Таблица синхронизации оперативной памяти Ddr4

Обновлено: 02.07.2024

Оперативная память — важнейший компонент каждого компьютера, но она может сбивать с толку. Вот объяснение ОЗУ в понятных каждому терминах.

ОЗУ — это кратковременная память вашего компьютера. Именно здесь ваш компьютер отслеживает программы и данные, которые вы используете прямо сейчас. Вы, наверное, уже знаете, что чем больше оперативной памяти, тем лучше, но, возможно, сейчас вы хотите установить больше оперативной памяти.

Однако покупка оперативной памяти может сбить с толку. В чем разница между DDR3 и DDR4? DIMM и SO-DIMM? Есть ли разница между DRR3-1600 и PC3-12800? Важны ли задержка и время ОЗУ?

Читайте дальше, чтобы узнать о различных видах ОЗУ, о том, как читать спецификации ОЗУ и как именно работает ОЗУ.

Что такое оперативная память?

RAM означает оперативную память. Он действует как золотая середина между небольшим, сверхбыстрым кешем вашего процессора и большим, сверхмедленным хранилищем вашего жесткого диска или твердотельного накопителя (SSD). Ваша система использует оперативную память для временного хранения рабочих частей операционной системы и данных, которые активно используют ваши приложения. ОЗУ не является постоянным хранилищем.

Представьте, что ваш компьютер — это офис. Жесткий диск — это картотечный шкаф в углу. Оперативная память похожа на всю офисную рабочую станцию, а кэш-память ЦП похожа на настоящую рабочую область, где вы активно работаете с документом.

Чем больше у вас оперативной памяти, тем к большему количеству вещей вы можете иметь быстрый доступ в любой момент времени. Точно так же, как на большом столе можно хранить больше листов бумаги, не создавая беспорядка и громоздкости (а также не требуя больше походов обратно в картотеку для реорганизации).

Однако, в отличие от офисного стола, оперативная память не может использоваться в качестве постоянного хранилища. Содержимое оперативной памяти вашей системы теряется, как только вы отключаете питание. Потерять электроэнергию — это все равно, что стереть со стола все документы.

Оперативная память обычно означает SDRAM

Когда говорят об оперативной памяти, обычно имеют в виду синхронную динамическую оперативную память (SDRAM). В этой статье также обсуждается SDRAM. Для большинства настольных компьютеров и ноутбуков оперативная память представлена в виде флешки, которую можно вставить в материнскую плату.

К сожалению, в сверхтонких и легких ноутбуках наблюдается тенденция припаивать оперативную память непосредственно к материнской плате в целях экономии места. Однако это снижает возможности модернизации и ремонта.

Не путайте SDRAM с SRAM, что означает статическое ОЗУ. Статическая оперативная память — это память, используемая, помимо прочего, для кэшей ЦП. Она намного быстрее, но также ограничена в своих возможностях, что делает ее непригодной в качестве замены SDRAM. Крайне маловероятно, что вы столкнетесь с SRAM при обычном использовании, так что вам не о чем беспокоиться.

Форм-факторы оперативной памяти

По большей части ОЗУ бывает двух размеров: DIMM (двухрядный модуль памяти), который используется в настольных компьютерах и серверах, и SO-DIMM (Small Outline DIMM), который используется в ноутбуках и других небольших устройствах. компьютеры форм-фактора.

Хотя в двух форм-факторах ОЗУ используется одна и та же технология и они функционально работают одинаково, их нельзя смешивать. Вы не можете просто вставить модуль DIMM в слот SO-DIMM и наоборот (контакты и слоты не совпадают!).

Когда вы покупаете оперативную память, первое, что нужно выяснить, это ее форм-фактор. Все остальное не имеет значения, если палка не подходит!

Что означает DDR?

Оперативная память, которую вы используете на своем компьютере, работает с двойной скоростью передачи данных (DDR). DDR RAM означает, что за такт происходит две передачи. Новые типы ОЗУ – это обновленные версии той же технологии, поэтому модули ОЗУ имеют маркировку DDR, DDR2, DDR3 и т. д.

Хотя все поколения оперативной памяти для настольных ПК имеют одинаковый физический размер и форму, они несовместимы.

Вы не можете использовать оперативную память DDR3 на материнской плате, которая поддерживает только DDR2. Точно так же DDR3 не помещается в слот DDR4. Чтобы избежать путаницы, в каждом поколении ОЗУ есть выемки на штырях в разных местах. Это означает, что вы не сможете случайно перепутать модули оперативной памяти или повредить материнскую плату, даже если вы купите не тот тип.

DDR2 — это старейший тип оперативной памяти, с которым вы, вероятно, столкнетесь сегодня. Он имеет 240 контактов (200 для SO-DIMM). DDR2 была полностью вытеснена, но вы все еще можете купить ее в ограниченном количестве для обновления старых машин. В противном случае DDR2 устарела.

DDR3 была выпущена еще в 2007 году. Хотя DDR4 официально заменила ее в 2014 году, во многих системах по-прежнему используется старый стандарт оперативной памяти. Почему? Потому что только в 2016 году (через два года после запуска DDR4) системы с поддержкой DDR4 действительно набрали обороты.

Кроме того, оперативная память DDR3 поддерживает широкий диапазон поколений ЦП, начиная с сокета Intel LGA1366 и заканчивая разъемом LGA1151, а также AMD AM3/AM3+ и FM1/2/2+. Для Intel это касается линейки Intel Core i7, представленной в 2008 году, и вплоть до процессоров Kaby Lake седьмого поколения в 2016 году.

Оперативная память DDR3 имеет то же количество контактов, что и DDR2.Однако он работает при более низком напряжении и имеет более высокие тайминги (подробнее о таймингах ОЗУ чуть позже), поэтому он несовместим. Кроме того, модули SO-DIMM DDR3 имеют 204 контакта, а не 200 контактов у DDR2.

DDR4 появилась на рынке в 2014 году, и потребовалось некоторое время, чтобы стать самым популярным типом оперативной памяти, уступив место DDR3 где-то в 2017 году. 80 процентов всех продаж оперативной памяти по всему миру.

В начальный период высоких цен многие пользователи придерживались предыдущего поколения. Однако, поскольку новейшие процессоры Intel и AMD используют исключительно оперативную память DDR4, большинство пользователей перешли на новое поколение или обновят ее при следующем обновлении системного оборудования.

DDR4 снижает напряжение ОЗУ еще больше, с 1,5 В до 1,2 В, при этом количество контактов увеличивается до 288.

DDR5 должна была выйти на потребительский рынок в 2019 году. Но этого не произошло. На самом деле этого не произошло и в 2020 году, поскольку новая спецификация памяти была выпущена только в середине 2020 года. В результате на момент написания этой статьи оперативная память DDR5 только начала проникать в мир, но только в виде дорогих демонстрационных модулей, а не продуктов потребительского уровня.

Но, как и в случае с любым новым компьютерным оборудованием, ожидайте чрезвычайно высокой цены при запуске. Кроме того, если вы подумываете о покупке новой материнской платы, не сосредотачивайтесь на DDR5. Он еще недоступен, и, несмотря на то, что говорит SK Hynix, Intel и AMD потребуется некоторое время, чтобы подготовиться

Жаргон оперативной памяти: скорость, задержка, время и многое другое

Вы разобрались с поколениями SDRAM, DIMM и DDR. Но как быть с другими длинными строками чисел в модели RAM? Что они имеют в виду? В чем измеряется оперативная память? А как насчет ECC и Swap?

Вот другие термины спецификации RAM, которые вам необходимо знать.

Тактовая частота, передачи, пропускная способность

Возможно, вы видели, что ОЗУ обозначается двумя наборами чисел, например DDR3-1600 и PC3-12800. Оба они ссылаются и намекают на генерацию оперативной памяти и скорость ее передачи. Число после DDR/PC и перед дефисом относится к поколению: DDR2 — это PC2, DDR3 — это PC3, DDR4 — это PC4.

Число, указанное в паре после DDR, означает количество мегатранзакций в секунду (МТ/с). Например, оперативная память DDR3-1600 работает со скоростью 1600 МТ/с. Упомянутая выше оперативная память DDR5-6400 будет работать со скоростью 6400 МТ/с — намного быстрее! Число в паре после ПК относится к теоретической пропускной способности в мегабайтах в секунду. Например, PC3-12800 работает со скоростью 12 800 МБ/с.

Оперативную память можно разогнать точно так же, как процессор или видеокарту. Разгон увеличивает пропускную способность оперативной памяти. Иногда производители продают предварительно разогнанную оперативную память, но вы можете разогнать ее самостоятельно. Просто убедитесь, что ваша материнская плата поддерживает более высокую тактовую частоту оперативной памяти!

Вам может быть интересно, можно ли смешивать модули оперативной памяти с разными тактовыми частотами. Ответ заключается в том, что да, вы можете, но все они будут работать на тактовой частоте самого медленного модуля. Если вы хотите использовать более быструю оперативную память, не смешивайте ее со старыми и более медленными модулями.

Теоретически вы можете использовать разные марки оперативной памяти, но это не рекомендуется. У вас больше шансов столкнуться с синим экраном смерти или другими случайными сбоями, если вы используете разные марки оперативной памяти или разные тактовые частоты оперативной памяти.

Время и задержка

Иногда на модулях ОЗУ можно увидеть ряд цифр, например 9-10-9-27. Эти числа называются таймингами. Тайминг ОЗУ — это измерение производительности модуля ОЗУ в наносекундах. Чем меньше число, тем быстрее оперативная память реагирует на запросы.

Первая цифра (в примере 9) – это задержка CAS. Под задержкой CAS понимается количество тактовых циклов, которое требуется для того, чтобы данные, запрошенные контроллером памяти, стали доступными для вывода данных.

Вы могли заметить, что ОЗУ DDR3 обычно имеет более высокие временные значения, чем DDR2, а DDR4 обычно имеет более высокие временные значения, чем DDR3. Тем не менее, DDR4 быстрее, чем DDR3, которая быстрее, чем DDR2. Странно, правда?

Мы можем объяснить это на примере DDR3 и DDR4.

Самая низкая скорость работы оперативной памяти DDR3 составляет 533 МГц, что означает тактовый цикл 1/533000000, или 1,87 нс. При задержке CAS в 7 циклов общая задержка составляет 1,87 x 7 = 13,09 нс. ("нс" означает наносекунды.)

Принимая во внимание, что самая низкая скорость оперативной памяти DDR4 составляет 800 МГц, что означает тактовый цикл 1/800000000, или 1,25 нс. Даже если он имеет более высокий CAS 9 циклов, общая задержка составляет 1,25 x 9 = 11,25 нс. Вот почему это быстрее!

Для большинства людей емкость всегда важнее тактовой частоты и задержки. Вы получите гораздо больше преимуществ от 16 ГБ ОЗУ DDR4-1600, чем от 8 ГБ ОЗУ DDR4-2400. В большинстве случаев время и задержка являются последними моментами рассмотрения.

Оперативная память с кодом исправления ошибок (ECC) – это особый тип модуля памяти, предназначенный для обнаружения и исправления повреждения данных. Оперативная память ECC используется на серверах, где ошибки в критически важных данных могут иметь катастрофические последствия.Например, личная или финансовая информация хранится в оперативной памяти при работе со связанной базой данных.

Потребительские материнские платы и процессоры обычно не поддерживают ОЗУ, совместимое с ECC. Если вы не создаете сервер, для которого специально требуется ОЗУ ECC, держитесь от него подальше.

Что такое оперативная память PC4?

Как и выше, PC4 — это еще один способ детализации скорости передачи данных вашей оперативной памяти. Но там, где DDR4-xxxx указывает скорость передачи данных в битах, PC4-xxxxx указывает общую скорость передачи данных вашей оперативной памяти в МБ/с. Вы можете узнать общую скорость передачи данных модуля ОЗУ, умножив его частоту на восемь.

Таким образом, DDR4-3000 относится к модулю оперативной памяти с частотой 3000 МГц. 3000*8 дает общую скорость передачи данных 24 000 МБ/с.

Кроме того, PC4 работает с оперативной памятью DDR. PC3 работает с оперативной памятью DDR3 и так далее. Поэтому, если кто-то спросит, лучше ли ОЗУ DDR4, чем ОЗУ PC4, знайте, что они говорят об одном и том же, просто используя другой метод измерения.

Сколько оперативной памяти вам нужно?

День, когда "640 КБ должно быть достаточно для всех", давно миновали. В мире, где смартфоны регулярно поставляются с 4 ГБ ОЗУ или более, а браузеры, такие как Google Chrome, быстро и свободно распределяют память, бережливость ОЗУ осталась в прошлом. Средний объем установленной оперативной памяти также увеличивается для всех типов оборудования.

Для большинства людей 4 ГБ — это минимальный объем оперативной памяти, необходимый для обычного компьютера. Операционные системы также имеют разные спецификации. Например, вы можете запустить Windows 10 всего с 1 ГБ ОЗУ, но вы обнаружите, что ваш пользовательский опыт вялый. И наоборот, многие дистрибутивы Linux очень хорошо работают с меньшим объемом оперативной памяти.

Если вы обнаружите, что одновременно открыты шесть документов Word и не можете заставить себя закрыть эти 60 вкладок в Google Chrome, вам, вероятно, потребуется как минимум 8 ГБ ОЗУ. То же самое происходит, если вы хотите использовать виртуальную машину.

Оперативная память объемом 16 ГБ должна превысить потребности большинства пользователей. Но если вы держите утилиты работающими в фоновом режиме, с горой вкладок браузера и всем остальным, вы оцените дополнительный объем оперативной памяти. Мало кому нужны 32 ГБ ОЗУ, но, как говорится, чем больше, тем лучше.

Обновление оперативной памяти — это, безусловно, один из самых простых способов мгновенного повышения производительности. Однако, прежде чем совершить обновление, ознакомьтесь с этими распространенными мифами и неправильными представлениями об оперативной памяти. Они помогут вам принять более взвешенное решение о том, сколько оперативной памяти вам нужно для вашей системы и является ли обновление лучшим вариантом.

Все об оперативной памяти

Теперь вы знаете, в чем разница между оперативной памятью DDR2, DDR3 и DDR4, и знаете характеристики оперативной памяти.

Вы можете отличить DIMM от SO-DIMM, а также знаете, как отличить оперативную память с более высокой скоростью передачи данных и более высокой пропускной способностью. На данный момент вы, по сути, являетесь экспертом по оперативной памяти, поэтому в следующий раз, когда вы попытаетесь купить больше оперативной памяти или совершенно новую систему, вам не должно быть сложно.

Действительно, если у вас правильный форм-фактор и соответствующее поколение оперативной памяти, вы не ошибетесь. Время и задержка играют роль, но главное — емкость.

Скорость оперативной памяти

Памяти DDR, DDR2 и DDR3 классифицируются в соответствии с максимальной скоростью, с которой они могут работать, а также их таймингами. Тайминги оперативной памяти — это такие числа, как 3-4-4-8, 5-5-5-15, 7-7-7-21 или 9-9-9-24, чем меньше, тем лучше. В этом руководстве мы подробно объясним, что означает каждое из этих чисел.

Памяти DDR, DDR2 и DDR3 соответствуют классификации DDRxxx/PCyyyy. Кстати, если вам интересно узнать разницу между памятью DDR, DDR2 и DDR3, прочитайте наш учебник на эту тему.

Первое число, xxx, указывает максимальную тактовую частоту, поддерживаемую микросхемами памяти. Например, память DDR400 работает не более чем на частоте 400 МГц, DDR2-800 может работать на частоте до 800 МГц, а DDR3-1333 может работать на частоте до 1333 МГц. Важно отметить, что это не реальная тактовая частота памяти. Реальная тактовая частота памяти DDR, DDR2 и DDR3 составляет половину заявленной тактовой частоты. Поэтому память DDR400 работает на частоте 200 МГц, память DDR2-800 работает на частоте 400 МГц, а память DDR3-1333 работает на частоте 666 МГц.

Второе число указывает максимальную скорость передачи данных, которую достигает память, в МБ/с. Память DDR400 передает данные со скоростью не более 3200 МБ/с, поэтому она помечена как PC3200. Память DDR2-800 передает данные со скоростью 6400 МБ/с и имеет маркировку PC2-6400. Память DDR3-1333 может передавать данные со скоростью 10 664 МБ/с и имеет маркировку PC3-10600 или PC3-10666. Как видите, мы используем цифру «2» или «3» после «DDR» или «ПК», чтобы указать, что мы говорим о памяти DDR2 или DDR3, а не о DDR.

Первая классификация, DDRxxx, является стандартом, используемым для классификации микросхем памяти, а вторая классификация, PCyyyy, — стандартом, используемым для классификации модулей памяти. На рисунке 1 вы видите модуль памяти PC3-10666, в котором используются микросхемы памяти DDR3-1333. Обратите внимание на тайминги ОЗУ (7-7-7-18) и напряжение (1,5 В).

Предварительный просмотр

Товар

< /p>

Рис. 1. Модуль памяти DDR3-1333/PC3-10666

Максимальную скорость передачи для модуля памяти можно рассчитать по следующей формуле:

Максимальная теоретическая скорость передачи = часы x количество бит/8

Поскольку модули DIMM передают 64 бита за раз, «количество бит» будет равно 64. Поскольку 64/8 равно 8, мы можем упростить эту формулу до:

Максимальная теоретическая скорость передачи = часы x 8

Если модуль памяти установлен в системе, где шина памяти работает с более низкой тактовой частотой, максимальная скорость передачи, которую может достичь модуль памяти, будет ниже его теоретической максимальной скорости передачи. На самом деле, это очень распространенное заблуждение.

Например, предположим, что вы купили пару модулей памяти DDR3-2133/PC3-17000. Несмотря на то, что они помечены как DDR3-2133, они не будут автоматически работать на частоте 2133 МГц в вашей системе. Это максимальная тактовая частота, которую они поддерживают, а не тактовая частота, с которой они будут работать. Если вы установите его на обычную компьютерную систему, поддерживающую память DDR3, она, вероятно, будет работать на частоте 1333 МГц (DDR3-1333) — максимальной стандартной скорости DDR3 — с максимальной скоростью передачи 10 664 МБ/с (или 21 328 МБ/с). если они работают в двухканальном режиме, прочтите наше руководство по двухканальному режиму, чтобы узнать больше об этом предмете). Таким образом, они не будут автоматически работать на частоте 2133 МГц и автоматически не достигнут скорости передачи данных 17 000 МБ/с.

Итак, зачем кому-то покупать эти модули? Кто-то купит их для разгона. Поскольку производитель гарантирует, что эти модули будут работать на частоте до 2133 МГц, вы знаете, что можете увеличить тактовую частоту шины памяти до 1066 МГц, чтобы повысить производительность вашей системы. Однако ваша материнская плата должна поддерживать такой разгон (подробнее см. в нашем руководстве по разгону памяти). Таким образом, покупка модуля памяти с заявленной тактовой частотой выше той, которую поддерживает ваша система, бесполезна, если вы не собираетесь разгонять свою систему.

Для обычного пользователя это все, что нужно знать о памяти DDR, DDR2 и DDR3. Для продвинутого пользователя есть еще одна характеристика: временное использование памяти, также известное как тайминги или латентность. Давайте поговорим об этом.

Тайминги ОЗУ

Из-за таймингов два модуля памяти с одинаковой теоретической максимальной скоростью передачи могут достигать разных уровней производительности. Почему это возможно, если оба работают с одинаковой тактовой частотой?

Время измеряет время, в течение которого микросхема памяти выполняет какие-либо внутренние действия. Вот пример. Рассмотрим самый известный параметр, который называется CAS Latency (или CL или «время доступа»), который говорит нам, сколько тактов задержит модуль памяти при возврате данных, запрошенных ЦП. Модуль памяти с CL 9 будет задерживать девять тактов для доставки запрошенных данных, тогда как модуль памяти с CL 7 будет задерживать семь тактов для их доставки. Хотя оба модуля могут работать с одинаковой тактовой частотой, второй будет быстрее, так как он будет доставлять данные раньше, чем первый. Эта проблема известна как «задержка». Как вы можете видеть на рисунке 1, показанный на нем модуль имеет CL, равный 7.

Операции, на которые указывают эти номера, следующие: CL-tRCD-tRP-tRAS-CMD. Чтобы понять их, имейте в виду, что память внутренне организована как матрица, где данные хранятся на пересечении строк и столбцов.

CL: задержка CAS. Время, которое проходит между отправкой команды в память и началом ответа на нее. Это время, которое проходит между запросом процессором некоторых данных из памяти и их возвратом.
tRCD: задержка между RAS и CAS. Время, которое проходит между активацией строки (RAS) и столбца (CAS), где данные хранятся в матрице.
tRP: предварительная зарядка RAS. Время, которое проходит между отключением доступа к строке данных и началом доступа к другой строке данных.
tRAS: активен для задержки предварительной зарядки. Как долго память должна ждать, пока не будет инициирован следующий доступ к памяти.
CMD: Частота команд. Время, которое проходит между активацией микросхемы памяти и моментом, когда первая команда может быть отправлена в память. Иногда это значение не объявляется.Обычно это T1 (1 такт) или T2 (2 такт).

Обычно у вас есть два варианта: настроить ПК на использование стандартных таймингов памяти, обычно устанавливая для конфигурации памяти значение «Авто» в настройках материнской платы; или вручную настроить ПК на использование более низких таймингов памяти, что может повысить производительность вашей системы. Обратите внимание, что не все материнские платы позволяют изменять тайминги памяти. Кроме того, некоторые материнские платы могут не работать с очень низкими таймингами, и из-за этого они могут настроить ваш модуль памяти на работу с более высокими таймингами.

Рисунок 3. Настройка таймингов памяти при установке материнской платы

При разгоне памяти может потребоваться увеличить тайминги памяти, чтобы система работала стабильно. Вот тут и происходит кое-что очень интересное. Из-за увеличенных таймингов производительность памяти может снизиться, хотя теперь она настроена на работу с более высокой тактовой частотой из-за введенной задержки.

Это еще одно преимущество модулей памяти, которые продаются специально для разгона. Производитель не только гарантирует, что ваш модуль памяти будет работать с заявленной тактовой частотой, но и гарантирует, что вы сможете поддерживать указанные тайминги на уровне указанных часов.

Например, даже если вы можете достичь частоты 1600 МГц (800 МГц x2) с модулями DDR3-1333/PC3-10600, для этих модулей может потребоваться увеличить тайминги памяти, а для DDR3-1600/PC3-12800 производитель гарантирует, что вы сможете достичь частоты 1600 МГц, сохраняя указанные тайминги.

Теперь мы пойдем еще дальше и подробно объясним каждый из параметров синхронизации памяти.

Влияние задержки CAS (CL) на скорость оперативной памяти

Как упоминалось ранее, задержка CAS (CL) — наиболее известный параметр памяти. Он сообщает нам, сколько тактов будет задерживать память для возврата запрошенных данных. Память с CL = 7 задержит семь тактов для доставки данных, а память с CL = 9 задержит девять тактов для выполнения той же операции. Таким образом, для двух модулей памяти, работающих с одинаковой тактовой частотой, быстрее будет тот, у которого наименьший CL.

Обратите внимание, что тактовая частота здесь — это реальная тактовая частота, на которой работает модуль памяти, т. е. половина номинальной тактовой частоты. Поскольку память DDR, DDR2 и DDR3 может передавать два данных за такт, их номинальная частота соответствует удвоенной реальной тактовой частоте.

На рис. 4 показано, как работает CL. Мы привели два примера: модуль памяти с CL = 7 и модуль памяти с CL = 9. Команда, выделенная синим цветом, означает команду «чтения».

Рис. 4. Задержка CAS (CL)

Память с CL = 7 обеспечивает снижение задержки памяти на 22,2 % по сравнению с памятью с CL = 9, учитывая, что обе работают с одинаковой тактовой частотой.

Вы даже можете рассчитать время задержки памяти до начала передачи данных. Период каждого тактового цикла можно легко рассчитать по формуле:

Таким образом, период каждого тактового цикла памяти DDR3-1333, работающей на частоте 1333 МГц (тактовая частота 666,66 МГц), будет составлять 1,5 нс (нс = наносекунда; 1 нс = 0,000000001 с). Имейте в виду, что вам нужно использовать реальную тактовую частоту, которая составляет половину заявленной тактовой частоты. Таким образом, эта память DDR3-1333 будет задерживать 10,5 нс, чтобы начать доставку данных, если она имеет CL = 7, или 13,5 нс, если она имеет CL = 9, например.

В памяти SDRAM, DDR, DDR2 и DDR3 реализован пакетный режим, при котором данные, хранящиеся по следующим адресам, могут покинуть память только за один такт. Таким образом, в то время как первые данные будут задерживать тактовые циклы CL для выхода из памяти, следующие данные будут доставлены сразу после предыдущих данных, которые только что вышли из памяти, не дожидаясь следующего цикла CL. Кроме того, память DDR, DDR2 и DDR3 передает два данных за такт, поэтому они помечены как имеющие вдвое большую тактовую частоту.

Влияние задержки RAS на CAS (tRCD) на скорость оперативной памяти

Рисунок 5. Задержка между RAS и CAS (tRCD)

Каждая микросхема памяти организована как матрица. На пересечении каждой строки и столбца у нас есть небольшой конденсатор, который отвечает за хранение «0» или «1» — данных. Внутри памяти процесс доступа к сохраненным данным выполняется путем активации сначала строки, а затем столбца, в котором она расположена. Эта активация осуществляется с помощью двух управляющих сигналов, называемых RAS (строб адресов строк) и CAS (строб адресов столбцов). Чем меньше времени между этими двумя сигналами, тем лучше, так как данные будут считаны раньше. На этот раз измеряется задержка RAS to CAS или tRCD. На рисунке 5 мы иллюстрируем это, показывая память с tRCD = 3.

Как видите, задержка RAS to CAS также является количеством тактовых циклов между командой «Активно» и командой «чтения» или «записи».

Как и в случае с задержкой CAS, задержка RAS to CAS работает с реальными часами памяти (что составляет половину помеченных часов). Чем ниже этот параметр, тем быстрее будет работать память, так как она раньше начнет чтение или запись данных.

Влияние предварительной зарядки RAS (tRP) на скорость оперативной памяти

Рисунок 6. Предварительно заряженный RAS (tRP)

После того, как данные собраны из памяти, необходимо выполнить команду Precharge, которая закроет
используемую строку памяти и позволит активировать новую строку. Время предварительной зарядки RAS (tRP) — это время, прошедшее между подачей команды Precharge и следующей активной командой. Как мы узнали из предыдущей страницы, команда Active запускает цикл чтения или записи.

На рисунке 6 показан пример памяти с tRP = 3.

Как и в случае с другими параметрами, предварительная зарядка RAS работает с реальными часами памяти (что составляет половину помеченных часов). Чем ниже этот параметр, тем быстрее будет работать память, так как она раньше выдаст команду Active.

Добавляя все, что мы видели, время, прошедшее между выдачей команды Precharge и фактическим получением данных, будет tRP + tRCD + CL.

Другие параметры, влияющие на тайминги оперативной памяти

Давайте подробнее рассмотрим два других параметра: задержку от активации до предварительной зарядки (tRAS) и скорость команд (CMD). Как и в случае с другими параметрами, эти два параметра работают с реальными часами памяти (которые составляют половину часов памяти, помеченных как часы). Чем ниже эти параметры, тем быстрее будет память.

Задержка между активным и предварительным зарядом (tRAS): после выдачи команды Active нельзя выполнить другую команду Precharge до тех пор, пока не истечет время tRAS. Таким образом, этот параметр ограничивает время, когда память может начать чтение (или запись) другой строки.
Command Rate (CMD): это время, затрачиваемое чипом памяти на активацию (через его CS — Chip Select — контакт) и когда любая команда может быть передана в память. Этот параметр имеет букву «Т». Возможные значения: 1T или 2T, что означает один тактовый цикл или два тактовых цикла соответственно.

Часто задаваемые вопросы

Насколько быстрой должна быть оперативная память для игрового ПК?

Для игр мы рекомендуем модули оперативной памяти, которые являются максимально быстрыми по очевидным причинам. Начнем с того, что в наши дни видеоигры не только занимают довольно много оперативной памяти, но и разделяют эти данные на такое количество сжатых файлов, что вам понадобится оперативная память, чтобы получить доступ ко всему как можно быстрее для бесперебойной работы. С учетом всего сказанного и сделанного, на момент написания этой статьи вам следует выбрать двухканальную оперативную память DDR4 или DDR5 с частотой 3000 МГц или более. Эти модули могут быть довольно дорогими, но это лучше, чем сталкиваться с узкими местами во время напряженных игровых сцен.

Влияют ли тайминги на оперативную память?

В целом мы обнаружили, что если вы копнете достаточно глубоко, вы обнаружите, что время определенно имеет значение. Это не повлияет на каждую игру или приложение, но, с другой стороны, имеет смысл хотя бы учитывать тайминги при покупке оперативной памяти, особенно если вы можете получить более жесткие тайминги по более низкой цене. При этом мы рекомендуем покупать оперативную память только у проверенных брендов и у проверенных розничных продавцов. Даже если теоретически гарантия на модуль ОЗУ действует пожизненно, на практике эта гарантия может быть легко аннулирована, если кто-то в прошлом вмешивался в модуль или если на нем слишком много слизи или жидкости.

Ограничена ли скорость оперативной памяти процессором?

На самом деле именно сочетание процессора и материнской платы ограничивает скорость DIMM. Скорость DIMM будет только достигать нижнего предела скорости между ЦП и материнской платой. Например, ЦП может поддерживать скорость до 1600, а материнская плата поддерживает скорость до 2400, но модули DIMM будут поддерживать скорость до 1600. Короче говоря, скорость вашего компьютера равна скорости его самого слабого компонента.

В стандарте DDR имеется большое количество временных параметров, но при работе с DDR4 SDRAM вы часто будете пересматривать или читать о нескольких временных параметрах чаще, чем о других. Итак, в этой статье мы рассмотрим только эти часто встречающиеся параметры времени, рассмотрев их в контексте команды.

Эти временные параметры сложно запомнить, они часто выскальзывают из головы. Сопутствующая статья, Памятка по параметрам времени, может быть использована в качестве справочного материала, чтобы вспомнить, что означает тот или иной параметр времени.

Примечание: Все приведенные ниже изображения взяты из спецификации DDR4 JEDEC и спецификации частей памяти Micron. Ссылки на них можно найти в разделе Справочник.

АКТИВИРОВАТЬ время

Команда ACTIVATE используется для открытия строки в банке. В разделе «Понимание основ» мы видели, что в каждом банке есть набор усилителей считывания, поэтому в каждом банке может оставаться активным одна строка. С ACTIVATE есть 3 временных параметра, о которых нам следует знать: tRRD_S, tRRD_L, tFAW

< td>Четыре окна активации или иногда также называемое Пятое окно активации — это ограничение по времени. tFAW определяет окно, в пределах которого могут быть выданы только четыре команды активации. Таким образом, вы можете выполнять команды ACTIVATE подряд с tRRD_S между ними, но после того, как вы выполнили 4 активации, вы не можете выполнить еще одну, пока не истечет окно tFAW.

Параметр	Функция
tRRD_S	При выдаче последовательных команды ACTIVATE банкам из разных групп банков, команды ACTIVATE должны быть разделены tRRD_S (задержка между строками -- короткая)
tRRD_L	Если банки принадлежат к одной и той же группе банков, их ACTIVATE должны быть разделены tRRD_L (задержка между строками -- длинная)
tFAW

Рис. 1. Время tRRD

Рис. 2. Время tFAW

Время ОБНОВЛЕНИЯ

Чтобы данные, хранящиеся в SDRAM, не были потеряны, контроллер памяти должен выдавать команду REFRESH со средним интервалом tREFI . Но прежде чем можно будет применить ОБНОВЛЕНИЕ, все банки SDRAM должны быть предварительно заряжены и простаивать в течение минимального времени tRP(min) . После выдачи команды REFRESH должна быть задержка tRFC(мин) перед выдачей следующей допустимой команды (кроме команды DES).

Обратите внимание, что я упомянул, что tREFI — это "средний" интервал между командами REFRESH. Это связано с тем, что вы можете выталкивать (или втягивать) определенное количество команд обновления и компенсировать это позже. Этот режим был добавлен в DDR4, чтобы преодолеть снижение производительности из-за блокировки обновления при более высокой плотности. Количество отложенных команд обновления зависит от режима обновления (1x, 2x или 4x), который можно установить в регистре режима SDRAM MR2.

Параметр	Функция
tREFI	Устройству требуется Команды REFRESH со средним интервалом tREFI
tRP	Время предварительной зарядки. Банки должны быть предварительно заряжены и простаивать для tRP, прежде чем можно будет применить команду REFRESH
tRFC	Задержка между командой REFRESH и следующей допустимой командой, кроме DES

Рисунок 3. Время ОБНОВЛЕНИЯ

Рисунок 4. Отложенная команда REFRESH

Время ПРОЧИТАТЬ

Временные параметры ЧТЕНИЯ можно разделить на 3 категории: общее время чтения, отношение часов к стробу и отношение строба данных к данным. Обратитесь к DRAM-read-operation, чтобы понять основы.

Параметр	Функция
Время чтения
CL (CAS Latency)	CAS — это Column-Address-Strobe, т. е. когда адрес столбца представлен в строках. CL — это задержка в тактовых циклах между внутренней командой READ и доступностью первого бита выходных данных. Он определяется в регистре режима MR0. В спецификациях SDRAM обычно указывается, какой CL должен быть установлен для конкретной рабочей частоты. См. рис. 7
AL (дополнительная задержка)	С AL устройство позволяет выдавать команду READ сразу после команды ACTIVATE. Команда удерживается в течение времени AL, прежде чем она будет выдана внутри устройства. Эта функция поддерживается для обеспечения более высокой пропускной способности/скорости устройства.
RL (задержка чтения)	Это общая задержка чтения, которая определяется как RL = CL + AL
tCCD_S & tCCD_L	Для банковского доступа к разным группам банков требуется меньшая временная задержка между доступами, чем для банковского доступа в рамках одного и того же банка. группа. Для доступа к разным группам банков требуется задержка tCCD_S (или короткая) между командами, в то время как для доступа к банкам в пределах одной и той же группы банков требуется задержка tCCD_L (или длинная) между командами.
Взаимосвязь тактового сигнала и строба данных
tDQSCK (MIN/MAX)	описывает допустимый диапазон для нарастающего фронта строба данных относительно тактового сигнала CK_t, CK_c
tDQSCK	является фактическим положением нарастающего фронта строба относительно CK_t, CK_c
tQSH	описывает ширину верхнего импульса строба данных
tQSL	tQSL - описывает ширину нижнего импульса строба данных.
Взаимосвязь строба данных и данных
tDQSQ	Здесь описаны последние действительный переход связанных выводов данных DQ. На рисунке ниже вы увидите, что это время между переходами DQS к левому краю глаза данных DQ
tQH	Is самый ранний недействительный переход связанных контактов DQ. На рисунке ниже вы увидите, что это время от момента, когда DQS становится высоким, до правого края глаза данных DQ.

Рисунок 5: Последовательные операции READ для разных банковских групп. На этом рисунке AL = 0, CL = 11, поэтому RL = 11. Обратите внимание, как пакет считанных данных (шина DQ) из второго READ сразу же следует за первым без какого-либо промежутка. Также обратите внимание на tCCD_S между двумя последовательными чтениями.

Рисунок 6. Непоследовательные операции READ для разных банковских групп

Рисунок 7: Иллюстрация tCCD_S и tCCD_L

Рисунок 8. Иллюстрация отношений CK-DQS и DQS-DQ

Время ЗАПИСИ

По аналогии с READ .

Параметр	Функция
Время записи
CWL (задержка записи CAS)	CWL — это задержка в тактовых циклах между внутренней командой WRITE и доступностью первого бита входных данных. Он определяется в регистре режима MR2.
AL (Additive Latency)	С помощью AL устройство позволяет выдавать команду WRITE сразу после команды ACTIVATE. команда. Команда удерживается в течение времени AL, прежде чем она будет выдана внутри устройства. Эта функция поддерживается для обеспечения более высокой пропускной способности/скорости устройства.
WL (задержка записи)	Это общая задержка записи, которая определяется как WL = CWL + AL
tCCD_S & tCCD_L	Для доступа к разным группам банков требуется меньшая временная задержка между доступами, чем для доступа к одной и той же группе банков. группа. Для доступа к разным группам банков требуется задержка tCCD_S (или короткая) между командами, в то время как для доступа к банкам в пределах одной и той же группы банков требуется задержка tCCD_L (или длинная) между командами.
Взаимосвязь тактового импульса и строба данных
tDQSS (MIN/MAX)	описывает допустимый диапазон для нарастающего фронта строба данных относительно CK
tDQSS	является фактическим положением нарастающего фронта строба относительно CK
tDQSH	описывает ширину верхнего импульса строба данных
tDQSL	описывает ширину нижнего импульса строба данных
tWPST	Это как "post-write". Это время от момента последнего действительного строба данных до момента, когда строб переходит на ВЫСОКИЙ уровень без привода.
tWPRE	Это как "предварительно написать". Это время между тем, когда строб данных переходит из недействительного (ВЫСОКИЙ) в действительный (НИЗКИЙ, начальный уровень привода).

Рисунок 9: Параметры времени записи

Время регистрации режима

SDRAM предоставляют ряд возможностей, функций и настроек, которые можно запрограммировать с помощью 7 регистров режима. Эти регистры можно запрограммировать с помощью команды MRS (Mode Register Set). Регистры режима устанавливаются во время инициализации, и после этого их можно изменить в любой момент во время нормальной работы. Настройка регистра режима определяется двумя временными параметрами.

Параметр	Функция
tMRD	Цикл команды MRS время. Это время, необходимое для завершения операции записи в регистр режима, и минимальное время, требуемое между двумя командами MRS, показанными на рисунке tMRD Timing.
tMOD	минимальное время, требуемое от команды MRS до команды без MRS, исключая DES.

Рисунок 10. Время tMRD

Рисунок 11. Время tMOD

Многие люди, собирающие собственные настольные ПК, допускают распространенную ошибку конфигурации. Во-первых, они покупают комплект высокоскоростной памяти DDR4 (который часто стоит дороже). По мере сборки своей системы они устанавливают свои модули памяти в правильные слоты памяти. Все идет нормально. К сожалению, они также оставляют свои настройки UEFI BIOS для памяти со значениями по умолчанию. Один из способов узнать, есть ли у вас эта проблема, — проверить скорость памяти. Это легко сделать!

Если вы не отметите это, вероятно, ваши модули памяти работают со значениями скорости и задержки JEDEC по умолчанию. В зависимости от используемого процессора и рабочей нагрузки это может существенно повлиять на производительность.

Различные способы проверить скорость памяти

Есть три простых способа проверить текущую скорость памяти. Я собираюсь показать вам все три из них. Первый очень простой, так как он встроен в современные версии Windows.

Диспетчер задач Windows

Если у вас Windows 10, вы можете увидеть текущую скорость памяти в диспетчере задач Windows. Перейдите на вкладку «Производительность», а затем нажмите на страницу «Память». Вы должны увидеть что-то вроде этого:

Я случайно узнал, что в моей системе установлена память DDR4-3600. На первом снимке моя память работает только на частоте 2133 МГц. Это НЕ то, что я хочу видеть.

На рисунке ниже показана моя память, работающая на частоте 3600 МГц, которую я и хочу видеть. Это намного лучше!

Проверка скорости памяти с помощью CPU-Z

Вы также можете использовать бесплатный инструмент CPU-Z для проверки скорости памяти. Это еще одно полезное применение CPU-Z, которое является отличной утилитой. В CPU-Z есть две вкладки, на которые следует обратить внимание. Первая — это вкладка «Память».

Посмотрите на частоту DRAM в поле «Тайминги». Это покажет вам фактическую скорость памяти. Это будет половина значения, которое вы видите в диспетчере задач Windows. Это связано с тем, что DDR4 — это память с удвоенной скоростью передачи данных.

С настройкой BIOS по умолчанию для памяти моя частота DRAM составляет 1066,4 МГц. Если удвоить, получится 2133 МГц. Это не то, что мы хотим видеть с памятью DDR4-3600.

При включенном XMP вы видите частоту DRAM на уровне 1799,6 МГц. Если вы удвоите это, вы получите 3600 МГц. Это то, что мы хотим здесь видеть.

Вторая полезная в этом контексте вкладка – это вкладка SPD. SPD расшифровывается как Serial Presence Detect и используется, чтобы сообщить вашему компьютеру об установленной памяти. Это позволяет вашему компьютеру узнать, какая память присутствует и какие тайминги использовать для доступа к памяти.

Вкладка SPD предоставляет очень полезную информацию о модулях памяти в каждом слоте памяти. В этом случае у нас есть модуль G.Skill на 16 ГБ с номером детали F4-3600C16-16GVKC. Если вы погуглите номер детали, вы, вероятно, найдете страницу продукта с подробными характеристиками.

В таблице синхронизации показаны стандартные тайминги JEDEC и тайминги XMP. Это показывает, на что способен модуль памяти. В идеале мы хотим, чтобы наша память работала в соответствии со спецификациями XMP.

Проверка скорости памяти с помощью HWiNFO64

Вы также можете использовать бесплатную утилиту HWiNFO64 для проверки скорости памяти. На экране «Сводка системы» в правом нижнем углу есть раздел «Память». Поле Clock — это текущая частота DRAM.

В этом первом примере значение равно 1066,7 МГц, что является стандартной настройкой JEDEC по умолчанию. Это не то, что вы хотите видеть с памятью DDR4-3600.

В этом втором примере значение Clock равно 1800,0 МГц. Это то, что мы ожидаем увидеть, если XMP включен, и это хорошо.

Заключительные слова

Я показал вам три простых способа проверить скорость памяти в вашей системе. Это то, что вы должны сделать, независимо от того, какая у вас система. Полезно знать эту информацию. Однако в некоторых системах вы не сможете изменить настройки памяти.

Например, большинство серверов и готовых клиентских систем не дают вам достаточного контроля над этим. Большинство серверов не поддерживают XMP, и они не позволяют вручную настраивать параметры памяти.

На большинстве серверов у вас есть некоторый контроль над скоростью памяти в зависимости от точного типа установленной памяти и количества установленных модулей DIMM. В зависимости от модели сервера обычно существуют некоторые параметры памяти, которые следует изучить. По уважительной причине серверы не предоставляют столько настроек, сколько клиентская материнская плата DIY. Я говорил о том, как включить XMP здесь.

Если у вас есть какие-либо вопросы о скорости памяти, задайте их мне. Я довольно активен в Твиттере как GlennAlanBerry. Спасибо за прочтение!

Читайте также: