Таймінг оперативної пам'яті. Оперативна пам'ять комп'ютера
Основні характеристики оперативної пам'яті (її обсяг, частота, приналежність до одного з поколінь) можуть бути доповнені ще одним найважливішим параметром - таймингами. Що вони являють собою? Чи можна їх змінювати в налаштуваннях BIOS? Як це робити найбільш коректним, з точки зору стабільної роботи комп'ютера, чином?
Що таке таймінги ОЗУ?
Таймінг оперативної пам'яті - це часовий інтервал, за який команда, що відправляється контролером ОЗУ, виконується. Вимірюється ця одиниця в кількості тактів, які пропускаються обчислювальної шиною, поки йде обробка сигналу. Сутність роботи таймингов простіше зрозуміти, якщо розібратися в пристрої мікросхем ОЗУ.
Оперативна пам'ять комп'ютера складається з великої кількості взаємодіючих осередків. Кожна має свій умовний адресу, за якою до неї звертається контролер ОЗУ. Координати осередків, як правило, прописуються допомогою двох параметрів. Умовно їх можна представити як номери рядків і стовпців (як в таблиці). У свою чергу, групи адрес об'єднуються, щоб контролеру було "зручніше" знаходити конкретну осередок в більш велику область даних (іноді її називають "банком").
Таким чином, запит до ресурсів пам'яті здійснюється в дві стадії. Спочатку контролер відправляє запит до "банку". Потім він запитує номер "рядка" осередки (посилаючи сигнал типу RAS) і чекає відповіді. Тривалість очікування - це і є таймінг оперативної пам'яті. Його загальноприйняте найменування - RAS to CAS Delay. Але це ще не все.
Контролеру, щоб звернутися до конкретної осередку, потрібен також і номер приписаного до неї "стовпчика": надсилається інший сигнал, типу CAS. Час, поки контролер чекає відповіді, - це теж таймінг оперативної пам'яті. Він називається CAS Latency. І це ще не все. Деякі IT-фахівці воліють інтерпретувати таке явище, як CAS Latency, трохи інакше. Вони вважають, що цей параметр вказує, скільки має пройти одиничних тактів в процесі обробки сигналів не від контролера, а від процесора. Але, як відзначають експерти, мова в обох випадках, в принципі, йде про одне й те ж.
Контролер, як правило, працює з однією і тією ж "рядком", на якій розташована комірка, не один раз. Однак, перш ніж звернутися до неї повторно, він повинен закрити попередню сесію запиту. І тільки після цього відновлювати роботу. Часовий інтервал між завершенням і новим викликом рядки - це теж таймінг. Називається він RAS Precharge. Вже третій за рахунком. На цьому все? Ні.
Попрацювавши з рядком, контролер повинен, як ми пам'ятаємо, закрити попередню сесію запиту. Часовий інтервал між активацією доступу до рядку і його закриттям - це теж таймінг оперативної пам'яті. Його найменування - Active to Precharge Delay. В принципі, тепер все.
Ми нарахували, таким чином, 4 таймінгу. Відповідно, записуються вони завжди у вигляді чотирьох цифр, наприклад, 2-3-3-6. Крім них, до слова, є ще один поширений параметр, яким характеризується оперативна пам'ять комп'ютера. Мова йде про значення Command Rate. Воно показує, який мінімальний час витрачає контролер на те, щоб переключитися від однієї команди до іншої. Тобто, якщо для CAS Latency значення - 2, то тимчасова затримка між запитом від процесора (контролера) і відповіддю модуля пам'яті складе 4 такту.
Таймінги: порядок розташування
Який порядок розташування в цьому числовому ряду кожного з таймингов? Він практично завжди (і це свого роду галузевої "стандарт") такий: перша цифра - це CAS Latency, друга - RAS to CAS Delay, третя - RAS Precharge і четверта - Active to Precharge Delay. Як ми вже сказали вище, іноді використовується параметр Command Rate, його значення п'ятий в ряду. Але якщо для чотирьох попередніх показників розкид цифр може бути достатньо великим, то для CR можливо, як правило, тільки два значення - T1 або T2. Перший означає, що час з моменту, коли пам'ять активується, до настання її готовності відповідати на запити повинен пройти 1 такт. Згідно з другим - 2.
Про що говорять тайминги?
Як відомо, обсяг ОЗУ - один із ключових показників продуктивності цього модуля. Чим він більший - тим краще. Інший важливий параметр - це частота оперативної пам'яті. Тут теж все однозначно. Чим вона вища, тим ОЗУ буде працювати швидше. А що з таймингами?
Відносно них закономірність інша. Чим менше значення кожного з чотирьох таймингов - тим краще, тим продуктивніше пам'ять. І тим швидше, відповідно, працює комп'ютер. Якщо у двох модулів з однаковою частотою різні таймінги оперативної пам'яті, то і їх продуктивність буде відрізнятися. Як ми вже визначили вище, потрібні нам величини виражаються в тактах. Чим їх менше, тим, відповідно, швидше процесор отримує відповідь від модуля ОЗУ. І тим швидше він може "скористатися" такими ресурсами, як частота оперативної пам'яті і її обсяг.
"Заводські" тайминги або свої?
Більшість користувачів ПК воліє використовувати ті тайминги, які встановлені ще на конвеєрі (або в опціях материнської плати виставлена автонастройка). Однак на багатьох сучасних комп'ютерах є можливості для того, щоб виставити потрібні параметри вручну. Тобто, якщо потрібні більш низькі значення - їх, як правило, можна проставити. Але як змінити таймінги оперативної пам'яті? Причому зробити це так, щоб система працювала стабільно? А ще, можливо, є випадки, при яких краще вибрати збільшені значення? Як виставити таймінги оперативної пам'яті оптимальним чином? Зараз ми спробуємо дати відповіді на ці питання.
Налаштовуємо тайминги
Заводські значення таймінгів прописуються у спеціально відведеній області мікросхеми ОЗУ. Називається вона SPD. Використовуючи дані з неї, система BIOS адаптує оперативну пам'ять до конфігурації материнської плати. У багатьох сучасних версіях BIOS налаштування таймінгів, виставлені за замовчуванням, можна коригувати. Практично завжди це здійснюється програмним методом - через інтерфейс системи. Зміна значень як мінімум одного таймінгу доступно в більшості моделей материнських плат. Тобто, в свою чергу, виробники, які допускають тонке налаштування модулів ОЗУ при залученні набагато більшої кількості параметрів, ніж чотири зазначених вище типу.
Щоб увійти в область потрібних налаштувань в BIOS, потрібно, зайшовши в цю систему (клавіша DEL відразу після включення комп'ютера), вибрати пункт меню Advanced Chipset Settings. Далі в числі налаштувань знаходимо рядок DRAM Timing Selectable (може звучати дещо по-іншому, але схоже). У ньому зазначаємо, що значення таймінгів (SPD) будуть виставлятися вручну (Manual).
Як дізнатися таймінг оперативної пам'яті, встановлений в BIOS за замовчуванням? Для цього ми знаходимо в сусідніх налаштуваннях параметри, співзвучні CAS Latency, RAS to CAS, RAS Precharge і Active To Precharge Delay. Конкретні значення таймінгів, як правило, залежать від типу модулів пам'яті, встановлених на ПК.
Вибираючи відповідні опції, можна задавати значення таймінгів. Експерти рекомендують знижувати цифри дуже поступово. Слід, вибравши бажані показники, перезавантажуватися і тестувати систему на предмет стійкості. Якщо комп'ютер працює зі збоями, потрібно повернутися в BIOS і виставити значення на кілька рівнів вище.
Оптимізація таймингов
Отже, таймінги оперативної пам'яті - які краще значення для них виставляти? Майже завжди оптимальні цифри визначаються в ході практичних експериментів. Робота ПК пов'язана не тільки з якістю функціонування модулів ОЗУ, і далеко не тільки швидкістю обміну даними між ними і процесором. Важливі багато інших характеристик ПК (аж до таких нюансів, як система охолодження комп'ютера). Тому практична результативність зміни таймінгів залежить від конкретної програмно-апаратної середовища, в якому користувач робить налаштування модулів ОЗУ.
Загальну закономірність ми вже назвали: чим нижче значення таймінгів, тим вище швидкість роботи ПК. Але це, звичайно, ідеальний сценарій. У свою чергу, тайминги зі зниженими значеннями можуть стати в нагоді при "розгоні" модулів материнської плати - штучному завищенні її частоти.
Справа в тому, що якщо надати мікросхем ОЗУ прискорення в ручному режимі, задіявши занадто великі коефіцієнти, то комп'ютер може почати працювати нестабільно. Цілком можливий сценарій, при якому налаштування таймінгів будуть виставлені настільки некоректно, що ПК і зовсім не зможе завантажитися. Тоді, швидше за все, доведеться "обнуляти" настройки BIOS апаратним методом (з високою ймовірністю звернення до сервісного центру).
У свою чергу, більш високі значення для таймингов можуть, кілька уповільнивши роботу ПК (але не настільки, щоб швидкість функціонування була доведена до режиму, що передував "розгону"), надати системі стабільності.
Деякими IT-експертами підраховано, що модулі ОЗУ, що володіють CL в значенні 3, забезпечують приблизно на 40% меншу затримку в обміні відповідними сигналами, ніж ті, де CL дорівнює 5. Зрозуміло, за умови, що тактова частота і на те, і на другом однакова.
Додаткові тайминги
Як ми вже сказали, в деяких сучасних моделях материнських плат є можливості для дуже тонкої настройки роботи ОЗУ. Мова, звичайно, не йде про те, як збільшити оперативну пам'ять - цей параметр, безумовно, заводський, і зміні не підлягає. Однак у пропонованих деякими виробниками налаштуваннях ОЗУ є дуже цікаві можливості, задіюючи які, можна істотно прискорити роботу ПК. Ми ж розглянемо ті, що відносяться до таймингам, які можна конфігурувати на додаток до чотирьох основних. Важливий нюанс: залежно від моделі материнської плати і версії BIOS, назви кожного з параметрів можуть відрізнятися від тих, які ми зараз наведемо в прикладах.
1. RAS to RAS Delay
Цей таймінг відповідає за затримку між моментами, коли активізуються рядки з різних областей консолідації адрес комірок ("банків" тобто).
2. Row Cycle Time
Цей таймінг відображає часовий інтервал, протягом якого триває один цикл в рамках окремого рядка. Тобто від моменту її активізації до початку роботи з новим сигналом (з проміжною фазою у вигляді закриття).
3. Write Recovery Time
Даний таймінг відображає часовий інтервал між двома подіями - завершенням циклу запису даних в пам'ять і початком подачі електросігнала.
4. Write To Read Delay
Даний таймінг показує, скільки має пройти часу між завершенням циклу запису і моментом, коли починається читання даних.
У багатьох версіях BIOS також доступний параметр Bank Interleave. Вибравши його, можна налаштувати роботу процесора так, щоб він звертався до тим самим "банкам" ОЗУ одночасно, а не по черзі. За замовчуванням цей режим функціонує автоматично. Однак можна спробувати виставити параметр типу 2 Way або 4 Way. Це дозволить задіяти 2 або 4, відповідно, "банку" одночасно. Відключення режиму Bank Interleave використовується досить рідко (це, як правило, пов'язане з діагностикою ПК).
Налаштування таймінгів: нюанси
Назвемо деякі особливості, що стосуються роботи таймінгів і їх налаштування. На думку деяких IT-фахівців, в ряду з чотирьох цифр найбільше значення має перша, тобто таймінг CAS Latency. Тому, якщо у користувача трохи досвіду в "розгоні" модулів ОЗУ, експерименти, можливо, слід обмежити виставленням значень тільки для першого таймінгу. Хоча ця точка зору не є загальноприйнятою. Багато IT-експерти схильні вважати, що три інших таймінгу не менш значущі з точки зору швидкості взаємодії між ОЗУ і процесором.
У деяких моделях материнських плат в BIOS можна налаштувати продуктивність мікросхем оперативної пам'яті в декількох базових режимах. По суті, це виставляння значень таймінгів по шаблонах, допустимим з точки зору стабільної роботи ПК. Ці опції звичайно сусідять з параметром Auto by SPD, а режими, про які йде мова, - Turbo і Ultra. Перший має на увазі помірне прискорення, другий - максимальне. Ця можливість може бути альтернативою виставлення таймингов вручну. Схожі режими, до слова, є в багатьох інтерфейсах вдосконаленої системи BIOS - UEFI. У багатьох випадках, як відзначають експерти, при включенні опцій Turbo і Ultra досягається в достатній мірі висока продуктивність ПК, а його робота при цьому стабільна.
Такти і наносекунди
Чи реально висловити тактові цикли в секундах? Так. І для цього існує дуже проста формула. Такти в секундному вираженні вважаються діленням одиниці на фактичну тактову частоту ОЗУ, що вказується виробником (правда, цей показник, як правило, потрібно ділити на 2).
Тобто, наприклад, якщо ми хочемо дізнатися такти, що формують таймінги оперативної пам'яті DDR3 або 2, то ми дивимося на її маркування. Якщо там вказана цифра 800, то фактична частота ОЗУ буде дорівнює 400 МГЦ. Це означає, що тривалість такту складе значення, одержуване внаслідок розподілу одиниці на 400. Тобто 2,5 наносекунди.
Таймінги для модулів DDR3
Одні з найсучасніших модулів ОЗУ - мікросхеми типу DDR3. Деякі фахівці вважають, що стосовно них такі показники, як тайминги, мають набагато менше значення, ніж для чіпів попередніх поколінь - DDR 2 і більш ранніх. Справа в тому, що ці модулі, як правило, взаємодіють з досить потужними процесорами (такими як, наприклад, Intel Core i7), ресурси яких дозволяють не настільки часто звертатися до ОЗУ. У багатьох сучасних чіпах від Intel, так само, як і в аналогічних рішеннях від AMD, є достатня величина власного аналога ОЗУ у вигляді L2- і L3-кешу. Можна сказати, що у таких процесорів є свій об'єм оперативної пам'яті, здатний виконувати значний обсяг типових для ОЗУ функцій.
Таким чином, робота з таймингами при використанні модулів DDR3, як ми з'ясували, - не найголовніший аспект "розгону" (якщо ми вирішимо прискорити продуктивність ПК). Набагато більше значення для таких мікросхем мають як раз-таки параметри частоти. Разом з тим, модулі ОЗУ виду DDR2 і навіть більш ранніх технологічних лінійок сьогодні все ще ставляться на комп'ютери (хоча, звичайно, повсюдне використання DDR3, за оцінкою багатьох експертів, - більш ніж стійкий тренд). І тому робота з таймингами може стати в нагоді дуже великій кількості користувачів.
