RAM Timings คืออะไร?

click fraud protection

ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะไม่สนใจเรื่องประสิทธิภาพมากนักเมื่อซื้อคอมพิวเตอร์ ตราบใดที่มันเร็วและถูกเพียงพอก็เพียงพอแล้ว พวกเขาจะซื้อคอมพิวเตอร์ที่มี CPU รุ่นปัจจุบันหรือรุ่นก่อนหน้า และมองหาพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่เหมาะสมจนถึงขนาดครึ่งเทราไบต์ที่ใกล้ที่สุด

บางคนอาจมองหาความเร็วของ CPU จำนวนคอร์หรือความจุ RAM แต่นั่นก็มักจะเป็นเช่นนั้น หากคุณเป็นคนที่คลั่งไคล้เทคโนโลยี คุณอาจให้ความสำคัญกับสิ่งเหล่านี้มากขึ้น คุณจะได้รู้ว่าสิ่งที่คุณได้รับและถ้ามันเป็นข้อเสนอที่ดีจริงๆ

วิธีหนึ่งในการบีบประสิทธิภาพสูงสุดออกจากคอมพิวเตอร์ของคุณคือการได้รับ RAM ประสิทธิภาพสูง ตัวเลขยอดขายที่ฉูดฉาดอย่างเห็นได้ชัดคือความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ RAM เช่น DDR4-3200 หรือ DDR5-6400 ในทางเทคนิคตัวเลขที่สองนั้นไม่ใช่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา เป็นอัตราการถ่ายโอน นี่เป็นความเร็วนาฬิกาสองเท่าเพราะ DDR RAM เป็นอัตราข้อมูลสองเท่า ถึงกระนั้น จำนวนที่สูงกว่าฟังดูดีกว่าในสื่อการตลาด

อัตราการถ่ายโอนนั้นเป็นตัววัดแบนด์วิดท์ของ RAM ดังนั้นตัวเลขที่สูงกว่าจะดีกว่า อย่างไรก็ตาม แบนด์วิดท์ไม่ได้เป็นเพียงปัจจัยเดียวในประสิทธิภาพของแรม เวลาในการตอบสนองก็มีความสำคัญเช่นกัน ถ้าไม่เช่นนั้น

แฝงคืออะไร?

เวลาในการตอบสนองคือการวัดความล่าช้าระหว่างกระบวนการที่เริ่มต้นกับกระบวนการที่เกิดขึ้นจริง ตัวอย่างง่ายๆ คือ “ping” ของการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตของคุณ หากคุณเคยทำการทดสอบความเร็ว คุณจะเห็นความเร็วในการดาวน์โหลดและ ping ของคุณ ความเร็วในการดาวน์โหลดคือแบนด์วิดท์อินเทอร์เน็ตของคุณ และ ping คือเวลาแฝงระหว่างคุณส่งคำขอกับเซิร์ฟเวอร์ที่ได้รับ นักเล่นเกมหลายคนจะรู้ว่าอินเทอร์เน็ตของคุณเร็วแค่ไหนไม่สำคัญ คุณจะไม่ได้รับประสบการณ์ที่ดีหากคุณมีเวลาแฝงสูง

RAM ประสิทธิภาพสูงจะโฆษณาความเร็วเสมอ มักจะโฆษณาอย่างน้อยหนึ่งการวัดเวลาแฝงที่เฉพาะเจาะจง การวัดเวลาแฝงที่พบบ่อยและสำคัญที่สุดคือ CAS Latency ซึ่งบางครั้งสั้นลงเหลือ CL การดูข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ให้ลึกขึ้นอีกเล็กน้อย โดยทั่วไปจะพบเวลาหลักสี่ประการได้ เหล่านี้คือ tCL/tCAS (CAS Latency), tRCD, tRP และ tRAS การกำหนดเวลาเหล่านี้สามารถตามด้วยตัวเลขที่ห้าในบางครั้ง ซึ่งเป็นอัตราคำสั่ง แต่นั่นจะแตกต่างกันเล็กน้อยและโดยทั่วไปไม่สำคัญ

พื้นฐานของการทำงานของ RAM

ก่อนที่เราจะกำหนดเวลาหลักเหล่านั้น จำเป็นต้องเข้าใจพื้นฐานของการทำงานของ RAM ก่อน ข้อมูลใน RAM ถูกจัดเก็บไว้ในคอลัมน์ และสามารถโต้ตอบได้เพียงรายการเดียวเมื่อใดก็ได้ เพื่อให้สามารถอ่านหรือเขียนคอลัมน์ได้ ก่อนอื่นคุณต้องเปิดแถวที่คอลัมน์นั้นตั้งอยู่ เปิดได้ครั้งละหนึ่งแถวเท่านั้น แรมสามารถมากับหลายธนาคารได้ ในกรณีนี้ จะมีได้เพียงแถวเดียวเท่านั้นต่อธนาคาร แม้ว่าจะสามารถโต้ตอบกับคอลัมน์ได้เพียงคอลัมน์เดียวในคราวเดียว การเปิดแถวที่สองในคลังที่สองจะช่วยให้การดำเนินการอ่านหรือเขียนครั้งต่อไปสามารถจัดคิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการกำหนดเวลาไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ อันที่จริงแล้วมันเป็นทวีคูณของนาฬิกา RAM I / O เนื่องจากเป็นหน่วยของรอบสัญญาณนาฬิกา อีกครั้ง RAM เป็นสองเท่าของอัตราข้อมูล ซึ่งเป็นครึ่งหนึ่งของความเร็วที่โฆษณาไว้ คุณต้องคำนวณหาเวลาแฝงที่แท้จริงของเวลาที่กำหนด คุณสามารถทำ 1/(อัตราการถ่ายโอนที่โฆษณาใน Ts/2) เพื่อรับความยาวของรอบสัญญาณนาฬิกาเดียวในหน่วยวินาที แล้วคูณด้วยอัตราส่วนเวลาที่คุณต้องการทราบค่าของ อีกทางหนึ่ง สมมติว่าคุณต้องการเวลาที่ง่ายกว่า ในกรณีนั้น คุณสามารถทำอัตราการถ่ายโอน 2000/ที่โฆษณาใน MTs เพื่อรับความยาวของรอบสัญญาณนาฬิกาเดียวในหน่วยนาโนวินาทีและคูณด้วยอัตราส่วนเวลา

ตัวอย่างเช่น หากเรามี RAM สองชุด DDR4-3000 CL15 และ DDR4-3200 CL16 เราสามารถทำได้ (2000/3000)*15 และ (2000/3200)*16 เพื่อค้นหาว่า CAS latency ที่แน่นอนของทั้งสองประเภท ของ RAM คือ 10 นาโนวินาที

การกำหนดเวลาหลัก

โดยทั่วไป การกำหนดเวลาหลักของ RAM จะแสดงเป็นชุดตัวเลขสี่ตัวคั่นด้วยเครื่องหมายขีดกลาง ในบางครั้ง สิ่งเหล่านี้จะมาพร้อมกับ “1T” หรือ “2T” ในตอนท้าย สำหรับตัวอย่างต่อไปนี้ เราจะใช้การกำหนดเวลาหลักจากสองรายการในบทความล่าสุดของเราเกี่ยวกับ RAM เกมที่ดีที่สุดในปี 2022: the G.Skill Trident Z Royal DDR4 3200 CL16-18-18-38 และ G.Skill ตรีศูล Z5 RGB DDR5 6400 CL32-39-39-102. สำหรับตัวอย่างเหล่านี้ เวลาหลักคือ 16-18-18-38 และ 32-39-39-102 ตามลำดับ เวลาสำหรับรอบนาฬิกาเดียวคือ 0.625 นาโนวินาทีและ 0.3125 นาโนวินาทีตามลำดับ

บันทึก: การกำหนดเวลาทั้งหมดเหล่านี้ส่งผลต่อการทำงาน อ่านหรือเขียน แต่ในตัวอย่างด้านล่าง เราจะอ้างถึงการดำเนินการอ่านเพื่อให้ทุกอย่างง่ายขึ้น

เวลาในการตอบสนองของ CAS

ตัวเลขแรกในการกำหนดเวลาหลักคือเวลาในการตอบสนองของ CAS นี่เป็นช่วงเวลาหลักในการปรับปรุงหากคุณกำลังพยายามโอเวอร์คล็อกแรม CAS latency สามารถระบุได้ที่ CL, tCAS หรือ tCL โดยที่สองตัวหลังมีแนวโน้มที่จะพบใน BIOS และยูทิลิตี้การกำหนดค่าอื่นๆ CAS ย่อมาจาก Column Address Strobe ในทางเทคนิคแล้วมันไม่ใช่ไฟแฟลชอีกต่อไป แต่คำสั่งจะอ่านข้อมูลจากคอลัมน์ของแถวที่เปิดอยู่ซึ่งเรียกว่า "การตีหน้าเว็บ"

tCL คือการวัดจำนวนรอบหลังจากส่งคำสั่ง CAS ซึ่งการตอบสนองจะเริ่มส่งคืนผ่านบัส I/O ดังนั้น สำหรับตัวอย่าง DDR4 ของเรา เวลาแฝงของ CAS คือ 10 นาโนวินาที สำหรับตัวอย่าง DDR5 ของเรา เวลาแฝงของ CAS ก็เท่ากับ 10 นาโนวินาทีเช่นกัน

RAS เป็น CAS ล่าช้า

รายการที่สองในการกำหนดเวลาหลักคือ RAS ถึง CAS ล่าช้า โดยทั่วไปจะแสดงเป็น tRCD และเป็นค่าต่ำสุด ไม่ใช่ค่าที่แน่นอน หากไม่มีแถวเปิดเมื่อคำสั่งอ่านเข้ามา นี่เรียกว่า “เพจพลาด” ต้องเปิดแถวก่อนจึงจะเข้าถึงคอลัมน์เพื่ออ่านข้อมูลได้ RAS ย่อมาจาก Row Access Strobe เช่นเดียวกับ CAS มันไม่ใช่ไฟแฟลชอีกต่อไปโดยมีชื่อเป็นอาการเมาค้าง แต่เป็นชื่อของคำสั่งที่ออกให้เปิดแถว

RAS เป็น CAS Delay คือจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาขั้นต่ำที่ใช้เพื่อเปิดแถว สมมติว่าไม่มีการเปิดอยู่ เวลาในการอ่านข้อมูลในสถานการณ์นั้นคือ tRCD + tCL ตัวอย่าง DDR4 ของเรามี tRCD เท่ากับ 18 ซึ่งเท่ากับ 11.25 นาโนวินาที ในขณะที่ตัวอย่าง DDR5 ของเรามี tRCD เท่ากับ 39 ซึ่งให้ 12.1875 นาโนวินาที

เวลาเติมเงินแถว

เวลาหลักที่สามคือ Row Precharge Time ซึ่งโดยทั่วไปจะสั้นลงเหลือ tRP ค่านี้มีความสำคัญเมื่อมีหน้าพลาดประเภทอื่น ในกรณีนี้ แถวขวาไม่เปิด แต่อีกแถวเปิดอยู่ หากต้องการเปิดแถวด้านขวา ต้องปิดอีกแถวหนึ่งก่อน กระบวนการเสร็จสิ้นแถวเรียกว่าการชาร์จล่วงหน้า สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเขียนค่าไปยังแถวที่อ่านเมื่อเปิด

Row Precharge Time คือจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาขั้นต่ำที่ต้องใช้เพื่อให้กระบวนการเติมเงินในแถวที่เปิดอยู่เสร็จสมบูรณ์ ระยะเวลาทั้งหมดที่สามารถอ่านข้อมูลจากเซลล์ในสถานการณ์นี้คือ tRP + tRCD + tCL เนื่องจากค่าของ tRP เหมือนกับ tRCD ในตัวอย่างของเราทั้งสอง จึงง่ายที่จะเห็นว่ามันจะจบลง ด้วยค่าเดียวกัน: 11.25 นาโนวินาทีสำหรับ DDR4 tRP และ 12.1875 นาโนวินาทีสำหรับ DDR5 ทีอาร์พี

เวลาเปิดใช้งานแถว

การกำหนดเวลาหลักที่สี่คือ Row Activate Time ซึ่งโดยทั่วไปจะสั้นลงเหลือ tRAS นี่คือจำนวนรอบนาฬิกาขั้นต่ำระหว่างคำสั่งเพื่อเปิดแถวและคำสั่งเติมเงินเพื่อปิดอีกครั้ง เป็นเวลาที่จำเป็นในการรีเฟรชแถวภายใน นี่เป็นช่วงเวลาหลักเพียงช่วงเวลาเดียวที่ทับซ้อนกับช่วงเวลาอื่น โดยเฉพาะ tRCD ค่าแตกต่างกันไป แต่โดยทั่วไปแล้วจะประมาณ tRCD + tCL แม้ว่าจะอยู่ในช่วงประมาณ tRCD + (2* tCL)

ตัวอย่าง DDR4 ของเรามี tRAS 38 รอบ โดยให้เวลาทั้งหมด 23.75 นาโนวินาที ตัวอย่าง DDR5 ของเรามีค่า rRAS 102 รอบโดยให้เวลาทั้งหมด 31.875 นาโนวินาที

ในอดีตสำหรับ DRAM ที่ซิงโครไนซ์ ค่านั้นอยู่ใกล้ tRCD + tCL มาก ดังที่เห็นในตัวอย่างการจับเวลา DDR4 ของเรา โดยทั่วไปแล้ว สถานการณ์ tRCD + (2* tCL) จะใช้สำหรับ DRAM แบบอะซิงโครนัส เนื่องจากตัวควบคุมหน่วยความจำจำเป็นต้องให้เวลามากเกินพอสำหรับการดำเนินการให้เสร็จสิ้น ที่น่าสนใจคือในปัจจุบัน DDR5 ยังใช้ผลรวม tRCD + (2* tCL) ไม่ชัดเจนว่าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงมาตรฐานหรือเป็นปัญหาที่ฟันของผลิตภัณฑ์ DDR5 รุ่นแรก ๆ ที่จะถูกทำให้รัดกุมเมื่อแพลตฟอร์มเติบโตเต็มที่

น่าสนใจ มีหลักฐานบางอย่างที่แสดงว่าเป็นไปได้ที่จะบูตด้วย tRAS ที่ต่ำกว่า tRCD + tCL ในทางทฤษฎี สิ่งนี้ไม่น่าจะได้ผลจริงๆ ไม่ชัดเจนว่าเป็นเพราะค่านี้ เช่นเดียวกับการจับเวลาอื่นๆ ส่วนใหญ่ เป็นค่าต่ำสุดและตัวควบคุมหน่วยความจำเลือกที่จะใช้การกำหนดเวลาที่หลวมกว่าในทางปฏิบัติ หรือหากการตั้งค่ามีเสถียรภาพเพียงบางส่วนเท่านั้น จากการกำหนดเวลาหลัก การดำเนินการนี้อาจมีผลกระทบเล็กน้อยที่สุดต่อประสิทธิภาพจริง แต่อาจคุ้มค่าที่จะปรับเปลี่ยนหากคุณใช้ประสิทธิภาพสูงสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับค่าสูงที่เห็นใน DDR5 ปัจจุบัน

อัตราคำสั่ง

อัตราคำสั่งคือจำนวนรอบระหว่างชิป DRAM ที่เลือกและคำสั่งที่ดำเนินการบนชิปนั้น มีตัวย่อจำนวนมากสำหรับค่านี้ เช่น CR, CMD, CPC และ tCPD วิธีที่ง่ายที่สุดในการบอกคือค่าตัวเลขมักจะตามด้วย "T" แม้จะมีสัญกรณ์ T แต่ก็ยังคงเป็นการวัดในวัฏจักรนาฬิกา

RAM ส่วนใหญ่ที่คุณพบจะทำงานที่ 2T แม้ว่าบางตัวอาจทำงานที่ 1T จะมีความแตกต่างน้อยที่สุด เนื่องจากนี่คือความแตกต่างของรอบนาฬิกาเดียว ซึ่งน้อยกว่าหนึ่งนาโนวินาที

การกำหนดเวลารองและตติยภูมิ

มีการกำหนดเวลาระดับมัธยมศึกษาและระดับอุดมศึกษาอื่นๆ มากมายที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้มีความซับซ้อนสูง แม้แต่นักโอเวอร์คล็อกหน่วยความจำที่มีประสบการณ์ก็อาจต้องใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งวันในการโทรในการตั้งค่าที่เสถียร บางส่วนจะปรับเปลี่ยนได้ง่ายกว่าส่วนอื่นๆ และมีผลกระทบที่สำคัญกว่า ตัวอย่างเช่น tREFI และ tRFC สิ่งเหล่านี้ควบคุมความถี่ที่เซลล์หน่วยความจำจะรีเฟรชและระยะเวลาที่กระบวนการรีเฟรชจะใช้เวลา ในระหว่างกระบวนการรีเฟรช มิฉะนั้น ธนาคารจะต้องไม่ใช้งาน ดังนั้นการมีช่องว่างระหว่างการรีเฟรชและระยะเวลารีเฟรชที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้หมายความว่า RAM ของคุณสามารถทำงานได้นานขึ้น

การปรับค่าเหล่านี้จะแสดงค่าเฉพาะเมื่อการกำหนดค่า RAM ของคุณมีจำนวนธนาคารไม่เพียงพอ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการทำผิดค่าเหล่านี้จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในความเสียหายของหน่วยความจำขนาดใหญ่ เนื่องจากเซลล์จะไม่ได้รับการรีเฟรชบ่อยเพียงพอ การตั้งค่าเหล่านี้ยังอ่อนไหวต่ออุณหภูมิของ RAM เนื่องจากจะส่งผลโดยตรงต่อความเร็วของประจุในเซลล์ที่สลายตัว และความถี่ในการรีเฟรช

อัตราส่วนตัวควบคุมหน่วยความจำ

CPU รุ่นล่าสุดช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่าอัตราส่วนตัวควบคุมหน่วยความจำได้ โดยทั่วไปเรียกว่าเกียร์ 1, 2 และ 4 Gear 1 ทำให้ตัวควบคุมหน่วยความจำทำงานที่อัตราส่วน 1:1 กับหน่วยความจำ อย่างไรก็ตาม ส่งผลให้ใช้พลังงานเกิน 3600MTs ซึ่งส่งผลต่อความเสถียรของระบบ สำหรับเวลาแฝงที่เพิ่มขึ้น การเปลี่ยนไปใช้ Gear 2 จะเรียกใช้ตัวควบคุมหน่วยความจำที่อัตราส่วน 1:2 ที่ความเร็วครึ่งหนึ่งของหน่วยความจำ ในท้ายที่สุดนี้ให้ประโยชน์ใดๆ จากประมาณ 4400MTs ขึ้นไปเท่านั้น เกียร์ 1 ดีกว่า แต่เกียร์ 2 สามารถให้ความเสถียรที่ความเร็วสูงกว่าได้

แม้ว่าสิ่งนี้จะมีความสำคัญสำหรับ DDR4 RAM แต่ปัจจุบัน DDR5 RAM จะทำงานใน Gear 2 เสมอ เนื่องจากเริ่มทำงานได้เร็วขึ้น ในขณะที่มันไม่จำเป็นในปัจจุบัน เนื่องจากเทคโนโลยียังไม่เติบโตพอที่จะใช้งาน Gear 4 จะทำงานตัวควบคุมหน่วยความจำในอัตราส่วน 1: กับหน่วยความจำที่ความเร็วหนึ่งในสี่ของความเร็ว อีกครั้ง สิ่งนี้จำเป็นสำหรับความเร็วสูงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีความชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงนี้จะเป็นอย่างไรเนื่องจากฮาร์ดแวร์ยังไม่มี

บทสรุป

การกำหนดเวลา RAM ให้การกำหนดค่าที่เหลือเชื่อสำหรับ RAM ระบบของคุณ อย่างไรก็ตาม มันก็เป็นรูกระต่ายลึกเช่นกัน หากคุณทำการโอเวอร์คล็อก RAM แบบเต็ม เพื่อช่วยให้ได้รับประโยชน์สูงสุดได้ง่ายขึ้น มาตรฐาน XMP ช่วยให้ผู้ผลิตหน่วยความจำสามารถระบุเวลาที่แนะนำนอกมาตรฐาน JEDEC สิ่งนี้สามารถให้ประสิทธิภาพพิเศษในการใช้งานแบบพลักแอนด์เพลย์เกือบ

ในบางกรณี โปรไฟล์ XMP จะเปิดใช้งานตามค่าเริ่มต้น ถึงกระนั้นบ่อยครั้งก็จำเป็นต้องเลือกด้วยตนเองใน BIOS การดำเนินการนี้จะใช้ความเร็วที่แนะนำโดยผู้ขายที่สูงกว่าโดยอัตโนมัติและปรับกำหนดเวลาให้กระชับกับการตั้งค่าที่ทดสอบโดยผู้ขาย หากคุณตัดสินใจที่จะกำหนดค่าการกำหนดเวลา RAM การรู้ว่ามันคืออะไรและทำอะไรเป็นสิ่งสำคัญ