La maggior parte degli utenti di computer non si preoccupa particolarmente delle prestazioni quando acquista un computer. Finché è abbastanza veloce ed economico, è abbastanza buono. Compreranno un computer con una CPU di generazione attuale o precedente e cercheranno la giusta quantità di spazio di archiviazione nel mezzo terabyte più vicino.
Alcuni potrebbero cercare la velocità della CPU, il numero di core o la capacità della RAM, ma tende ad essere così. Se sei un appassionato di tecnologia, potresti prestare più attenzione a queste cose, quindi sai cosa stai ricevendo e se è davvero un buon affare.
Uno dei modi per ottenere il massimo delle prestazioni dal tuo computer è ottenere una RAM ad alte prestazioni. Il significativo numero di vendita appariscente è la velocità di clock della RAM, come DDR4-3200 o DDR5-6400. Tecnicamente quel secondo numero non è la velocità di clock. È la velocità di trasferimento. Questa è il doppio della velocità di clock perché la RAM DDR è Double Data Rate. Tuttavia, il numero più alto suona meglio sul materiale di marketing.
Quella velocità di trasferimento è una misura della larghezza di banda della RAM, quindi numeri più alti sono migliori. La larghezza di banda, tuttavia, non è l'unico fattore nelle prestazioni della RAM. La latenza è altrettanto importante, se non di più.
Che cos'è la latenza?
La latenza è una misura del ritardo tra l'avvio di un processo e il suo effettivo svolgimento. Un semplice esempio è il "ping" della tua connessione Internet. Se hai mai eseguito un test di velocità, avrai visto la velocità di download e il ping. La velocità di download è la larghezza di banda di Internet e il ping è la latenza tra la richiesta e il server che la riceve. Come molti giocatori sapranno, non importa quanto sia veloce la tua connessione Internet. Non avrai una buona esperienza se hai una latenza elevata.
La RAM ad alte prestazioni pubblicizzerà sempre la sua velocità. Pubblicizzerà spesso almeno una misura specifica di latenza. La misura più comune e importante della latenza è la latenza CAS, a volte abbreviata in CL. Osservando un po' più a fondo le specifiche del prodotto, è generalmente possibile trovare i quattro tempi principali principali. Questi sono tCL/tCAS (la latenza CAS), tRCD, tRP e tRAS. Questi tempi possono essere occasionalmente seguiti da un quinto numero, un tasso di comando, ma è leggermente diverso e generalmente non importante.
Le basi del funzionamento della RAM
Prima di definire questi tempi primari, sarà essenziale comprendere le basi di come funziona effettivamente la RAM. I dati nella RAM sono archiviati in colonne e solo uno può essere interagito in qualsiasi momento. Per poter leggere o scrivere su una colonna, devi prima aprire la riga in cui si trova quella colonna. È possibile aprire solo una riga alla volta. La RAM può essere fornita con più banchi. In questo caso, può essere disponibile una sola riga per banca. Sebbene sia possibile interagire con una sola colonna alla volta, avere una seconda riga aperta in un secondo banco consente di mettere in coda in modo efficiente la successiva operazione di lettura o scrittura.
È importante capire che i tempi non sono valori assoluti. In realtà sono multipli del clock di I/O della RAM poiché sono unità di cicli di clock. Ancora una volta, la RAM è Double the Data Rate, che è la metà della velocità pubblicizzata. Devi fare un po' di matematica per determinare la latenza effettiva di tempi specifici. Puoi fare 1/(velocità di trasferimento pubblicizzata in Ts/2) per ottenere la lunghezza di un singolo ciclo di clock in secondi e quindi moltiplicarlo per il rapporto di temporizzazione di cui vuoi conoscere il valore. In alternativa, supponiamo che tu voglia un momento più facile. In tal caso, puoi eseguire una velocità di trasferimento 2000/pubblicizzata in MT per ottenere la lunghezza di un singolo ciclo di clock in nanosecondi e moltiplicarla per il rapporto di temporizzazione.
Ad esempio, se abbiamo due set di RAM, DDR4-3000 CL15 e DDR4-3200 CL16, possiamo fare (2000/3000)*15 e (2000/3200)*16 per scoprire che la latenza CAS assoluta di entrambi i tipi di RAM è di 10 nanosecondi.
Tempi primari
I tempi primari della RAM sono generalmente presentati come un insieme di quattro numeri separati da trattini. Occasionalmente, questi saranno accompagnati da un "1T" o "2T" all'estremità. Per i seguenti esempi, utilizzeremo i tempi primari di due voci nel nostro recente articolo sul migliore RAM da gioco nel 2022: il G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 e il G.Skill Trident Z5 RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102. Per questi esempi, i tempi primari sono rispettivamente 16-18-18-38 e 32-39-39-102. Il tempo per un singolo ciclo di clock è rispettivamente di 0,625 nanosecondi e 0,3125 nanosecondi.
Nota: Tutti questi tempi influiscono su qualsiasi operazione, lettura o scrittura, anche se, negli esempi seguenti, faremo solo riferimento alle operazioni di lettura per semplificare le cose.
Latenza CAS
Il primo numero nelle temporizzazioni primarie è la latenza CAS. Questo è in genere il momento principale per migliorare se stai cercando di overcloccare la RAM. La latenza CAS può anche essere indicata con CL, tCAS o tCL, con le ultime due più probabili che si trovano nel BIOS e in altre utilità di configurazione. CAS è l'abbreviazione di Column Address Strobe. Tecnicamente non è più uno stroboscopio. Ma il comando legge i dati da una colonna di una riga aperta in quello che è noto come "page hit".
tCL è una misura di quanti cicli dopo che un'istruzione CAS è stata inviata, la risposta inizierà a essere restituita sul bus I/O. Quindi, per il nostro esempio DDR4, la latenza CAS è di 10 nanosecondi; per il nostro esempio DDR5, anche la latenza CAS è di 10 nanosecondi.
Ritardo da RAS a CAS
La seconda voce nelle temporizzazioni primarie è il ritardo da RAS a CAS. Questo sarà generalmente indicato come tRCD ed è un valore minimo, non un valore esatto. Se non ci sono righe aperte quando arriva un'istruzione di lettura, questo è noto come "perdita di pagina". È necessario prima aprire una riga per accedere a una colonna per leggerne i dati. RAS sta per Row Access Strobe. Come CAS, non è più uno stroboscopio con il nome di una sbornia, ma è il nome del comando emesso per aprire una riga.
Il ritardo da RAS a CAS è la quantità minima di cicli di clock necessari per aprire la riga, supponendo che nessuno sia aperto. Il tempo per poter leggere i dati in quello scenario è tRCD + tCL. Il nostro esempio DDR4 ha un tRCD di 18, che è 11,25 nanosecondi, mentre il nostro esempio DDR5 ha un tRCD di 39, che fornisce 12,1875 nanosecondi.
Tempo di precarica della riga
Il terzo timing primario è il Row Precharge Time, generalmente ridotto a tRP. Questo valore è essenziale quando manca un altro tipo di pagina. In questo caso, la riga di destra non è aperta, ma lo è un'altra riga. Per aprire la riga di destra, è necessario prima chiudere l'altra riga. Il processo di completamento di una riga è chiamato precarica. Ciò comporta la scrittura dei valori nella riga letta da quando è stata aperta.
Il tempo di precarica della riga è il numero minimo di cicli di clock necessari per completare il processo di precarica su una riga aperta. La quantità totale di tempo per poter leggere i dati da una cella, in questo scenario, sarebbe tRP + tRCD + tCL. Poiché i valori di tRP sono gli stessi di tRCD in entrambi i nostri esempi, è facile vedere che finirebbero con gli stessi valori: 11,25 nanosecondi per DDR4 tRP e 12,1875 nanosecondi per DDR5 tRP.
Tempo di attivazione riga
Il quarto timing primario è il Row Activate Time, generalmente abbreviato in tRAS. Questo è il numero minimo di cicli di clock tra il comando per aprire una riga e il comando di precarica per chiuderla nuovamente. È il tempo necessario per aggiornare internamente la riga. Questa è l'unica temporizzazione primaria che si sovrappone a un'altra, in particolare tRCD. I valori variano, ma in genere sono all'incirca tRCD + tCL, sebbene possano variare fino a circa tRCD + (2* tCL).
Il nostro esempio DDR4 ha un tRAS di 38 cicli per un tempo totale di 23,75 nanosecondi. Il nostro esempio DDR5 ha un valore rRAS di 102 cicli per un tempo totale di 31,875 nanosecondi.
Storicamente per la DRAM sincronizzata, i valori sono stati molto vicini a tRCD + tCL, come visto nel nostro esempio di timing DDR4. Lo scenario tRCD + (2* tCL) veniva tradizionalmente utilizzato per la DRAM asincrona, poiché il controller di memoria doveva concedere un tempo più che sufficiente per il completamento dell'operazione. È interessante notare che DDR5 attualmente utilizza anche la somma tRCD + (2* tCL). Non è chiaro se ciò sia causato da un cambiamento nello standard o se si tratti di un problema iniziale dei primi prodotti DDR5 che verrà rafforzato man mano che la piattaforma matura.
È interessante notare che ci sono alcune prove che è possibile avviare con un tRAS inferiore a tRCD + tCL. Teoricamente, questo non dovrebbe davvero funzionare. Non è chiaro se ciò sia dovuto al fatto che questo valore, come la maggior parte degli altri tempi, è minimo e il controller di memoria sceglie di utilizzare in pratica tempi più allentati. O se le impostazioni fossero solo parzialmente stabili. Tra i tempi primari, questo probabilmente ha l'effetto minore sulle prestazioni effettive, ma potrebbe valere la pena aggiustarlo se stai cercando le massime prestazioni, specialmente con i valori elevati visti nell'attuale DDR5.
Tasso di comando
La velocità di comando è il numero di cicli tra un chip DRAM selezionato e un comando eseguito su quel chip. Esistono molti acronimi per questo valore, come CR, CMD, CPC e tCPD. Il modo più semplice per dirlo è che il valore del numero è in genere seguito da una "T". Nonostante la notazione T, questa è ancora una misura in cicli di clock.
La maggior parte della RAM che trovi funzionerà a 2T, anche se alcune potrebbero funzionare a 1T. Ci sarà una differenza minima in quanto questa è la differenza di un singolo ciclo di clock, inferiore a un nanosecondo.
Tempi secondari e terziari
Ci sono molti altri tempi secondari e terziari che possono essere modificati. Tuttavia, farlo è molto complesso. Anche gli overclocker di memoria esperti possono impiegare un giorno o più per impostare impostazioni stabili. Alcuni sono più facili da regolare rispetto ad altri e hanno un impatto più significativo. Ad esempio, tREFI e tRFC. Questi controllano la frequenza di aggiornamento delle celle di memoria e la durata del processo di aggiornamento. Durante il processo di aggiornamento, la banca deve altrimenti rimanere inattiva. Quindi avere un divario tra gli aggiornamenti più ampio e un periodo di aggiornamento il più breve possibile significa che la tua RAM può funzionare per più tempo.
L'ottimizzazione di questi valori mostra un valore particolare quando la configurazione della RAM ha un numero insufficiente di banchi. È fondamentale capire che sbagliare questi valori causerà errori di danneggiamento della memoria su larga scala poiché le celle non verranno aggiornate abbastanza spesso. Queste impostazioni sono anche suscettibili alla temperatura della RAM, poiché ciò influisce direttamente sulla velocità di decadimento della carica in una cella e quindi sulla frequenza con cui deve essere aggiornata.
Rapporto del controller di memoria
Le recenti generazioni di CPU possono consentire di configurare il rapporto del controller di memoria. Questo è generalmente noto come Gear 1, 2 e 4. Gear 1 fa funzionare il controller di memoria con un rapporto 1:1 con la memoria. Tuttavia, ciò si traduce in un consumo eccessivo di energia al di sopra di 3600 MT, compromettendo la stabilità del sistema. Per un certo aumento della latenza, il passaggio a Gear 2 esegue il controller di memoria con un rapporto 1:2, a metà della velocità della memoria. Questo alla fine offre solo vantaggi da circa 4400 MT in su. Gear 1 è migliore, ma Gear 2 può fornire stabilità a velocità più elevate.
Sebbene questo sia importante per la RAM DDR4, la RAM DDR5 attualmente funziona sempre in Gear 2 poiché inizia più velocemente. Anche se al momento non è necessario, poiché la tecnologia non è abbastanza matura per essere utilizzata, Gear 4 farebbe funzionare il controller di memoria in un rapporto 1: con la memoria a un quarto della velocità. Ancora una volta, questo è necessario solo alle alte velocità. Tuttavia, non è chiaro dove sarebbe esattamente questo passaggio poiché l'hardware non è ancora lì.
Conclusioni
I tempi della RAM offrono un'incredibile configurabilità per la RAM del tuo sistema. Tuttavia, sono anche una profonda tana del coniglio se entri nell'overclocking della RAM completa. Per facilitare l'ottenimento della maggior parte dei vantaggi, lo standard XMP consente ai produttori di memoria di specificare i tempi consigliati al di fuori degli standard JEDEC. Ciò può offrire prestazioni extra in un'implementazione quasi plug-and-play.
In alcuni casi, il profilo XMP verrà abilitato per impostazione predefinita. Tuttavia, spesso sarà necessario selezionarlo manualmente nel BIOS. Ciò applica automaticamente le velocità consigliate dal fornitore più elevate e riduce i tempi alle impostazioni testate dal fornitore. Se decidi di configurare i tempi della tua RAM, sapere cosa sono e cosa fanno è fondamentale.