / tCAS)

CAS latens er den mest fremtredende primære timingen, og den er definert som antall sykluser mellom å sende en kolonne adresse til minnet og begynnelsen av dataene som svar. Dette er den mest sammenlignede og annonserte timingen. Dette er antall sykluser det tar å lese den første biten av minne fra en DRAM med riktig rad allerede åpen. CAS latens er et eksakt tall, i motsetning til andre tall som representerer minimum. Dette nummeret må avtales mellom minnet så vel som minnekontrolleren.

I utgangspunktet er CAS latens den tiden det tar for minnet å svare på CPUen. Det er en annen faktor vi må vurdere når vi diskuterer CAS, fordi CL ikke kan vurderes av seg selv. Vi må bruke en formel som konverterer CL-klassifiseringen til faktisk tid angitt i nanosekunder, som er basert på overføringshastigheten til RAM. Formelen er (CL / Transfer Rate) x 2000. Ved å bruke denne formelen kan vi bestemme at et RAM-sett som kjører på 3200 MHz med CL16 vil ha en faktisk latens på 10 ns. Dette kan nå sammenlignes på tvers av sett med forskjellige frekvenser og tidsinnstillinger.

RAS til CAS-forsinkelse (tRCD)

RAS til CAS er en potensiell forsinkelse for lese / skrive operasjoner. Ettersom RAM-moduler bruker et rutenettbasert design for adressering, indikerer skjæringspunktet mellom rader og kolonnetall en bestemt minneadresse. tRCD er det minste antallet klokkesykluser som kreves for å åpne en rad og få tilgang til en kolonne. Tiden til å lese den første biten av minne fra en DRAM uten noen aktiv rad vil innføre ytterligere forsinkelser i form av tRCD + CL.

tRCD kan betraktes som den minimale tiden det tar for RAM å komme til den nye adressen.

Row PreCharge Time (tRP)

I tilfelle du åpner en feil rad (kalt side miss), må raden lukkes (kjent som forhåndslading) og den neste må åpnes. Det er først etter denne oppladingen at kolonnen i neste rad kan nås. Derfor økes den totale tiden til tRP + tRCD + CL.

Teknisk måler det ventetiden mellom å utstede precharge-kommandoen for å gå på tomgang eller lukke en rad og aktivere kommandoen for å åpne en annen rad. tRP er identisk med det andre tallet tRCD fordi de samme faktorene påvirker ventetiden i begge operasjoner.

Rad aktiv tid (tRAS)

Også kjent som “Activate to Precharge Delay” eller “Minimum RAS Active Time”, er tRAS det minste antallet klokkesykluser som kreves mellom en rad aktiv kommando og utstedelse av forhåndsladingskommandoen. Dette overlapper med tRCD, og ​​det er enkelt tRCD + CL i SDRAM-moduler. I andre tilfeller er det omtrent tRCD + 2xCL.

tRAS måler minimumsmengden av sykluser en rad må være åpen for å kunne skrive data riktig.

Kommandofrekvens (CR / CMD / CPC / tCPD)

Det er også et bestemt –T-suffiks som ofte kan sees under overklokking, og som betegner kommandofrekvensen. AMD definerer kommandofrekvensen som tiden, i sykluser, mellom når en DRAM-brikke er valgt og en kommando blir utført. Det er enten 1T eller 2T, der 2T CR kan være veldig gunstig for stabilitet med høyere minneklokker eller for 4-DIMM-konfigurasjoner.

CR kalles noen ganger også Command Period. Mens 1T er raskere, kan 2T være mer stabil i visse scenarier. Den måles også i klokkesykluser som andre minnetider til tross for den unike –T-notasjonen. Forskjellen i ytelse mellom de to er ubetydelig.

Effekten av lavere minnetider

Siden timings generelt tilsvarer ventetiden til RAM-settet, er lavere timing bedre siden det betyr en lavere forsinkelse mellom de forskjellige operasjonene til RAM. Som med frekvens, eksisterer det et poeng med avtagende avkastning der forbedringene i responstid i stor grad vil bli holdt tilbake av hastighetene til andre komponenter som CPU eller den generelle klokkehastigheten i selve minnet. For ikke å nevne, kan senking av tidspunktet for en bestemt RAM-modell kreve ekstra binning av produsenten, og det fører også til lavere avkastning og høyere kostnader også.

Mens det er i rimelig grad, forbedrer lavere RAM-tider generelt ytelsen til RAM. Som vi kan se i de følgende referanseverdiene, fører de lavere samlede tidene (og spesielt CAS-latens) til en forbedring i det minste når det gjelder tall på et diagram. Hvorvidt forbedringen kan oppfattes av den gjennomsnittlige brukeren mens han spiller spillet eller mens det gjengir en scene i Blender, er en helt annen historie.

Et poeng med avtagende avkastning blir raskt etablert, spesielt hvis vi går under CL15. På dette punktet er tidspunkter og ventetid generelt ikke faktorene som holder tilbake RAM-ytelsen. Andre faktorer som frekvens, konfigurasjon av RAM, hovedkortets RAM-evner og til og med spenningen til RAM kan være involvert i å bestemme ytelsen til RAM hvis latensen når dette punktet med avtagende avkastning.

Tidspunkter vs. frekvens

Frekvensen og tidene til RAM er sammenkoblet. Det er rett og slett ikke mulig å få det aller beste fra begge verdener i forbruker-RAM-sett som er masseprodusert. Når den nominelle frekvensen til RAM-settet øker, blir tidene vanligvis løsere (tidene øker) for å kompensere noe for det. Frekvens oppveier vanligvis effekten av tidsinnstillinger litt, men det er tilfeller hvor det å betale ekstra for et høyfrekvent RAM-sett bare ikke gir mening siden timingene blir løsere, og den generelle ytelsen lider.

Et godt eksempel på dette er debatten mellom DDR4 3200Mhz CL16 RAM og DDR4 3600Mhz CL18 RAM. Ved første øyekast kan det virke som 3600Mhz-settet er raskere, og tidspunktene ikke er mye verre. Imidlertid, hvis vi bruker den samme formelen som vi diskuterte da vi forklarte CAS Latency, tar historien en annen vending. Å sette verdiene i formelen: (CL / Transfer Rate) x 2000, for begge RAM-settene gir resultatet at begge RAM-settene har den samme reelle ventetiden på 10ns. Selv om det er ja, eksisterer det også andre forskjeller i delingene og måten RAM er konfigurert på, men den samme totale hastigheten gjør 3600Mhz-settet til en dårligere verdi på grunn av sin høyere pris.

Som med timings, treffer vi et punkt med avtagende avkastning ganske snart også med frekvens. Generelt, for AMD Ryzen-plattformer, anses DDR4 3600Mhz CL16 å være det søte stedet når det gjelder både tid og frekvens. Hvis vi går med en høyere frekvens som 4000 MHz, må ikke bare timingene bli verre, til og med hovedkortstøtte kan være et problem for mellomstore brikkesett som B450. Ikke bare det, på Ryzen skal Infinity Fabric Clock og Memory Controller Clock synkroniseres med DRAM-frekvensen i forholdet 1: 1: 1 for best mulig resultat, og å gå utover 3600 MHz bryter den synkroniseringen. Dette fører til økt ventetid, generell ustabilitet og ineffektiv frekvens som gjør at disse RAM-settene har en samlet dårlig verdi for pengene. I likhet med tidsinnstillingene, må det etableres en søt flekk, og det er best å holde seg med rimelige frekvenser som 3200 MHz eller 3600 MHz ved strammere tider som CL16 eller CL15.

Overklokking

RAM-overklokking er en av de mest frustrerende og temperamentsfulle prosessene når det gjelder å fikle med PC-en din. Entusiaster har fordypet seg i denne prosessen, ikke bare for å presse hver eneste bit av ytelsen ut av systemet, men også for utfordringen som prosessen medfører. Den grunnleggende regelen for RAM-overklokking er enkel. Du må oppnå den høyest mulige frekvensen mens du holder timingene like eller til og med strammer timingene for å få det beste fra begge verdener.

RAM er en av de mest følsomme komponentene i systemet, og det tar vanligvis ikke vennlig med manuell tilpasning. Derfor inkluderer RAM-produsenter en forhåndslastet overklokk kjent som “XMP” eller “DOCP” avhengig av plattform. Dette skal være en forhåndstestet og validert overklokk som brukeren kan aktivere via BIOS og oftere enn ikke, det er det mest optimale ytelsesnivået som brukeren trenger.

Hvis du ønsker å ta utfordringen med manuell RAM-overklokking, er vår omfattende RAM-overklokkingsguide kan være til stor hjelp. Stabilitetstesting av overklokken er lett den vanskeligste delen av RAM-overklokking siden det kan ta mye tid og mange krasjer å få rett. Likevel kan hele utfordringen være en god opplevelse for entusiaster og kan føre til noen pene prestasjonsgevinster også.

Avsluttende ord

RAM er absolutt en av de mer undervurderte komponentene i systemet, og en som kan ha en betydelig innvirkning på ytelsen og den generelle responsen til systemet. Tidsplanene for RAM spiller en stor rolle i det ved å bestemme ventetiden som er tilstede mellom forskjellige RAM-operasjoner. Strammere tider fører absolutt til forbedret ytelse, men det er et poeng med avtagende avkastning som gjør det vanskelig å overklokke manuelt og stramme tidsinnstillingene for minimal ytelsesgevinst.

Å finne en perfekt balanse mellom frekvensen til RAM og tidene, samtidig som verdien av RAM-en er i sjakk, er den beste måten å ta når du tar en kjøpsbeslutning. Våre valg for de beste DDR4 RAM-settene i 2020 kan være nyttige for å ta en informert beslutning om ditt RAM-valg.