Ref cycle time что это

Что такое тайминги?

Сегодня мы поговорим о наиболее точном определении таймингов и подтаймингов. Большинство статей в сети обладают ошибками и неточностями, а в очень достойных материалах не всегда рассмотрены все тайминги. Мы же постараемся восполнить этот пробел и дать как можно полную характеристику тем или иным временным задержкам.

Теперь разберем каждый по очереди. Схема таймингов включает в себя задержки CL-Trcd-Trp-Tras соответственно. Для работы с памятью необходимо для начала выбрать чип, с которым мы будем работать. Делается это командой CS# (Chip Select). Затем выбирается банк и строка. Перед началом работы с любой строкой необходимо ее активировать. Делается это командой выбора строки RAS# (при выборе строки она активируется). Затем (при операции линейного чтения) нужно выбрать столбец командой CAS# (эта же команда инициирует чтение). Затем считать данные и закрыть строку, совершив предварительный заряд (precharge) банка.

Тайминги расположены по порядку следования в простейшем запросе (для простоты понимания). Сначала идут тайминги, затем подтайминги.

Это все основные тайминги. Остальные тайминги имеют меньшее влияние на производительность, а потому их называют подтаймингами.

Надеемся, что представленная нами информация поможет вам разобраться в обозначении таймингов памяти, насколько они важны и за какие параметры они отвечают.

Источник

Тайминги ОЗУ: разбираемся в нюансах

Что означают эти непонятные цифры на оперативной памяти для ПК? Ведь тайминги напрямую влияют на ее быстродействие, но их величина — это вовсе не объем и не скорость. Рассказываем понятным языком и объясняем, какие параметры лучше.
При выборе оперативной памяти для ПК многие пользователи сталкиваются с вопросом изучения характеристик чипов, в том числе рабочих частот и таймингов. Но если с первыми все понятно — чем они выше, тем быстрее память, то со вторыми не все так просто. Мы расскажем, для чего нужен этот параметр и как выбрать планку с оптимальными значениями таймингов.

ЧЧто влияет на скоростные параметры ОЗУ

От скоростных показателей оперативной памяти зависит как быстро будет осуществляться обмен данными между процессором и жестким диском и системой. Чем выше частота работы чипов, тем больше операций чтения/записи она может выполнить в единицу времени. Конечно, от объема оперативной памяти также зависит общее быстродействие ПК, но лишь в определенных программах.
Это можно сравнить с работой экскаватора: процессор (оператор) дает команды экскаватору (ковшу) забрать определенное количество грунта (данных) из котлована (жесткого диска). Чем больше ковш, тем больше грунта (данных) будут забраны и доступны к оперативному использованию. Но быстродействие ПК зависит от слаженной работы всех компонентов системы.

1 байт = 8 бит
Из этого можно вычислить, что DDR3 с частотой 1600 МГц сможет обработать 12800 бит/сек. Аналогично этому DDR4 2400 сможет попустить через себя данные со скоростью 19200 бит/сек. Таким образом, со скоростью обработки данных разобрались.
Теперь плавно переходим к таймингам. Эти цифры также указывают на наклейках на оперативной памяти в виде счетверённых через дефис цифр, например, 8-8-8-24, 9-9-9-24 и т.д. Эти цифры обозначают, какой промежуток времени (задержка) необходим модулю RAM для доступа к битам данных при выборке из таблицы массивов памяти.
Эта задержка характеризует, какое количество тактовых импульсов необходимо для считывания данных из ячеек памяти для 4-х таймингов. Самый важный из четырех цифр — первый, и на этикетке может быть написан только он.
Поэтому, в этих характеристиках действует обратный принцип: чем меньше числа, тем выше скорость. А меньшая задержка обеспечит быстрее считать или записать данные в ячейку памяти и затем достигнут процессора для обработки.
Тайминги замеряют период ожидания (CL, CAS Latency, где CAS — Acess Strobe) чипа памяти, пока он обрабатывает текущий процесс. Т.е. это время между получением команды на чтение и ее выполнением. Со следующими двумя цифрами все несколько сложнее. Вторая цифра в строке таймингов RAS-CAS, ) является ни чем иным, как отрезок времени между получением команды «Active» и выполнением поступающей после нее команды на чтение или запись. Здесь также — чем меньше, тем лучше.
Третья цифра, это RAS Precharge — время, за которое проходит между завершением обработки одной строки и переходом к другой. И последняя цифра демонстрирует параметр памяти Row Active. Он определяет задержку, в течение которой активна одна строка в ячейке.

ККакие тайминги лучше выбирать
Вы также можете подобрать себе оперативную память в качестве апгрейда. Здесь также нужно придерживаться правила равных таймингов, и не допускать, чтобы какой-то из них, например, опережал почти на треть цикла.
Если же вы намерены установить на ПК самую быструю память, что следует учесть, что, например, тайминги 4-4-4-8, 5-5-5-15 и 7-7-7-21 могут обеспечить очень быстрый доступ к данным, но процессор и материнская плата не смогут этим воспользоваться. При этом важно, чтобы в материнской была возможность вручную установить тайминги для ОЗУ.

ККак узнать тайминги оперативной памяти

Для этих целей не обязательно вскрывать корпус и вытаскивать из слотов планки оперативной памяти. Специальная бесплатная утилита CPU-Z позволит быстро узнать нужные цифры таймингов. Для вычиcления тайминга самостоятельно можно использовать довольно простую формулу:

Время задержки (сек) = 1 / Частоту передачи (Гц)

1 / 400 000 000 = 2,5 нсек (наносекунд)

периода полного цикла (время такта). А теперь считаем задержку для обоих вариантов, представленных в рисунках. При таймингах CL-11 модуль будет выдавать «тормоза» периодом 2,5 х 11 = 27,5 нсек. В CPU-Z это значение показано как 28. Как видно из формулы, чем ниже каждый из указываемых параметров, тем быстрее будет ваша оперативная память работать.

ККак вручную задать тайминги в BIOS

Такая возможность есть не в любой материнской плате — лишь в оверклокерских модификациях. Вы можете попробовать выставить тайминги вручную из предлагаемых системой значений, после чего нужно внимательно следить за стабильностью работы ПК под нагрузкой. Если в БИОС специальных настроек не предусмотрено, то стоит смириться с теми, которые установлены по умолчанию.

Источник

Про тайминги популярно

Про тайминги популярно.
Статья рассказывает о таймингах и их применении, и призвана детально объяснить значение этого термина.

В форумах, да и в статьях, посвященных обзорам компьютерных комплектующих с собственной оперативной памятью, нередко видишь упоминания про тайминги. Их огромное количество. Поначалу у новичка даже глаза разбегаются. А опытный человек часто просто оперирует понятиями, иногда совершенно не догадываясь, что они означают. В данной статье я постараюсь восполнить этот пробел.

Про тайминги популярно.
Статья рассказывает о таймингах и их применении, и призвана детально объяснить значение этого термина.

В форумах, да и в статьях, посвященных обзорам компьютерных комплектующих с собственной оперативной памятью, нередко видишь упоминания про тайминги. Их огромное количество. Поначалу у новичка даже глаза разбегаются. А опытный человек часто просто оперирует понятиями, иногда совершенно не догадываясь, что они означают. В данной статье я постараюсь восполнить этот пробел.

Итак, алгоритм считывания данных из памяти таков:

1)выбранный банк активируется подачей сигнала RAS;
2)данные из выбранной строки передаются в усилитель, причем на передачу данных необходима задержка (она называется RAS-to-CAS);
3)подается сигнал CAS для выбора слова из этой строки;
4)данные передаются на шину (откуда идут в контроллер памяти), при этом также происходит задержка (CAS Latency);
5)следующее слово идет уже без задержки, так как оно содержится в подготовленной строке;
6)после завершения обращения к строке происходит закрытие банка, данные возвращаются в ячейки и банк перезаряжается (задержка называется RAS Precharge).

Как видите, для совершения некоторых операций системе нужны задержки, иначе она не успеет считать выбранные данные или, например, перезарядить банк. Эти задержки и называются таймингами.

Заглянув в BIOS
Для оперативной памяти существует громадное количество задержек. Достаточно заглянуть в любое описание памяти. Но основные можно увидеть в диагностической утилите CPU-Z или в BIOS. Познакомимся поподробнее с каждым из них. Для разгона, конечно, нужно уменьшить время задержек, поэтому чем их значения меньше, тем быстрее работает система. Впрочем, о разгоне поговорим позже. В разных источниках названия могут меняться, поэтому надо смотреть на краткое обозначение.
Возьмем, для примера, скриншот из программы CPU-Z.

RAS# to CAS# Delay (Trcd)
Число тактов, необходимых для поступления данных в усилитель. (п.2 алгоритма) Другими словами, это временной интервал между командами RAS и CAS, поскольку архитектура SDRAM не позволяет подавать их одновременно.

RAS# Precharge (TRP)
Время, необходимое на перезарядку ячеек памяти после закрытия банка (п.6)

Row Active Time (TRAS)
Время, в течение которого банк остается открытым и не требует перезарядки. Изменяется вместе со следующим параметром.

Это основные тайминги, которые позволяет выставить большинство материнских плат. Однако поясню и другие.

DRAM Idle Timer
Время простаивания открытой страницы для чтения из нее данных.

Row to Column (Read/Write) (Trcd, TrcdWr, TrcdRd)
Данный параметр связан с параметром RAS-to-CAS (Trcd) и является как бы его уточнением, поскольку вычисляется по формуле Trcd(Wr/Rd) = RAS-to-CAS delay + rd/wr command delay. Второе слагаемое определяет задержку на выполнение записи/чтения. Но эта величина нерегулируемая, и изменить её нельзя. Поэтому её часто именуют просто RAS-to-CAS Delay.

Перечисленные параметры могут показаться нагромождением букв и цифр, но я уверяю, если вы заглянете хотя бы в один даташит (ближе к его концу), то быстро во всем разберетесь.

Тайминги видеокарт
В начале статьи я не зря упоминал про устройства с собственной оперативной памятью. Таковым явяется и видеокарта. И у этой памяти тоже есть тайминги достаточно заглянуть в раздел Timings популярной программы ATI Tray Tools.

Здесь возможностей для их изменения гораздо больше. Однако при заглядывании в даташит мы можем серьёзно озадачиться:

Здесь приведены ключевые, по мнению разработчиков памяти, параметры.
Поначалу кажется, что разработчики программы так не думают. Например, в ней нет тайминга tDAL, и ни в одном даташите нет таймингов tW2R, tR2R. Здесь я постараюсь объяснить значения таймингов для твикера и для даташита. Тайминги могут повторяться с приведенными выше. Их обозначения могут дополняться. Итак, начнем.

Write Latency (tWL)
Количество тактов, необходимое для произведения операции записи в память.

CAS Latency (tCL)
Задержка данных перед выдачей на шину. Подробнее см. выше. на пункт CAS Latency оперативной памяти.

CMD Latency
Задержка между подачей команды на память и ее приемом.

Strobe Latency
Задержка при посылке строб-импульса (селекторного импульса).

Activate to Read/Write, RAS to CAS Read/Write Delay, RAW Address to Column Address for Read/Write (tRCDRd/tRCDWr)
Повторюсь здесь еще раз. Для видеокарт это объяснение справедливей.
Данный параметр связан с параметром RAS-to-CAS (Trcd) и является как бы его уточнением, поскольку вычисляется по формуле Trcd(Wr/Rd) = RAS-to-CAS delay + rd/wr command delay. Второе слагаемое определяет задержку на выполнение записи/чтения. Но эта величина нерегулируемая, и изменить её нельзя. Поэтому её часто именуют просто RAS-to-CAS Delay.

Row Precharge Time, Precharge to Activate, RAS# Precharge (tRP)
Время перезарядки ячеек после закрытия банка.

Activate to Precharge, Row Active Time (tRAS)
Время, в течение которого банк остается открытым и не требует перезарядки.

Activate to Activate, Row Active to Row Active (tRRD)
Задержка между активациями различных рядов

Auto Precharge Write Recovery + Precharge Time (tDAL)
Загадочный даташитный тайминг tDAL вызывал в формуах много споров, что он обозначает, однако в одном из документов JEDEC черным по белому написано следующее:

Write to Read Turnaround Time for Same Bank (tW2RSame Bank)
Аналогичная предыдущей процедура, отличающаяся от нее только тем, что действие происходит в том же банке. Особенность задержки в том, что процедура записи, естественно, не может быть больше промежутка до перезарядки банка (tWR), то есть заканчиваться во время перезарядки.

Read to Read Turnaround Time (tR2R)
Задержка при прерывании операции чтения операцией чтения из другого банка.

Row Cycle Time, Activate to Activate/Refresh Time, Active to Active/Auto Refresh Time (tRC)
Время для автоматической подзарядки. Встречается в даташитах.

Auto Refresh Row Cycle Time, Refresh to Activate/Refresh Command Period, Refresh Cycle Time, Refresh to Active/Refresh Comand Period (tRFC)
Минимальный промежуток между командой на подзарядку (Refresh) и либо следующей командой на подзарядку, либо командой на активацию.

Memory Refresh Rate
Частота обновления памяти.

Практика
Итак, мы рассмотрели основные тайминги, которые могут чаще всего встретиться нам в программах или даташитах. Теперь, для полной картины, я расскажу, чем полезны тайминги в разгоне.

Я же решил исследовать влияние таймингов на своей системе.
Итак, вот она:

Система была оставлена «как есть». Видеокарта также не разгонялась. Испытания проводились в двух тестовых пакетах и в одной игре:

3DMark 2001 patch 360, так как оценивает разгон каждого элемента системы, а не только видеокарты

«Оверклокерская» для своего времени память NCP и сей раз не дала промаху и позволила запуститься на частоте 143МГц с таймингами 2-2-2-7! Но поменять последний параметр (Tras) память не дает ни по какому поводу, только с уменьшением частоты. Впрочем, это не самый важный параметр.

Как видите, понижение таймингов дает прирост производительности около 10%. И если на моей системе это не так заметно, то на более мощной различие уже становится очевидным. А если поменять еще тайминги на видеокарте, где разгон часто упирается не в память, а как раз в задержки, то труд будет более чем оправдан. А что именно меняете, теперь вы уже знаете.

Источник

Что такое тайминги и как они влияют на скорость оперативной памяти

Содержание

Содержание

Выбор оперативной памяти в игровую сборку может обернуться кошмаром, если начать разбираться в тонкостях ее работы. Требования современных игровых и рабочих задач диктуют свои условия, поэтому память — теперь чуть ли не самая важная и сложная часть в сборке компьютера. Среди многочисленных моделей нужно выбрать единственный подходящий вариант и это пугает. Причем самое сложное в этом — почему память с меньшей частотой работает быстрее и показывает больше кадров в играх, чем та, у которой частота выше. Для этого нужно разобраться, в чем все-таки измеряется скорость памяти и какие параметры влияют на нее.

Мощность компьютера измеряется величиной FLOPS, которая обозначает количество вычислительных операций за секунду. По причине того, что компьютеры могут одновременно выполнять миллионы операций, к флопсам добавляют приставку «гига».

В привычной же обстановке мы можем путать мощность и частоту, поэтому считаем производительность компьютеров не гигафлопсами, а максимальной рабочей частотой. Это проще в рядовых ситуациях, когда говорящие знают тему хорошо и соотносят мощность с герцами в уме автоматически.

В то же время, такое языковое упрощение вносит коррективы в понимание практической части вопроса. Вырывая контекст из форумов, рядовой пользователь и правда думает, что мощность памяти можно выразить в герцах. Просто потому, что гонка за частотой стала трендом среди любителей и энтузиастов. Это и мешает неопытному человеку понять, почему его высокочастотный процессор может проиграть тому, у которого на несколько сотен герц меньше. Все просто — у одного два ядра и четыре потока, а у другого четыре настоящих. И это большая разница.

Оперативная память и ее скорость

Оперативная память состоит из тысяч элементов, связанных между собой в чипах-микросхемах. Их называют банками (bank), которые хранят в себе строчки и столбцы с электрическим зарядом. Сам электрический заряд — это информация (картинки, программы, текст в буфере обмена и много чего еще). Как только системе понадобились данные, банка отдает заряд и ждет команды на заполнение новыми данными. Этим процессом руководит контроллер памяти.

Для аналогии, сравним работу оперативной памяти и работу кафе. Чипы можно представить в виде графинов с томатным соком. Каждый наполнен соком и мякотью спелых помидоров (электрический заряд, информация). В кафе приходит клиент (пользователь компьютера) и заказывает сок (запускает игру). Бармен (контроллер, тот, кто управляет банками) принимает заказ, идет на кухню (запрашивает информацию у банок), наливает сок (забирает игровые файлы) и несет гостю, а затем возвращается и заполняет графин новым соком (новой информацией о том, что запустил пользователь). Так до бесконечности.

Тайминги — качество

Работа памяти, вопреки стереотипу, измеряется не только герцами. Быстроту памяти принято измерять в наносекундах. Все элементы памяти работают в наносекундах. Чем чаще они разряжаются и заряжаются, тем быстрее пользователь получает информацию. Время, за которое банки должны отрабатывать задачи назвали одним словом — тайминг (timing — расчет времени, сроки). Чем меньше тактов (секунд) в тайминге, тем быстрее работают банки.

Такты. Если нам необходимо забраться на вершину по лестнице со 100 ступеньками, мы совершим 100 шагов. Если нам нужно забраться на вершину быстрее, можно идти через ступеньку. Это уже в два раза быстрее. А можно через две ступеньки. Это будет в три раза быстрее. Для каждого человека есть свой предел скорости. Как и для чипов — какие-то позволяют снизить тайминги, какие-то нет.

Частота — количество

Теперь, что касается частоты памяти. В работе ОЗУ частота влияет не на время, а на количество информации, которую контроллер может утащить за один подход. Например, в кафе снова приходит клиент и требует томатный сок, а еще виски со льдом и молочный коктейль. Бармен может принести сначала один напиток, потом второй, третий. Клиент ждать не хочет. Тогда бармену придется нести все сразу за один подход. Если у него нет проблем с координацией, он поставит все три напитка на поднос и выполнит требование капризного клиента.

Аналогично работает частота памяти: увеличивает ширину канала для данных и позволяет принимать или отдавать больший объем информации за один подход.

Тайминги плюс частота — скорость

Соответственно, частота и тайминги связаны между собой и задают общую скорость работы оперативной памяти. Чтобы не путаться в сложных формулах, представим работу тандема частота/тайминги в виде графического примера:

Разберем схему. На торговом центре есть два отдела с техникой. Один продает видеокарты, другой — игровые приставки. Дефицит игровой техники довел клиентов до сумасшествия, и они готовы купить видеокарту или приставку, только чтобы поиграть в новый Assassin’s Creed. Условия торговли такие: зона ожидания в отделе первого продавца позволяет обслуживать только одного клиента за раз, а второй может разместить сразу двух. Но у первого склад с видеокартами находится в два раза ближе, чем у второго с приставками. Поэтому он приносит товар быстрее, чем второй. Однако, второй продавец будет обслуживать сразу двух клиентов, хотя ему и придется ходить за товаром в два раза дальше. В таком случае, скорость работы обоих будет одинакова. А теперь представим, что склад с приставками находится на том же расстоянии, что и у первого с видеокартами. Теперь продавец консолей начнет работать в два раза быстрее первого и заберет себе большую часть прибыли. И, чем ближе склад и больше клиентов в отделе, тем быстрее он зарабатывает деньги.

Так, мы понимаем, как взаимодействует частота с таймингами в скорости работы памяти.

Соответственно, чем меньше метров проходит контроллер до банок с электрическим зарядом, тем быстрее пользователь получает информацию. Если частота памяти позволяет доставить больше информации при том же расстоянии, то скорость памяти возрастает. Если частота памяти тянет за собой увеличение расстояния до банок (высокие тайминги), то общая скорость работы памяти упадет.

Сравнить скорость разных модулей ОЗУ в наносекундах можно с помощью формулы: тайминг*2000/частоту памяти. Так, ОЗУ с частотой 3600 и таймингами CL14 будет работать со скоростью 14*2000/3600 = 7,8 нс. А 4000 на CL16 покажет ровно 8 нс. Выходит, что оба варианта примерно одинаковы по скорости, но второй предпочтительнее из-за большей пропускной способности. В то же время, если взять память с частотой 4000 при CL14, то это будет уже 7 нс. При этом пропускная способность станет еще выше, а время доставки информации снизится на 1 нс.

Строение чипа памяти и тайминги

В теории, оперативная память имеет скорость в наносекундах и мегабайтах в секунду. Однако, на практике существует не один десяток таймингов, и каждый задает время на определенную работу в микросхеме.

Они делятся на первичные, вторичные и третичные. В основном, для маркетинговых целей используется группа первичных таймингов. Их можно встретить в характеристиках модулей. Например:

Вот, как выглядят тайминги на самом деле:

Их намного больше и каждый за что-то отвечает. Здесь бармен с томатным соком не поможет, но попробуем разобраться в таймингах максимально просто.

Схематика чипов

Микросхемы памяти можно представить в виде поля для игры в морской бой или так:

В самом упрощенном виде иерархия чипа это: Rank — Bank — Row — Column. В ранках (рангах) хранятся банки. Банки состоят из строк (row) и столбцов (column). Чтобы найти информацию, контроллеру необходимо иметь координаты точки на пересечении строк и столбцов. По запросу, он активирует нужные строки и находит информацию. Скорость такой работы зависит от таймингов.

Первичные

CAS Latency (tCL) — главный тайминг в работе памяти. Указывает время между командой на чтение/запись информации и началом ее выполнения.

RAS to CAS Delay (tRCD) — время активации строки.

Row Precharge Time (tRP) — прежде чем перейти к следующей строке в этом же банке, предыдущую необходимо зарядить и закрыть. Тайминг обозначает время, за которое контроллер должен это сделать.

Row Active Time (tRAS) — минимальное время, которое дается контроллеру для работы со строкой (время, в течение которого она может быть открыта для чтения или записи), после чего она закроется.

Command Rate (CR) — время до активации новой строки.

Вторичные

Второстепенные тайминги не так сильно влияют на производительность, за исключением пары штук. Однако, их неправильная настройка может влиять на стабильность памяти.

Write Recovery (tWR) — время, необходимое для окончания записи данных и подачи команды на перезарядку строки.

Refresh Cycle (tRFC) — период времени, когда банки памяти активно перезаряжаются после работы. Чем ниже тайминг, тем быстрее память перезарядится.

Row Activation to Row Activation delay (tRRD) — время между активацией разных строк банков в пределах одного чипа памяти.

Write to Read delay (tWTR) — минимальное время для перехода от чтения к записи.

Read to Precharge (tRTP) — минимальное время между чтением данных и перезарядкой.

Four bank Activation Window (tFAW) — минимальное время между первой и пятой командой на активацию строки, выполненных подряд.

Write Latency (tCWL) — время между командой на запись и самой записью.

Refresh Interval (tREFI) — чтобы банки памяти работали без ошибок, их необходимо перезаряжать после каждого обращения. Но, можно заставить их работать дольше без отдыха, а перезарядку отложить на потом. Этот тайминг определяет количество времени, которое банки памяти могут работать без перезарядки. За ним следует tRFC — время, которое необходимо памяти, чтобы зарядиться.

Третичные

Эти тайминги отвечают за пропускную способность памяти в МБ/с, как это делает частота в герцах.

Эти отвечают за скорость чтения:

Эти отвечают за скорость копирования в памяти (tWTR):

Скорость чтения после записи (tRTP):

А эти влияют на скорость записи:

Скорость памяти во времени

Итак, мы разобрались, что задача хорошей подсистемы памяти не только в хранении и копировании данных, но и в быстрой доставке этих данных процессору (пользователю). Будь у компьютера хоть тысяча гигабайт оперативной памяти, но с очень высокими таймингами и низкой частотой работы, по скорости получится уровень неплохого SSD-накопителя. Но это в теории. На самом деле, любая доступная память на рынке как минимум соответствует требованиям JEDEC. А это организация, которая знает, как должна работать память, и делает это стандартом для всех. Аналогично ГОСТу для колбасы или сгущенки.

Стандарты JEDEC демократичны и современные игровые системы редко работают на таких низких настройках. Производители оставляют запас прочности для чипов памяти, чтобы компании, которые выпускают готовые планки оперативной памяти могли немного «раздушить» железо с помощью разгона. Так, появились заводские профили разгона XMP для Intel и DOHCP для AMD. Это «официальный» разгон, который даже покрывается гарантией производителя.

Профили разгона включают в себя информацию о максимальной частоте и минимальных для нее таймингах. Так, в характеристиках часто пишут именно возможности работы памяти в XMP режимах. Например, частоте 3600 МГц и CL16. Чаще всего указывают самый первый тайминг как главный.

Чем выше частота и ниже тайминги, тем круче память и выше производительность всей системы.

Так работает оперативная память с момента ее создания и до нашего времени.

Источник