RAM-tider: CAS, RAS, tRCD, tRP, tRAS Förklaras

RAM är faktiskt en av de viktigaste komponenterna i en dator men det får sällan lika mycket tanke och ansträngning som de andra komponenterna när det gäller köpbeslutet. Vanligtvis är kapacitet det enda som allmänna konsumenter verkar bry sig om och även om det är ett motiverat tillvägagångssätt, finns det mer i RAM än bara storleken på minnet som det innehåller. Flera viktiga faktorer kan diktera RAM-enhetens prestanda och effektivitet och förmodligen två av de viktigaste bland dem är frekvens och tidsinställningar.

Frekvensen på RAM-minnet är ett ganska enkelt tal som beskriver klockhastigheten som RAM-värdet är klassat att köra på. Det nämns tydligt på produktsidorna och följer den enkla regeln "högre är bättre". Det är vanligt att se RAM-kit för 3200 Mhz, 3600 Mhz, 4000 Mhz eller ännu högre nuförtiden. Den andra mer komplicerade delen av berättelsen är fördröjningen eller "tidsinställningarna" för RAM. Dessa är mycket mer komplicerade att förstå och kanske inte är lätta att förstå vid första anblicken. Låt oss dyka in i vad RAM-tider faktiskt är.

Vad är RAM-tidningar?

Medan frekvensen är ett av de mer annonserade numren, har RAM-tiderna en stor roll att spela även i RAM-enhetens övergripande prestanda och stabilitet. Tiderna mäter latensen mellan de olika vanliga operationerna på ett RAM-chip. Eftersom latens är den fördröjning som inträffar mellan operationer kan det ha en allvarlig inverkan på RAM-prestanda om den ökar över en viss gräns. Tiderna för RAM är en bild av den inneboende latens som kan upplevas av RAM-minnet när de utför sina olika operationer.

RAM-timing mäts i klockcykler. Du kanske har sett en rad siffror åtskilda av streck på produktsidan i ett RAM-kit som ser ut som 16-18-18-38. Dessa nummer är kända som tidpunkterna för RAM-satsen. Eftersom de representerar latensen är lägre bättre när det gäller tidsinställningar. Dessa fyra siffror representerar det som kallas "Primära tider" och har den mest betydande inverkan på latensen. Det finns också andra undertider, men för närvarande kommer vi bara att diskutera de primära tiderna.

Primära tider

På varje produktlista eller på den faktiska förpackningen listas tidsinställningarna i formatet tCL-tRCD-tRP-tRAS som motsvarar de fyra primära tidpunkterna. Denna uppsättning har störst inverkan på RAM-satsens faktiska latens och är också en fokuspunkt vid överklockning. Därför säger ordningen på numret i strängen 16-18-18-38 vilken primär timing har vilket värde med en överblick.

CAS latens (tCL / CL / tCAS)

CAS Latency är den mest framträdande primära tidpunkten och den definieras som antalet cykler mellan att skicka en kolumnadress till minnet och början av data som svar. Detta är den mest jämförda och annonserade tidpunkten. Det här är antalet cykler som krävs för att läsa den första minnesbiten från en DRAM med rätt rad redan öppen. CAS latens är ett exakt tal, till skillnad från andra siffror som representerar minimum. Detta nummer måste överenskommas mellan minnet och minneskontrollern.

I grund och botten är CAS Latency den tid det tar för minnet att svara på CPU: n. Det finns en annan faktor som vi måste överväga när vi diskuterar CAS eftersom CL inte kan betraktas av sig själv. Vi måste använda en formel som omvandlar CL-klassificeringen till aktuell tid som anges i nanosekunder, som är baserad på RAM: ns överföringshastighet. Formeln är (CL / Transfer Rate) x 2000. Genom att använda denna formel kan vi bestämma att ett RAM-kit som körs på 3200MHz med CL16 kommer att ha en faktisk latens på 10ns. Detta kan nu jämföras mellan olika kit med olika frekvenser och tidsinställningar.

RAS till CAS-fördröjning (tRCD)

RAS till CAS är en potentiell fördröjning av läs- / skrivoperationer. Eftersom RAM-moduler använder en nätbaserad design för adressering indikerar skärningspunkten mellan rader och kolumnnummer en viss minnesadress. tRCD är det minsta antal klockcykler som krävs för att öppna en rad och komma åt en kolumn. Tiden att läsa den första minnesbiten från en DRAM utan någon aktiv rad kommer att införa ytterligare förseningar i form av tRCD + CL.

tRCD kan betraktas som den minsta tid det tar för RAM-minnet att komma till den nya adressen.

Rad förladdningstid (tRP)

I händelse av att en fel rad öppnas (kallas sidan miss) måste raden stängas (så kallad förladdning) och nästa måste öppnas. Det är först efter denna förladdning som kolumnen i nästa rad kan nås. Därför ökas den totala tiden till tRP + tRCD + CL.

Tekniskt mäter den latensen mellan att utfärda kommandot för laddning för att vila eller stänga en rad och aktivera kommandot för att öppna en annan rad. tRP är identiskt med det andra numret tRCD eftersom samma faktorer påverkar latensen i båda operationerna.

Rad aktiv tid (tRAS)

Även känd som “Activate to Precharge Delay” eller “Minimum RAS Active Time”, är tRAS det minsta antalet klockcykler som krävs mellan ett rad aktivt kommando och utfärdande av förladdningskommandot. Detta överlappar med tRCD, och det är enkelt tRCD + CL i SDRAM-moduler. I andra fall är det ungefär tRCD + 2xCL.

tRAS mäter det minsta antalet cykler som en rad måste förbli öppen för att korrekt kunna skriva data.

Kommandofrekvens (CR / CMD / CPC / tCPD)

Det finns också ett visst –T-suffix som ofta kan ses under överklockning och som betecknar kommandofrekvensen. AMD definierar kommandofrekvensen som tiden, i cykler, mellan när ett DRAM-chip väljs och ett kommando körs. Det är antingen 1T eller 2T, där 2T CR kan vara mycket fördelaktigt för stabilitet med högre minnesklockor eller för 4-DIMM-konfigurationer.

CR kallas ibland också Command Period. Medan 1T är snabbare kan 2T vara mer stabilt i vissa scenarier. Det mäts också i klockcykler som andra minnestider trots den unika –T-notationen. Skillnaden i prestanda mellan de två är försumbar.

Effekten av lägre minnestider

Eftersom tidsinställningar i allmänhet motsvarar fördröjningen för RAM-kit är lägre tidsinställningar bättre eftersom det innebär en lägre fördröjning mellan RAM-funktionerna. Som med frekvensen finns det en punkt med minskande avkastning där förbättringarna i responstid till stor del kommer att hållas tillbaka av hastigheterna för andra komponenter som CPU eller den allmänna klockhastigheten i själva minnet. För att inte tala om att sänka tiderna för en viss RAM-modell kan kräva extra binning av tillverkaren, vilket också leder till lägre avkastning och en högre kostnad.

Medan det är förnuftigt förbättrar lägre RAM-tider generellt RAM-prestanda. Som vi kan se i följande riktmärken leder de lägre totala tidpunkterna (och specifikt CAS-latens) till en förbättring åtminstone i termer av siffror i ett diagram. Huruvida förbättringen kan uppfattas av den genomsnittliga användaren när han spelar spelet eller när man gör en scen i Blender är en helt annan historia.

En punkt med minskande avkastning fastställs snabbt, särskilt om vi går under CL15. Vid denna tidpunkt är i allmänhet inte tidsinställningarna och latensen de faktorer som håller tillbaka RAM-prestanda. Andra faktorer såsom frekvens, konfiguration av RAM, moderkortets RAM-funktioner och till och med RAM-spänningen kan vara inblandade i att bestämma RAM-prestanda om latensen når denna punkt med minskande avkastning.

Tider mot frekvens

Frekvensen och tidpunkterna för RAM är sammankopplade. Det är helt enkelt inte möjligt att få ut det bästa av båda världarna i RAM-kit för konsumenter som massproduceras. I allmänhet, när den nominella frekvensen för RAM-satsen går upp, blir tiderna lösare (tiderna ökar) för att något kompensera för det. Frekvensen uppväger generellt lite effekterna av tidsinställningarna, men det finns tillfällen där att betala extra för ett högfrekvent RAM-kit inte skulle vara meningsfullt eftersom tidsinställningarna blir lösare och den totala prestandan lider.

Ett bra exempel på detta är debatten mellan DDR4 3200Mhz CL16 RAM och DDR4 3600Mhz CL18 RAM. Vid första anblicken kan det tyckas att 3600Mhz-satsen är snabbare och tidsinställningarna inte är mycket sämre. Men om vi tillämpar samma formel som vi diskuterade när vi förklarade CAS Latency tar historien en annan vändning. Att sätta värdena i formeln: (CL / överföringshastighet) x 2000, för båda RAM-kits ger resultatet att båda RAM-kits har samma verkliga latens på 10ns. Medan ja, finns det också andra skillnader i underteckningar och hur RAM-minnet är konfigurerat, men samma totala hastighet gör 3600Mhz-satsen till ett sämre värde på grund av dess högre pris.

Precis som med tidsinställningar, träffar vi en punkt med minskande avkastning ganska snart också med frekvens. Generellt sett, för AMD Ryzen-plattformar, anses DDR4 3600Mhz CL16 vara den söta punkten när det gäller både tidsinställningar och frekvens. Om vi ​​går med en högre frekvens som 4000Mhz, måste inte bara tidsinställningarna bli värre, även stöd för moderkort kan vara ett problem för mellanregisterchips som B450. Inte bara det, på Ryzen, bör Infinity Fabric Clock och Memory Controller Clock synkroniseras med DRAM-frekvensen i ett förhållande 1: 1: 1 för bästa möjliga resultat, och att gå längre än 3600Mhz bryter synkroniseringen. Detta leder till ökad latens, allmän instabilitet och ineffektiv frekvens som gör att dessa RAM-kits är ett totalt dåligt värde för pengarna. Precis som tidsinställningarna måste en sweet spot fastställas och det är bäst att hålla sig med rimliga frekvenser som 3200 MHz eller 3600 MHz vid snävare tider som CL16 eller CL15.

Överklockning

RAM-överklockning är en av de mest frustrerande och temperamentsfulla processerna när det gäller att tinka med din dator. Entusiaster har grävt in i denna process, inte bara för att pressa ut varje sista bit av prestanda ur sitt system utan också för den utmaning som processen medför. Grundregeln för RAM-överklockning är enkel. Du måste uppnå högsta möjliga frekvens samtidigt som du håller tiderna samma eller till och med skärper tiderna för att få det bästa av två världar.

RAM är en av de mest känsliga komponenterna i systemet och det handlar vanligtvis inte om manuell justering. Därför inkluderar RAM-tillverkare en förladdad överklocka som kallas "XMP" eller "DOCP" beroende på plattform. Detta är tänkt att vara en förprovad och validerad överklocka som användaren kan aktivera via BIOS och oftare än inte, det är den mest optimala prestandanivån som användaren behöver.

Om du vill ta dig an utmaningen med manuell RAM-överklockning, vår omfattande RAM-överklockningsguide kan vara till stor hjälp. Stabilitetstestning av överklockan är lätt den svåraste delen av RAM-överklockning eftersom det kan ta mycket tid och många kraschar att komma rätt. Ändå kan hela utmaningen vara en bra upplevelse för entusiaster och kan också leda till några snygga prestationsvinster.

Slutord

RAM är verkligen en av de mer underskattade komponenterna i systemet och en som kan ha en betydande inverkan på systemets prestanda och övergripande respons. Tiderna för RAM spelar en stor roll genom att bestämma den latens som finns mellan olika RAM-operationer. Tätare tidsinställningar leder verkligen till förbättrad prestanda men det finns en punkt att minska avkastningen som gör det lite besvärligt att manuellt överklocka och dra åt tidsinställningarna för minimala prestationsvinster.

Att hitta en perfekt balans mellan RAM-frekvensen och tiderna samtidigt som RAM-värdet hålls i schack är det bästa sättet att gå när du fattar ett köpbeslut. Våra val för de bästa DDR4 RAM-kits 2020 kan vara till hjälp för att fatta ett välgrundat beslut angående ditt RAM-val.