לרוב משתמשי המחשבים לא יהיה אכפת במיוחד מהביצועים כאשר הם קונים מחשב. כל עוד זה מהיר וזול מספיק, זה מספיק טוב. הם יקנו מחשב עם מעבד מהדור הנוכחי או הקודם ויחפשו את כמות האחסון הנכונה לחצי הטרה-בייט הקרובה ביותר.
חלקם עשויים לחפש מהירות מעבד, ספירת ליבות או קיבולת זיכרון RAM, אבל זה נוטה להיות זה. אם אתה חובב טכנולוגיה, אולי תשים לב יותר לדברים האלה, כדי שתדע מה אתה מקבל ואם זו באמת עסקה טובה.
אחת הדרכים לסחוט את מירב הביצועים מהמחשב שלך היא לקבל זיכרון RAM בעל ביצועים גבוהים. מספר המכירות הנוצץ המשמעותי הוא מהירות השעון של ה-RAM, כגון DDR4-3200 או DDR5-6400. מבחינה טכנית המספר השני הזה אינו מהירות השעון. זה קצב ההעברה. זוהי מהירות כפולה ממהירות השעון מכיוון ש-DDR RAM הוא קצב נתונים כפול. ובכל זאת, המספר הגבוה יותר נשמע טוב יותר בחומר השיווקי.
קצב העברה זה הוא מדד לרוחב הפס של ה-RAM, כך שמספרים גבוהים יותר טובים יותר. רוחב פס, לעומת זאת, אינו הגורם היחיד בביצועי זיכרון RAM. חביון חשוב לא פחות, אם לא יותר.
מה זה חביון?
חביון הוא מדד לעיכוב בין התחלת תהליך לבין התרחשותו בפועל. דוגמה פשוטה היא ה"פינג" של חיבור האינטרנט שלך. אם אי פעם הפעלת בדיקת מהירות, ראית את מהירות ההורדה והפינג. מהירות ההורדה היא רוחב הפס של האינטרנט שלך, והפינג הוא ההשהיה בין הגשת בקשה לבין השרת שמקבל אותה. כפי שהרבה גיימרים יודעים, זה לא משנה כמה מהיר האינטרנט שלך. לא תהיה לך חוויה טובה אם יש לך זמן אחזור גבוה.
זיכרון RAM בעל ביצועים גבוהים תמיד יפרסם את המהירות שלו. לעתים קרובות הוא יפרסם לפחות מדד אחד ספציפי של חביון. המדד הנפוץ והחשוב ביותר ל-Latency הוא CAS Latency, לעיתים מקוצר ל-CL. על ידי הסתכלות קצת יותר עמוקה לתוך מפרט המוצר, בדרך כלל ניתן למצוא את ארבעת התזמונים העיקריים העיקריים. אלה הם tCL/tCAS (ה-CAS Latency), tRCD, tRP ו-tRAS. לפעמים אפשר לעקוב אחרי התזמונים האלה מספר חמישי, קצב פקודה, אבל זה קצת שונה ובאופן כללי לא חשוב.
היסודות של פעולת זיכרון RAM
לפני שאנחנו מגדירים את התזמונים העיקריים האלה, זה יהיה חיוני להבין את היסודות של אופן פעולת ה-RAM בפועל. נתונים ב-RAM מאוחסנים בעמודות, וניתן ליצור איתה אינטראקציה רק עם אחת בכל עת. כדי להיות מסוגל לקרוא מעמודה או לכתוב עליה, תחילה עליך לפתוח את השורה בה נמצאת העמודה. רק שורה אחת יכולה להיות פתוחה בבת אחת. זיכרון RAM יכול להגיע עם מספר בנקים. במקרה זה, רק שורה אחת יכולה להיות זמינה לכל בנק. בעוד שניתן ליצור אינטראקציה עם רק עמודה אחת בבת אחת, כששורה שנייה פתוחה בבנק שני, מאפשרת את פעולת הקריאה או הכתיבה הבאה לעמוד בתור ביעילות.
חשוב להבין שתזמונים אינם ערכים מוחלטים. הם למעשה כפולות של שעון קלט/פלט RAM מכיוון שהם יחידות של מחזורי שעון. שוב, זיכרון RAM הוא כפול מקצב הנתונים, שהוא מחצית מהמהירות המפורסמת. אתה צריך לעשות קצת מתמטיקה כדי לקבוע את זמן האחזור בפועל של תזמון ספציפי. אתה יכול לעשות 1/(קצב העברה מפורסם ב-Ts/2) כדי לקבל את האורך של מחזור שעון בודד בשניות ואז להכפיל את זה ביחס התזמון שאתה רוצה לדעת את הערך שלו. לחלופין, נניח שאתה רוצה זמן קל יותר. במקרה כזה, אתה יכול לבצע קצב העברה של 2000/מודעה ב-MTs כדי לקבל את האורך של מחזור שעון בודד בננו-שניות ולהכפיל את זה ביחס התזמון.
לדוגמה, אם יש לנו שתי סטים של זיכרון RAM, DDR4-3000 CL15 ו-DDR4-3200 CL16, נוכל לעשות (2000/3000)*15 ו-(2000/3200)*16 כדי לגלות שהשהיית CAS מוחלטת של שני הסוגים זיכרון RAM הוא 10 ננו שניות.
תזמונים ראשיים
התזמונים העיקריים של זיכרון RAM מוצגים בדרך כלל כקבוצה של ארבעה מספרים מופרדים באמצעות מקפים. מדי פעם, אלה ילוו ב-"1T" או "2T" בסוף. עבור הדוגמאות הבאות, נשתמש בתזמונים העיקריים משני ערכים במאמר האחרון שלנו בנושא זיכרון RAM המשחקים הטוב ביותר בשנת 2022: ה G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 וה G.Skill Trident Z5 RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102. עבור דוגמאות אלו, התזמונים העיקריים הם 16-18-18-38 ו-32-39-39-102, בהתאמה. הזמן למחזור שעון בודד הוא 0.625 ננו-שניות ו-0.3125 ננו-שניות, בהתאמה.
הערה: כל התזמונים האלה משפיעים על כל פעולה, קריאה או כתיבה, אם כי, בדוגמאות שלהלן, נתייחס רק לפעולות קריאה כדי שהדברים יהיו פשוטים.
חביון CAS
המספר הראשון בתזמונים העיקריים הוא זמן האחזור של CAS. זה בדרך כלל התזמון העיקרי לשיפור אם אתה מנסה לבצע אוברclock של זיכרון ה-RAM. השהיית CAS יכולה להיות מסומנת גם ב-CL, tCAS או tCL, כאשר שני האחרונים יתגלו ב-BIOS ובכלי עזר אחרים לתצורה. CAS הוא קיצור של Column Address Strobe. מבחינה טכנית זה כבר לא סטרוב. אבל הפקודה קוראת נתונים מעמודה של שורה פתוחה במה שמכונה "היט דף".
tCL הוא מדד לכמה מחזורים לאחר שליחת הוראת CAS שהתגובה תתחיל להיות מוחזרת דרך אפיק ה-I/O. אז, עבור דוגמה DDR4 שלנו, חביון CAS הוא 10 ננו-שניות; עבור דוגמה DDR5 שלנו, זמן האחזור של CAS הוא גם 10 ננו-שניות.
עיכוב RAS ל-CAS
הערך השני בתזמונים העיקריים הוא עיכוב RAS ל-CAS. זה בדרך כלל יסומן כ-tRCD והוא ערך מינימלי, לא ערך מדויק. אם אין שורות פתוחות כשנכנסת הוראת קריאה, הדבר מכונה "פספוס עמוד". ראשית יש לפתוח שורה כדי לגשת לעמודה כדי לקרוא את הנתונים שלה. RAS ראשי תיבות של Row Access Strobe. כמו CAS, זה כבר לא strobe כשהשם הוא הנגאובר, אבל זה השם של הפקודה שניתנה לפתיחת שורה.
השהיית RAS ל-CAS היא הכמות המינימלית של מחזורי שעון שנלקחו כדי לפתוח את השורה, בהנחה שאף אחד מהם אינו פתוח. הזמן להיות מסוגל לקרוא נתונים בתרחיש זה הוא tRCD + tCL. לדוגמא ה-DDR4 שלנו יש tRCD של 18, שהם 11.25 ננו-שניות, ואילו לדוגמא של ה-DDR5 שלנו יש tRCD של 39, מה שנותן 12.1875 ננו-שניות.
זמן טעינה מוקדמת של שורה
התזמון העיקרי השלישי הוא זמן טעינת השורה, בדרך כלל מקוצר ל-tRP. ערך זה חיוני כאשר יש סוג אחר של החמצת עמוד. במקרה זה, השורה הימנית אינה פתוחה, אך שורה אחרת כן. כדי לפתוח את השורה הימנית, יש לסגור תחילה את השורה השנייה. תהליך השלמת שורה נקרא טעינה מוקדמת. זה כולל כתיבת הערכים לשורה שנקראה מרגע פתיחתה.
זמן הטעינה המוקדמת של השורה הוא המספר המינימלי של מחזורי שעון הנדרשים להשלמת תהליך הטעינה המוקדמת בשורה פתוחה. משך הזמן הכולל כדי להיות מסוגל לקרוא נתונים מתא, בתרחיש זה, יהיה tRP + tRCD + tCL. מכיוון שהערכים של tRP זהים ל-tRCD בשתי הדוגמאות שלנו, קל לראות שהם יסתיימו עם אותם ערכים: 11.25 ננו-שניות עבור ה-DDR4 tRP ו-12.1875 ננו-שניות עבור ה-DDR5 tRP.
זמן הפעלת שורה
התזמון העיקרי הרביעי הוא זמן הפעלת השורה, בדרך כלל מקוצר ל-tRAS. זהו המספר המינימלי של מחזורי שעון בין הפקודה לפתיחת שורה לבין פקודת הטעינה המוקדמת לסגירתה שוב. זה הזמן הדרוש לרענון פנימי של השורה. זהו התזמון העיקרי היחיד שחופף עם אחר, במיוחד tRCD. הערכים משתנים, אבל הם בדרך כלל בערך tRCD + tCL, אם כי הם יכולים לנוע עד סביב tRCD + (2* tCL).
לדוגמא ה-DDR4 שלנו יש tRAS של 38 מחזורים שנותנים זמן כולל של 23.75 ננו-שניות. לדוגמה ה-DDR5 שלנו יש ערך rRAS של 102 מחזורים המעניקים זמן כולל של 31.875 ננו-שניות.
היסטורית עבור DRAM מסונכרן, הערכים היו קרובים מאוד ל-tRCD + tCL, כפי שניתן לראות בתזמוני DDR4 לדוגמה שלנו. תרחיש tRCD + (2*tCL) שימש באופן מסורתי עבור DRAM אסינכרוני, מכיוון שבקר הזיכרון היה צריך לאפשר יותר ממספיק זמן להשלמת הפעולה. מעניין לציין שכרגע DDR5 משתמש גם בסכום tRCD + (2*tCL). לא ברור אם זה נגרם משינוי בתקן או שמא מדובר בבעיית בקיעת שיניים של מוצרי DDR5 מוקדמים שיוגדרו עם התבגרות הפלטפורמה.
מעניין, יש כמה ראיות שאפשר לאתחל עם tRAS נמוך מ-tRCD + tCL. תיאורטית, זה לא באמת אמור לעבוד. לא ברור אם זה בגלל שהערך הזה, כמו רוב התזמונים האחרים, הוא מינימום ובקר הזיכרון בוחר להשתמש בתזמונים רופפים יותר בפועל. או אם ההגדרות היו יציבות רק חלקית. מבין התזמונים העיקריים, סביר להניח שיש לזה את ההשפעה המינורית ביותר על הביצועים בפועל, אבל אולי כדאי להתאים אם אתה מחפש ביצועים שיא, במיוחד עם הערכים הגבוהים שנראים ב-DDR5 הנוכחי.
קצב פקודה
קצב הפקודה הוא מספר המחזורים בין שבב DRAM שנבחר לבין פקודה שבוצעה על אותו שבב. קיימים ראשי תיבות רבים עבור ערך זה, כגון CR, CMD, CPC ו-tCPD. הדרך הקלה ביותר לדעת היא שערך המספר מלווה בדרך כלל "T". למרות סימון ה-T, זה עדיין מדד במחזורי שעון.
רוב זיכרון ה-RAM שתמצא יפעל ב-2T, אם כי חלקם עשויים לפעול ב-1T. יהיה הבדל מינימלי מכיוון שזהו ההבדל של מחזור שעון בודד, פחות מננו-שנייה.
תזמונים משני ושלישוני
יש עוד המון תזמונים משניים ושלישוניים שניתן לשנות. עם זאת, לעשות זאת הוא מורכב ביותר. אפילו לאוברקלוק זיכרון מנוסים יכול לקחת יום או יותר כדי לחייג להגדרות יציבות. חלקם קל יותר להתאים מאחרים ויש להם השפעות משמעותיות יותר. לדוגמה, tREFI ו-tRFC. אלה שולטים באיזו תדירות רענון תאי הזיכרון וכמה זמן אורך תהליך הרענון. במהלך תהליך הרענון, הבנק חייב לשבת בטל. אז אם יש פער גדול בין ריענונים ותקופת רענון קצרה ככל האפשר, פירושו ש-RAM שלך יכול לתפקד למשך זמן רב יותר.
כוונון ערכים אלה מראה ערך מסוים כאשר לתצורת ה-RAM שלך אין מספר מספיק של בנקים. זה קריטי להבין שטעויות בערכים האלה יגרום לשגיאות זיכרון בקנה מידה גדול, שכן התאים לא יתרעננו לעתים קרובות מספיק. הגדרות אלו רגישות גם לטמפרטורת זיכרון RAM, מכיוון שהדבר משפיע ישירות על כמה מהר הטעינה בתא מתפוררת ובכך באיזו תדירות יש לרענן אותו.
יחס בקר זיכרון
דורות אחרונים של מעבדים יכולים לאפשר לך להגדיר את יחס בקר הזיכרון. זה מכונה בדרך כלל Gear 1, 2 ו-4. Gear 1 מביא את בקר הזיכרון לפעול ביחס של 1:1 עם הזיכרון. עם זאת, זה גורם לצריכת חשמל מוגזמת מעל 3600MTs, ומשפיעה על יציבות המערכת. עבור עלייה מסוימת בהשהיה, מעבר ל-Gear 2 מפעיל את בקר הזיכרון ביחס של 1:2, בחצי מהמהירות של הזיכרון. זה בסופו של דבר מציע רק תועלת מ-4400MTs ומעלה. גיר 1 טוב יותר, אבל גיר 2 יכול לספק יציבות במהירויות גבוהות יותר.
למרות שזה חשוב עבור זיכרון RAM של DDR4, זיכרון RAM DDR5 כרגע פועל תמיד ב-Gear 2 מכיוון שהוא מתחיל מהר יותר. אמנם כרגע זה מיותר, מכיוון שהטכנולוגיה אינה בוגרת מספיק לשימוש, Gear 4 יפעיל את בקר הזיכרון ביחס של 1: עם הזיכרון ברבע מהמהירות. שוב, זה נחוץ רק במהירויות גבוהות. עם זאת, לא ברור בדיוק היכן המעבר הזה יהיה מכיוון שהחומרה עדיין לא שם.
מסקנות
תזמוני RAM מציעים יכולת תצורה מדהימה עבור זיכרון ה-RAM של המערכת שלך. עם זאת, הם גם חור ארנב עמוק אם אתה נכנס לאוברקלוקינג מלא של RAM. כדי להקל על השגת רוב היתרונות, תקן XMP מאפשר ליצרני זיכרון לציין את התזמונים המומלצים שלהם מחוץ לתקני JEDEC. זה יכול להציע ביצועים נוספים ביישום כמעט הכנס והפעל.
במקרים מסוימים, פרופיל XMP יופעל כברירת מחדל. ובכל זאת, לעתים קרובות יהיה צורך לבחור אותו באופן ידני ב-BIOS. זה מחיל באופן אוטומטי את המהירויות הגבוהות יותר המומלצות על ידי הספק ומהדק את התזמונים להגדרות שנבדקו על ידי הספק. אם תחליט להגדיר את תזמוני ה-RAM שלך, חשוב לדעת מה הם ומה הם עושים.