в чем измеряется скорость озу

Оперативная память: характеристики

Оперативная память компьютера или ОЗУ — это энергозависимая память ПК, обладающая высокой скоростью чтения/записи по сравнению с ПЗУ (HDD, SSD). Основное назначение оперативной памяти — временное хранение данных, к которым можно получить быстрый доступ: код программы, кэш, промежуточные вычисления, текущие параметры операционной системы, настройки драйверов и т.д. Именно в оперативную память загружается код программы перед непосредственным её исполнением центральным процессором (CPU).

Основные характеристики оперативной памяти

При выборе оперативной памяти, нужно обязательно учитывать следующие характеристики:

Тип памяти

Скорость чтения/записи важный показатель оперативной памяти, именно поэтому идёт постоянная борьба за производительность ОЗУ. Технологии не стоят на месте, периодически появляются новые стандарты оперативной памяти, как правило, превосходящие своих предшественников по скорости в 2 раза. Наибольшее распространение получила синхронная динамическая память с произвольным доступом (SDRAM), эволюционная линейка которой выглядит следующим образом: DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5.

Форм-фактор модуля памяти

Планки оперативной памяти имеют различный форм-фактор исполнения в зависимости от того, где будет эксплуатировать ОЗУ в ноутбуке или компьютере. Форм-фактор оперативной памяти для стационарных компьютеров именуется DIMM, а для ноутбуков — SO-DIMM.

Ключ модуля оперативной памяти

Печатная плата (модуль/планка), на которой размещены чипы памяти, имеет специальный ключ (прорезь), в зависимости от типа SDRAM-памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5. Связано это с тем, что типы памяти не совместимы между собой.

Объём модуля памяти

Объём оперативной памяти, на ряду с характеристиками прочих комплектующих ПК, непосредственно влияет на производительность системы в целом. При достаточном объёме ОЗУ, операционная система реже задействует файл подкачки, что исключает лишние операции чтения/записи, которые проходят на более низких скоростях.

Объём одного модуля оперативной памяти, зависит от типа памяти.

Тактовая частота оперативной памяти

Параметр зависит от типа оперативной памяти: DDR, DDR 2, DDR 3, DDR 4, DDR 5. Чем выше тактовая частота, тем лучше. Обязательно стоит учитывать характеристики процессора, который должен поддерживать соответствующую тактовую частоту ОЗУ.

Обязательно стоит учитывать режим работы — одно- или двухканальный. Если процессор способен работать с максимальной частотой определённого типа памяти в одноканальном режиме, он может не поддерживать данную частоту в двухканальном режиме. При этом, система запустится и будет работать, но на более низкой частоте.

Стоит отметить тот факт, что оперативная память, независимо от типа, в процессе своей работы поддерживает весь диапазон тактовых частот, расположенных ниже своей максимальной частоты. К примеру, максимальная тактовая частота модуля памяти DDR 4 2400 МГц — ОЗУ может работать на следующих частотах: 2400, 2133, 1866, 1600.

Частота, на которой запустится оперативная память (без учёта разгона) зависит от характеристик процессора, чипсета материнской платы и установленной видеокарты. Если, какой-то из компонентов системы будет «тормозить», то память не запустится на пределе своих возможностей.

Тайминг оперативной памяти

Тайминг или латентность — время задержки доступа к ячейкам памяти между операциями чтения/записи. Важный параметр оперативной памяти.

CAS Latency (CL) — Один из самых значимых показателей: именно он говорит, сколько времени в целом уходит на поиск необходимых данных после того, как ЦП попросит доступ на считывание. Чем меньше показатель CAS Latency, тем лучше.

RAS to CAS Delay (tRCD) — показатель демонстрирует время полного доступа к данным, то есть задержку, вызванную поиском нужного столбца и строки в двухмерной таблице. Чем меньше значение, тем выше быстродействие ОЗУ.

Row Precharge Delay (tRP) — ОЗУ — динамическая память, ее ячейки время от времени разряжаются и нуждаются в периодической перезарядке. По этой причине данные, которые содержатся в ней, обновляются. Это называется регенерацией ОЗУ. Таким образом, данный показатель в тактах отображает временной отрезок, проходящий между сигналом на зарядку — регенерацию ОЗУ — и разрешением на доступ к следующей строчке информации. Чем меньше этот параметр, тем быстрее работает память.

Activate to Precharge Delay (tRAS) — минимальное время активности строки, то есть минимальное время между активацией строки (ее открытием) и подачей команды на предзаряд (начало закрытия строки). Строка не может быть закрыта раньше этого времени. Высокий показатель данного параметра заметно сокращает производительность памяти, из-за того, что закрытие ячейки требует дополнительного времени, поэтому чем ниже значение tRAS, тем лучше.

Источник

Скорость и производительность оперативной памяти

Скорость и производительность памяти, как показатель, немного сложна в понимании. Это потому, что существуют разные способы обозначения скорости памяти и процессоров.

Скорость и производительность памяти

Скорость памяти первоначально обозначалась в наносекундах (ns). Но скорость новых форм памяти обычно определяется в мегагерцах (МГц) и мегабайтах в секунду (Мбит/с). Первоначально, скорость процессора обозначалась в мегагерцах (МГц). Но большинство скоростей текущих процессоров определяются в гигагерцах (ГГц). Хотя эти разные единицы скорости могут запутать, их относительно просто перевести из одного в другой.

Так как различные условия оценки скорости чипа сбивают с толку, было бы интересно посмотреть, как именно они соотносятся. В таблице ниже показана зависимость между часто используемыми тактовыми частотами (МГц) и временем представляемого наносекундного (ns) цикла.

Зависимость между мегагерцами (МГц) и временем цикла в наносекундах (ns)

Как видно из таблицы, по мере увеличения тактовой частоты время цикла пропорционально уменьшается, и наоборот.

В течение эволюции ПК, основная память (то, что мы называем оперативной памятью) с трудом выдерживала скорости процессора, требуя для перехвата запросов процессора из более медленной основной памяти, нескольких уровней высокоскоростной кэш-памяти. Однако, в последнее время, использующие DDR2, DDR3 и DDR4 SDRAM системы, имеют скорость передачи данных (пропускную способность) шины памяти, которая может быть равна пропускной способности внешней процессорной шины. Когда скорость шины памяти равна скорости процессорной шины (или даже несколько больше), производительность основной памяти наиболее близка к оптимальной для этой системы.

Память и производительность

К 2000 году доминирующая процессорная шина и скорость памяти увеличились до 100 МГц и даже 133 МГц, соответственно, PC100 и PC133 SDRAM. С начала 2001 года, стала популярной память SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR) с частотой 200 МГц и 266 МГц.

В 2013 была выпущена DDR4, с частотой 1600 МГц и ожидаемой в будущем скоростью до 3200 МГц. Системы на базе DDR4, начали выходить на рынок в конце лета 2014. В таблице ниже перечислены основные типы и уровни производительности памяти ПК.

Типы памяти и уровни производительности

МГц = миллион циклов в секунду
MTps = миллионов переводов в секунду
Мбит/с = миллион байт в секунду
DIMM = двойной встроенный модуль памяти
SODIMM = Малый DIMM
SIMM = один встроенный модуль памяти

Если возможно, выбирайте модули с более низким значением CL, потому что чипсет материнской платы считывает эту спецификацию из SPD (последовательного обнаружения присутствия) ПЗУ на модуле и посредством улучшенных таймингов контроллера памяти, использует более низкую задержку.

На рисунке показаны тайминг памяти и информация SPD, о которой сообщает CPU-Z ( www.cpuid.com ) для системы с DDR3-1600 SDRAM.

Скриншоты CPU-Z, отображающие информацию о памяти / SPD для системы с DDR3-1600 SDRAM.

Источник

Какое значение скорость памяти имеет для производительности компьютера

Когда дело доходит до вопроса мощных компьютеров, большинство пользователей понимает, что более быстрый процессор со скоростью, выраженной в мегагерцах или гигагерцах, более желателен. Аналогично, довольно очевидно, что иметь больше гигабайт памяти (RAM) – это хорошо. Но, у вашего оперативного запоминающего устройства есть ещё одна важная характеристика: скорость.

Какие значения имеет скорость RAM

Скорость вашего модуля RAM является выражением скорости передачи данных. Чем быстрее число, тем быстрее ваш компьютер может сохранять и извлекать данные, хранящиеся в оперативной памяти.

Формула для точной оценки скорости памяти немного меняется в зависимости от версии памяти DDR, используемой компьютером. Это уже не просто выражение тактовой частоты, как у процессора, а комбинация аппаратных факторов.

Хотя рейтинг скорости оперативной памяти обычно выражается в терминах «DDR», у нас также есть старый стандарт PC2/PC3/PC4, который всё ещё действует. Эти номера обычно соответствуют рейтингу скорости, соответствующему стандарту поколений: «DDR3 1600 RAM» также обозначается как «PC3 12800», «DDR4 2400 RAM» также «PC4 19200» и так далее.

Это техничность основана на старом битовом и байтовом выражении данных – один байт равен восьми бит. Итак, если первое число – DDR 1600, выраженное в миллионах байт в секунду, второе число – PC3 12800, выраженное в миллионах бит в секунду. 12800, разделенное на восемь, равно 1600, так что эти две маркировки выражают одно и то же.

Как правило, маркировка оперативной памяти будут менее запутанной, если Вы будете ориентироваться на «DDR2/3/4».

Временные интервалы оперативной памяти

В дополнение к стандартным рейтингам скорости, каждый модуль RAM также имеет рейтинг, который называется таймингом. Его записывают в виде серии из четырех чисел, например 5-5-5-15 или 8-8-8-24. Эти цифры выражают конкретное время, за которое модуль получает доступ к отдельным битам данных по столбцам и строкам массива памяти.

Задержка связана с тем, насколько быстро модуль RAM может получить доступ к собственным ячейкам памяти, чем меньше число, тем лучше. Более низкий тайминг означает более быстрый доступ к данным, тем самым ускоряет передачу данных в центральному процессору и ускоряет работу вашего компьютера. Более качественные, более дорогие ОЗУ имеет более низкую задержку, и этот рейтинг и тактовая частота RAM могут быть разогнаны энтузиастами.

При этом различия в задержках настолько незначительны, что, если вы не используете серверные операции на промышленном уровне или несколько виртуальных машин, вряд ли вы увидите реальную разницу между ОЗУ с более высокой или меньшей задержкой.

Что все эти рейтинги дают для моего ПК

Честно говоря, они имеют очень небольшое значение. Конечно, низкий тайминг увеличит технические характеристики вашего компьютера, но это произойдёт на таком уровне, что большинство пользователей не заметят никакой разницы.

Более быстрая оперативная память даст вашему ПК более высокую производительность в определенных конкретных тестах, но с точки зрения фактической выгоды для большинства пользователей, наличие большего количества оперативной памяти почти всегда лучше, чем ускорение оперативной памяти. Поэтому, если Вы задумались о покупке 8 ГБ оперативной памяти DDR4 со скоростью 3200 или 16 ГБ оперативной памяти DDR4 с рейтингом 2400, – берите второй вариант.

Это также означает, что разгон оперативной памяти в системном BIOS редко стоит усилий.

Это особенно верно для игр. Если ваш компьютер имеет дискретную графическую карту, тогда игры будут полагаться, в первую очередь, на собственную память видеокарты (обозначаемую как «GDDR», специально разработанную для визуальных приложений).

Примечание. Поскольку память вашей графической карты смонтирована непосредственно на печатной плате графической карты, её конечный объем не может быть обновлен. Опять же, выбор карты с большим объемом памяти, как правило, лучше чем один с более быстрой памятью.

Более быстрая оперативная память может помочь повысить визуальную производительность на компьютерах, использующих встроенный графический процессор, например, недискретные конструкции Intel или серии ускоренных процессоров AMD. Это связано с тем, что эта настройка зависит от системной памяти. Это также может дать более очевидную разницу для машин, которые постоянно доступны из нескольких точек, таких как веб-серверы с высоким трафиком или хост виртуальной машины. Но для большинства пользователей это просто неважно.

Совместимость DDR2, DDR3, DDR4 и Speed

Каждая последующая версия DDR увеличивала пропускную способность и скорость памяти RAM, что приводит к повышению производительности. Но, важно помнить, что эти стандарты не являются обратно совместимыми. Если ваш ноутбук или материнская плата рассчитаны на модули памяти DDR3, то у Вас не получиться установить DDR2 или DDR4. Физические слоты для разных стандартов даже не совпадают, поэтому в любом случае установить запрещенный DDR-стандарт невозможно.

Однако, это не относится к рейтингам скорости. Слоты оперативной памяти материнской платы могут работать на скоростях ниже их максимального значения без проблем. Поэтому, если ваша материнская плата принимает DDR4 RAM на частоте до 3600 МГц, но вы нашли приятную цену на модули с 2400 МГц, не стесняйтесь их устанавливать.

Также обратите внимание, что ваша материнская плата может не поддерживать заявленную скорость RAM. Если вы покупаете ОЗУ DDR4-3600, а ваша материнская плата поддерживает модули до DDR4-3400, она сможет синхронизироваться с её самой низкой настройкой по умолчанию, скажем, DDR4-3000. Вы можете зайти в BIOS своего компьютера и установить правильную скорость, либо включить профиль экстремальной памяти Intel (XMP), либо настроить скорость самостоятельно.

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