La mayoría de los usuarios de computadoras no se preocuparán demasiado por el rendimiento cuando compren una computadora. Mientras sea lo suficientemente rápido y barato, eso es lo suficientemente bueno. Comprarán una computadora con una CPU de generación actual o anterior y buscarán la cantidad correcta de almacenamiento al medio terabyte más cercano.
Algunos pueden buscar la velocidad de la CPU, el número de núcleos o la capacidad de RAM, pero eso tiende a ser todo. Si eres un entusiasta de la tecnología, puedes prestar más atención a estas cosas, para que sepas lo que obtienes y si realmente es una buena oferta.
Una de las formas de exprimir al máximo el rendimiento de su computadora es obtener RAM de alto rendimiento. El número de ventas significativo y llamativo es la velocidad de reloj de la RAM, como DDR4-3200 o DDR5-6400. Técnicamente, ese segundo número no es la velocidad del reloj. Es la tasa de transferencia. Esto es el doble de la velocidad del reloj porque DDR RAM es Double Data Rate. Aún así, el número más alto suena mejor en el material de marketing.
Esa tasa de transferencia es una medida del ancho de banda de la RAM, por lo que los números más altos son mejores. Sin embargo, el ancho de banda no es el único factor en el rendimiento de la RAM. La latencia es igual de importante, si no más.
¿Qué es la latencia?
La latencia es una medida de la demora entre el inicio de un proceso y su ejecución. Un ejemplo sencillo es el “ping” de tu conexión a internet. Si alguna vez realizó una prueba de velocidad, habrá visto su velocidad de descarga y ping. La velocidad de descarga es el ancho de banda de Internet y el ping es la latencia entre la solicitud y el servidor que la recibe. Como muchos jugadores sabrán, no importa qué tan rápido sea su Internet. No tendrás una buena experiencia si tienes una latencia alta.
La memoria RAM de alto rendimiento siempre anunciará su velocidad. A menudo anunciará al menos una medida específica de latencia. La medida de latencia más común e importante es la latencia CAS, a veces abreviada como CL. Al profundizar un poco más en las especificaciones del producto, generalmente es posible encontrar los cuatro tiempos principales principales. Estos son tCL/tCAS (la latencia CAS), tRCD, tRP y tRAS. Estos tiempos ocasionalmente pueden ir seguidos de un quinto número, una tasa de comando, pero eso es ligeramente diferente y generalmente no tiene importancia.
Los fundamentos de la operación de RAM
Antes de definir esos tiempos primarios, será esencial comprender los conceptos básicos de cómo funciona realmente la RAM. Los datos en la RAM se almacenan en columnas, y solo se puede interactuar con uno en cualquier momento. Para poder leer o escribir en una columna, primero debe abrir la fila en la que se encuentra esa columna. Solo se puede abrir una fila a la vez. La memoria RAM puede venir con varios bancos. En este caso, solo puede estar disponible una fila por banco. Si bien solo se puede interactuar con una columna a la vez, tener una segunda fila abierta en un segundo banco permite que la siguiente operación de lectura o escritura se ponga en cola de manera eficiente.
Es importante entender que los tiempos no son valores absolutos. En realidad, son múltiplos del reloj de E/S de RAM, ya que son unidades de ciclos de reloj. Nuevamente, la RAM es el doble de la velocidad de datos, que es la mitad de la velocidad anunciada. Debe hacer algunos cálculos matemáticos para determinar la latencia real de un tiempo específico. Puede hacer 1/(tasa de transferencia anunciada en Ts/2) para obtener la duración de un solo ciclo de reloj en segundos y luego multiplicarlo por la relación de tiempo cuyo valor desea conocer. Alternativamente, suponga que quiere un tiempo más fácil. En ese caso, puede hacer una tasa de transferencia anunciada de 2000 en MT para obtener la duración de un solo ciclo de reloj en nanosegundos y multiplicarlo por la relación de tiempo.
Por ejemplo, si tenemos dos conjuntos de RAM, DDR4-3000 CL15 y DDR4-3200 CL16, podemos hacer (2000/3000)*15 y (2000/3200)*16 para descubrir que la latencia CAS absoluta de ambos tipos de RAM es de 10 nanosegundos.
Tiempos primarios
Los tiempos primarios de RAM se presentan típicamente como un conjunto de cuatro números separados por guiones. Ocasionalmente, estos irán acompañados de un "1T" o "2T" en el extremo. Para los siguientes ejemplos, usaremos los tiempos primarios de dos entradas en nuestro artículo reciente sobre el mejor RAM para juegos en 2022: la G.Skill Trident Z Real DDR4 3200 CL16-18-18-38 y el G.Skill Trident Z5 RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102. Para estos ejemplos, los tiempos principales son 16-18-18-38 y 32-39-39-102, respectivamente. El tiempo para un solo ciclo de reloj es de 0,625 nanosegundos y 0,3125 nanosegundos, respectivamente.
Nota: todos estos tiempos afectan cualquier operación, lectura o escritura, aunque, en los siguientes ejemplos, solo nos referiremos a las operaciones de lectura para simplificar las cosas.
Latencia CAS
El primer número en los tiempos primarios es la latencia CAS. Este suele ser el momento principal para mejorar si está tratando de hacer overclocking en la RAM. La latencia CAS también se puede indicar en CL, tCAS o tCL, y es más probable que los dos últimos se encuentren en el BIOS y otras utilidades de configuración. CAS es la abreviatura de Column Address Strobe. Ya no es técnicamente una luz estroboscópica. Pero el comando lee datos de una columna de una fila abierta en lo que se conoce como "visita de página".
tCL es una medida de cuántos ciclos después de que se haya enviado una instrucción CAS, la respuesta comenzará a devolverse a través del bus de E/S. Entonces, para nuestro ejemplo DDR4, la latencia CAS es de 10 nanosegundos; para nuestro ejemplo DDR5, la latencia CAS también es de 10 nanosegundos.
Retraso de RAS a CAS
La segunda entrada en los tiempos primarios es el retraso de RAS a CAS. Esto generalmente se denotará como tRCD y es un valor mínimo, no un valor exacto. Si no hay filas abiertas cuando entra una instrucción de lectura, esto se conoce como "falta de página". Primero se debe abrir una fila para acceder a una columna para leer sus datos. RAS son las siglas de Row Access Strobe. Al igual que CAS, ya no es una luz estroboscópica con el nombre de resaca, pero es el nombre del comando emitido para abrir una fila.
El retraso de RAS a CAS es la cantidad mínima de ciclos de reloj necesarios para abrir la fila, suponiendo que no haya ninguna abierta. El tiempo para poder leer datos en ese escenario es tRCD + tCL. Nuestro ejemplo DDR4 tiene un tRCD de 18, que es 11,25 nanosegundos, mientras que nuestro ejemplo DDR5 tiene un tRCD de 39, lo que da 12,1875 nanosegundos.
Tiempo de precarga de fila
El tercer tiempo principal es el tiempo de precarga de fila, generalmente abreviado como tRP. Este valor es esencial cuando hay otro tipo de pérdida de página. En este caso, la fila derecha no está abierta, pero sí otra fila. Para abrir la fila derecha, primero se debe cerrar la otra fila. El proceso de completar una fila se denomina precarga. Esto implica escribir los valores en la fila que se leyó cuando se abrió.
El tiempo de precarga de fila es el número mínimo de ciclos de reloj necesarios para completar el proceso de precarga en una fila abierta. La cantidad total de tiempo para poder leer datos de una celda, en este escenario, sería tRP + tRCD + tCL. Como los valores de tRP son los mismos que tRCD en nuestros dos ejemplos, es fácil ver que terminarían arriba con los mismos valores: 11,25 nanosegundos para DDR4 tRP y 12,1875 nanosegundos para DDR5 tRP.
Tiempo de activación de fila
El cuarto tiempo principal es el tiempo de activación de fila, generalmente abreviado como tRAS. Este es el número mínimo de ciclos de reloj entre el comando para abrir una fila y el comando de precarga para cerrarla nuevamente. Es el tiempo necesario para refrescar internamente la fila. Este es el único tiempo principal que se superpone con otro, específicamente tRCD. Los valores varían, pero normalmente son aproximadamente tRCD + tCL, aunque pueden oscilar hasta alrededor de tRCD + (2* tCL).
Nuestro ejemplo de DDR4 tiene un tRAS de 38 ciclos, lo que da un tiempo total de 23,75 nanosegundos. Nuestro ejemplo DDR5 tiene un valor rRAS de 102 ciclos, lo que da un tiempo total de 31,875 nanosegundos.
Históricamente, para DRAM sincronizada, los valores han estado muy cerca de tRCD + tCL, como se ve en nuestro ejemplo de tiempos DDR4. El escenario tRCD + (2* tCL) se usaba tradicionalmente para la DRAM asíncrona, ya que el controlador de memoria necesitaba permitir tiempo más que suficiente para que se completara la operación. Curiosamente, DDR5 actualmente también usa la suma tRCD + (2* tCL). No está claro si eso se debe a un cambio en el estándar o si es un problema inicial de los primeros productos DDR5 que se ajustará a medida que la plataforma madure.
Curiosamente, existe alguna evidencia de que es posible arrancar con un tRAS más bajo que tRCD + tCL. Teóricamente, esto no debería funcionar. No está claro si esto se debe a que este valor, como la mayoría de los otros tiempos, es un mínimo y el controlador de memoria elige usar tiempos más flexibles en la práctica. O si la configuración era solo parcialmente estable. De los tiempos principales, es probable que tenga el menor efecto en el rendimiento real, pero puede valer la pena ajustarlo si busca un rendimiento máximo, especialmente con los valores altos observados en DDR5 actual.
Tasa de comando
La tasa de comando es el número de ciclos entre un chip DRAM seleccionado y un comando ejecutado en ese chip. Existen muchos acrónimos para este valor, como CR, CMD, CPC y tCPD. La forma más fácil de saberlo es que el valor del número suele ir seguido de una "T". A pesar de la notación T, sigue siendo una medida en ciclos de reloj.
La mayoría de la memoria RAM que encuentre funcionará a 2T, aunque algunas pueden funcionar a 1T. Habrá una diferencia mínima ya que esta es la diferencia de un solo ciclo de reloj, menos de un nanosegundo.
Tiempos secundarios y terciarios
Hay muchos otros tiempos secundarios y terciarios que se pueden cambiar. Sin embargo, hacerlo es muy complejo. Incluso los overclockers de memoria experimentados pueden tardar un día o más en marcar en configuraciones estables. Algunos son más fáciles de ajustar que otros y tienen impactos más significativos. Por ejemplo, tREFI y tRFC. Estos controlan la frecuencia con la que se actualizan las celdas de memoria y cuánto tiempo lleva el proceso de actualización. Durante el proceso de actualización, el banco debe permanecer inactivo. Por lo tanto, tener una brecha tan grande entre actualizaciones y un período de actualización tan corto como sea posible significa que su RAM puede funcionar durante más tiempo.
Ajustar estos valores muestra un valor particular cuando su configuración de RAM tiene una cantidad insuficiente de bancos. Es fundamental comprender que obtener estos valores incorrectos provocará errores de corrupción de memoria a gran escala, ya que las celdas no se actualizarán con la frecuencia suficiente. Estas configuraciones también son susceptibles a la temperatura de la RAM, ya que esto afecta directamente la rapidez con la que decae la carga en una celda y, por lo tanto, la frecuencia con la que debe actualizarse.
Relación del controlador de memoria
Las generaciones recientes de CPU pueden permitirle configurar la relación del controlador de memoria. Esto generalmente se conoce como Gear 1, 2 y 4. Gear 1 hace que el controlador de memoria funcione en una proporción de 1:1 con la memoria. Sin embargo, esto da como resultado un consumo de energía excesivo por encima de 3600 MT, lo que afecta la estabilidad del sistema. Para un aumento en la latencia, cambiar a Gear 2 ejecuta el controlador de memoria en una proporción de 1:2, a la mitad de la velocidad de la memoria. En última instancia, esto solo ofrece algún beneficio a partir de alrededor de 4400 MT y más. Gear 1 es mejor, pero Gear 2 puede proporcionar estabilidad a velocidades más altas.
Si bien esto es importante para la RAM DDR4, la RAM DDR5 actualmente siempre se ejecuta en Gear 2, ya que comienza más rápido. Si bien actualmente es innecesario, ya que la tecnología no está lo suficientemente madura para usar, Gear 4 operaría el controlador de memoria en una proporción de 1: con la memoria a una cuarta parte de la velocidad. Nuevamente, esto solo es necesario a altas velocidades. Sin embargo, no está claro exactamente dónde sería este cambio ya que el hardware aún no está allí.
Conclusiones
Los tiempos de RAM ofrecen una capacidad de configuración increíble para la RAM de su sistema. Sin embargo, también son un agujero de conejo profundo si te metes en el overclocking completo de RAM. Para ayudar a que sea más fácil obtener la mayoría de los beneficios, el estándar XMP permite a los fabricantes de memoria especificar sus tiempos recomendados fuera de los estándares JEDEC. Esto puede ofrecer un rendimiento adicional en una implementación casi plug-and-play.
En algunos casos, el perfil XMP se habilitará de forma predeterminada. Aún así, a menudo será necesario seleccionarlo manualmente en el BIOS. Esto aplica automáticamente las velocidades más altas recomendadas por el proveedor y ajusta los tiempos a la configuración probada por el proveedor. Si decide configurar los tiempos de su RAM, saber qué son y qué hacen es esencial.