La plupart des utilisateurs d'ordinateurs ne se soucient pas particulièrement des performances lorsqu'ils achètent un ordinateur. Tant que c'est assez rapide et pas cher, c'est suffisant. Ils achèteront un ordinateur avec un processeur de génération actuelle ou précédente et rechercheront la bonne quantité de stockage au demi-téraoctet près.
Certains peuvent rechercher la vitesse du processeur, le nombre de cœurs ou la capacité de la RAM, mais c'est généralement tout. Si vous êtes un passionné de technologie, vous pouvez accorder plus d'attention à ces choses, afin que vous sachiez ce que vous obtenez et si c'est vraiment une bonne affaire.
L'un des moyens d'optimiser les performances de votre ordinateur consiste à obtenir une RAM hautes performances. Le chiffre de vente flashy significatif est la vitesse d'horloge de la RAM, telle que DDR4-3200 ou DDR5-6400. Techniquement, ce deuxième nombre n'est pas la vitesse d'horloge. C'est le taux de transfert. C'est le double de la vitesse d'horloge car la RAM DDR est à double débit de données. Pourtant, le nombre le plus élevé sonne mieux sur le matériel de marketing.
Ce taux de transfert est une mesure de la bande passante de la RAM, donc des nombres plus élevés sont meilleurs. La bande passante, cependant, n'est pas le seul facteur de performances de la RAM. La latence est tout aussi importante, sinon plus.
Qu'est-ce que la latence ?
La latence est une mesure du délai entre le lancement d'un processus et sa réalisation effective. Un exemple simple est le « ping » de votre connexion internet. Si vous avez déjà effectué un test de vitesse, vous aurez vu votre vitesse de téléchargement et votre ping. La vitesse de téléchargement est votre bande passante Internet et le ping est la latence entre vous qui faites une demande et le serveur qui la reçoit. Comme de nombreux joueurs le savent, peu importe la vitesse de votre connexion Internet. Vous n'aurez pas une bonne expérience si vous avez une latence élevée.
La RAM haute performance annoncera toujours sa vitesse. Il annoncera souvent au moins une mesure spécifique de latence. La mesure de latence la plus courante et la plus importante est la latence CAS, parfois abrégée en CL. En examinant un peu plus en profondeur les spécifications du produit, il est généralement possible de trouver les quatre principaux timings principaux. Ce sont tCL/tCAS (la latence CAS), tRCD, tRP et tRAS. Ces horaires peuvent parfois être suivis d'un cinquième nombre, un taux de commande, mais c'est légèrement différent et généralement sans importance.
Les bases du fonctionnement de la RAM
Avant de définir ces horaires primaires, il sera essentiel de comprendre les bases du fonctionnement réel de la RAM. Les données dans la RAM sont stockées dans des colonnes, et une seule peut être utilisée à tout moment. Pour pouvoir lire ou écrire dans une colonne, vous devez d'abord ouvrir la ligne dans laquelle se trouve cette colonne. Une seule ligne peut être ouverte à la fois. La RAM peut être fournie avec plusieurs banques. Dans ce cas, une seule ligne peut être disponible par banque. Bien qu'il ne soit possible d'interagir qu'avec une seule colonne à la fois, le fait d'avoir une deuxième ligne ouverte dans une deuxième banque permet de mettre en file d'attente efficacement la prochaine opération de lecture ou d'écriture.
Il est important de comprendre que les délais ne sont pas des valeurs absolues. Ce sont en fait des multiples de l'horloge d'E/S de la RAM car ce sont des unités de cycles d'horloge. Encore une fois, la RAM est le double du débit de données, soit la moitié de la vitesse annoncée. Vous devez faire quelques calculs pour déterminer la latence réelle d'un timing spécifique. Vous pouvez faire 1/(taux de transfert annoncé en Ts/2) pour obtenir la durée d'un seul cycle d'horloge en secondes, puis multiplier cela par le rapport de synchronisation dont vous voulez connaître la valeur. Alternativement, supposons que vous vouliez un temps plus facile. Dans ce cas, vous pouvez faire un taux de transfert de 2000/annoncé en MT pour obtenir la longueur d'un seul cycle d'horloge en nanosecondes et multiplier cela par le rapport de synchronisation.
Par exemple, si nous avons deux jeux de RAM, DDR4-3000 CL15 et DDR4-3200 CL16, nous pouvons faire (2000/3000)*15 et (2000/3200)*16 pour découvrir que la latence CAS absolue des deux types de RAM est de 10 nanosecondes.
Timings primaires
Les synchronisations principales de la RAM sont généralement présentées sous la forme d'un ensemble de quatre nombres séparés par des tirets. Parfois, ceux-ci seront accompagnés d'un "1T" ou d'un "2T" à la fin. Pour les exemples suivants, nous utiliserons les horaires principaux de deux entrées dans notre récent article sur le meilleure RAM de jeu en 2022: la G. Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 et le G.Skill Trident Z5 RVB DDR5 6400 CL32-39-39-102. Pour ces exemples, les horaires principaux sont respectivement 16-18-18-38 et 32-39-39-102. Le temps d'un seul cycle d'horloge est respectivement de 0,625 nanoseconde et 0,3125 nanoseconde.
Noter: Tous ces timings affectent n'importe quelle opération, lecture ou écriture, cependant, dans les exemples ci-dessous, nous nous référerons simplement aux opérations de lecture pour garder les choses simples.
Latence CAS
Le premier nombre dans les temporisations primaires est la latence CAS. C'est généralement le moment principal à améliorer si vous essayez d'overclocker la RAM. La latence CAS peut également être désignée par CL, tCAS ou tCL, les deux derniers étant plus susceptibles d'être trouvés dans le BIOS et d'autres utilitaires de configuration. CAS est l'abréviation de Column Address Strobe. Techniquement, ce n'est plus un stroboscope. Mais la commande lit les données d'une colonne d'une ligne ouverte dans ce que l'on appelle un "appel de page".
tCL est une mesure du nombre de cycles après l'envoi d'une instruction CAS pendant laquelle la réponse commencera à être renvoyée sur le bus d'E/S. Ainsi, pour notre exemple DDR4, la latence CAS est de 10 nanosecondes; pour notre exemple DDR5, la latence CAS est également de 10 nanosecondes.
Délai RAS à CAS
La deuxième entrée dans les temporisations primaires est le délai RAS à CAS. Ceci sera généralement désigné par tRCD et est une valeur minimale, pas une valeur exacte. S'il n'y a pas de lignes ouvertes lorsqu'une instruction de lecture arrive, cela s'appelle une "page manquée". Une ligne doit d'abord être ouverte pour accéder à une colonne afin de lire ses données. RAS signifie Row Access Strobe. Comme CAS, ce n'est plus un stroboscope dont le nom est une gueule de bois, mais c'est le nom de la commande émise pour ouvrir une ligne.
Le délai RAS à CAS est le nombre minimum de cycles d'horloge nécessaires pour ouvrir la ligne, en supposant qu'aucun n'est ouvert. Le temps pour pouvoir lire les données dans ce scénario est tRCD + tCL. Notre exemple DDR4 a un tRCD de 18, soit 11,25 nanosecondes, tandis que notre exemple DDR5 a un tRCD de 39, ce qui donne 12,1875 nanosecondes.
Temps de précharge de ligne
Le troisième moment principal est le temps de précharge de ligne, généralement abrégé en tRP. Cette valeur est essentielle lorsqu'il y a un autre type de page manquée. Dans ce cas, la ligne de droite n'est pas ouverte, mais une autre ligne l'est. Pour ouvrir la rangée de droite, l'autre rangée doit d'abord être fermée. Le processus de remplissage d'une ligne est appelé pré-chargement. Cela implique d'écrire les valeurs dans la ligne lue à partir de son ouverture.
Le temps de précharge de ligne est le nombre minimum de cycles d'horloge requis pour terminer le processus de précharge sur une ligne ouverte. Le temps total nécessaire pour pouvoir lire les données d'une cellule, dans ce scénario, serait de tRP + tRCD + tCL. Comme les valeurs de tRP sont les mêmes que celles de tRCD dans nos deux exemples, il est facile de voir qu'elles se termineraient avec les mêmes valeurs: 11,25 nanosecondes pour la DDR4 tRP et 12,1875 nanosecondes pour la DDR5 tRP.
Heure d'activation de la ligne
Le quatrième timing principal est le Row Activate Time, généralement abrégé en tRAS. C'est le nombre minimum de cycles d'horloge entre la commande d'ouverture d'une rangée et la commande de précharge pour la refermer. C'est le temps nécessaire pour actualiser la ligne en interne. C'est le seul timing primaire qui chevauche un autre, spécifiquement tRCD. Les valeurs varient, mais sont généralement d'environ tRCD + tCL, bien qu'elles puissent aller jusqu'à environ tRCD + (2* tCL).
Notre exemple DDR4 a un tRAS de 38 cycles donnant un temps total de 23,75 nanosecondes. Notre exemple DDR5 a une valeur rRAS de 102 cycles donnant un temps total de 31,875 nanosecondes.
Historiquement, pour la DRAM synchronisée, les valeurs ont été très proches de tRCD + tCL, comme le montre notre exemple de synchronisation DDR4. Le scénario tRCD + (2 * tCL) était traditionnellement utilisé pour la DRAM asynchrone, car le contrôleur de mémoire devait laisser plus de temps que nécessaire pour que l'opération se termine. Fait intéressant, la DDR5 utilise actuellement également la somme tRCD + (2* tCL). On ne sait pas si cela est dû à un changement de norme ou s'il s'agit d'un problème de démarrage des premiers produits DDR5 qui sera resserré à mesure que la plate-forme mûrit.
Fait intéressant, il existe des preuves qu'il est possible de démarrer avec un tRAS inférieur à tRCD + tCL. Théoriquement, cela ne devrait pas vraiment fonctionner. On ne sait pas si c'est parce que cette valeur, comme la plupart des autres timings, est un minimum et que le contrôleur de mémoire choisit d'utiliser des timings plus lâches dans la pratique. Ou si les paramètres n'étaient que partiellement stables. Parmi les principaux timings, cela a probablement l'effet le plus mineur sur les performances réelles, mais cela peut valoir la peine d'être ajusté si vous recherchez des performances optimales, en particulier avec les valeurs élevées observées dans la DDR5 actuelle.
Taux de commande
Le taux de commande est le nombre de cycles entre une puce DRAM sélectionnée et une commande exécutée sur cette puce. De nombreux acronymes existent pour cette valeur, tels que CR, CMD, CPC et tCPD. La façon la plus simple de le savoir est que la valeur numérique est généralement suivie d'un « T ». Malgré la notation T, il s'agit toujours d'une mesure en cycles d'horloge.
La plupart des RAM que vous trouverez fonctionneront à 2T, bien que certaines puissent fonctionner à 1T. Il y aura une différence minime car il s'agit de la différence d'un seul cycle d'horloge, moins d'une nanoseconde.
Horaires secondaires et tertiaires
Il existe de nombreux autres timings secondaires et tertiaires qui peuvent être modifiés. Cependant, cela est très complexe. Même les overclockeurs de mémoire expérimentés peuvent prendre une journée ou plus pour composer dans des paramètres stables. Certains sont plus faciles à ajuster que d'autres et ont des impacts plus importants. Par exemple, tREFI et tRFC. Ceux-ci contrôlent la fréquence de rafraîchissement des cellules de mémoire et la durée du processus de rafraîchissement. Pendant le processus d'actualisation, la banque doit sinon rester inactive. Ainsi, avoir un écart aussi grand entre les actualisations et une période d'actualisation aussi courte que possible signifie que votre RAM peut fonctionner plus longtemps.
Le réglage de ces valeurs montre une valeur particulière lorsque votre configuration RAM a un nombre insuffisant de banques. Il est essentiel de comprendre qu'une erreur sur ces valeurs entraînera des erreurs de corruption de mémoire à grande échelle, car les cellules ne seront pas rafraîchies assez souvent. Ces paramètres sont également sensibles à la température de la RAM, car cela affecte directement la rapidité avec laquelle la charge d'une cellule se désintègre et donc la fréquence à laquelle elle doit être rafraîchie.
Rapport de contrôleur de mémoire
Les générations récentes de CPU peuvent vous permettre de configurer le ratio du contrôleur de mémoire. Ceci est généralement connu sous le nom de Gear 1, 2 et 4. Gear 1 fait fonctionner le contrôleur de mémoire à un rapport de 1: 1 avec la mémoire. Cependant, cela entraîne une consommation électrique excessive au-dessus de 3600MTs, affectant la stabilité du système. Pour une certaine augmentation de la latence, le passage à Gear 2 exécute le contrôleur de mémoire à un rapport de 1: 2, à la moitié de la vitesse de la mémoire. Cela n'offre finalement aucun avantage qu'à partir d'environ 4400 MT et plus. La vitesse 1 est meilleure, mais la vitesse 2 peut assurer la stabilité à des vitesses plus élevées.
Bien que cela soit important pour la RAM DDR4, la RAM DDR5 fonctionne actuellement toujours dans Gear 2 car elle démarre plus rapidement. Bien que ce ne soit actuellement pas nécessaire, car la technologie n'est pas suffisamment mature pour être utilisée, Gear 4 ferait fonctionner le contrôleur de mémoire dans un rapport 1: avec la mémoire à un quart de la vitesse. Encore une fois, cela n'est nécessaire qu'à grande vitesse. Cependant, on ne sait pas exactement où ce basculement serait car le matériel n'est pas encore là.
conclusion
Les timings de la RAM offrent une configurabilité incroyable pour la RAM de votre système. Cependant, ils sont également un terrier de lapin profond si vous vous lancez dans l'overclocking complet de la RAM. Pour faciliter l'obtention de la plupart des avantages, la norme XMP permet aux fabricants de mémoire de spécifier leurs délais recommandés en dehors des normes JEDEC. Cela peut offrir des performances supplémentaires dans une implémentation presque plug-and-play.
Dans certains cas, le profil XMP sera activé par défaut. Pourtant, il sera souvent nécessaire de le sélectionner manuellement dans le BIOS. Cela applique automatiquement les vitesses les plus élevées recommandées par le fournisseur et resserre les délais aux paramètres testés par le fournisseur. Si vous décidez de configurer vos timings RAM, il est essentiel de savoir ce qu'ils sont et ce qu'ils font.