Что такое тайминги оперативной памяти и какие лучше?

Разбираемся с основными значениями таймингов

Латентность (от англ. CAS Latency сокращенно CL) в обиходе “тайминг” — это временные задержки, которые возникают при обращении центрального процессора к ОЗУ. Измеряют эти задержки в тактах шины памяти.

Чем меньше значения таймингов, тем быстрее происходит обмен данными между процессором и памятью и значит тем производительней оперативная память.

Каждая временная задержка имеет свое название и отвечает за скорость передачи определенных данных. В технических характеристиках оперативной памяти их записывают в строгой последовательности в виде трех или четырех чисел: CAS Latency, RAS to CAS Delay, RAS Precharge Time и DRAM Cycle Time Tras/Trc (Active to Precharge Delay). Сокращенно это может выглядеть так: CL-RCD-RP-RAS.

Большинство производителей указывают тайминги в маркировке на модулях памяти. Это могут быть 4 цифры, например: 9-9-9-24

, или только одна, например CL11

. В этом случае имеется ввиду первый параметр, то есть CAS Latency.

Теперь разберемся с этими задержками более подробно.

Для наглядного примера возьмем пару планок памяти DDR3 1600 Мгц по 8 Gb каждая с таймингами 11-11-11-28.

На планке памяти данная информация хранится в чипе SPD и доступна чипсету материнки. Посмотреть эту информацию можно с помощью специальных утилит, например CPU-Z или HWINFO.

Тайминги памяти в программах CPU-Z и HWINFO

CAS Latency (tCL) — самый главный тайминг в работе памяти, который оказывает наибольшее значение на скорость ее работы. В характеристиках памяти всегда стоит первым. Указывает на промежуток времени, который проходит между подачей команды на чтение/запись информации и началом ее выполнения.

Это время можно измерить в наносекундах. Для этого лучше всего воспользоваться калькулятором. Вводим частоту в Мгц (у нас это 1600) и время задержки (11). На выходе получаем, что время задержки между подачей команды на чтение/запись данных и началом ее выполнения составляет 13.75 наносекунд.

По большому счету остальные задержки малозначительны и при выборе планок памяти достаточно обращать внимание только на этот параметр.

RAS to CAS Delay (tRCD) — задержка от RAS до CAS. Время, которое должно пройти с момента обращения к строке матрицы (RAS), до момента обращения к столбцу матрицы (CAS), в которых хранятся нужные данные.

RAS Precharge Time (tRP) — интервал времени с момента закрытия доступа к одной строке матрицы и началом доступа к другой строке данных.

Row Active Time (tRAS) — пауза, которая нужна памяти, чтобы вернуться в состояние ожидания следующего запроса. Он определяет отношение интервала, в течение которого строка открыта для переноса данных (tRAS — RAS Active time), к периоду, в течение которого завершается полный цикл открытия и обновления ряда (tRC — Row Cycle time), также называемого циклом банка (Bank Cycle Time).

Command Rate — скорость поступления команды. Время с момента активации чипа памяти до момента, когда можно будет обратиться к памяти с первой командой. Часто этот параметр в маркировке памяти не указывается, но всегда есть в программах. Обычно это T1 или T2. 1 или 2 тактовых цикла.

Что влияет на скоростные параметры ОЗУ

От скоростных показателей оперативной памяти зависит как быстро будет осуществляться обмен данными между процессором и жестким или твердотельным 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.

Характеристики памяти

Возьмем конкретный пример: планка оперативной памяти DDR3 1600 RAM имеет в обозначениях еще и такие характеристики, как PC3 12800, а у модуля DDR4 2400 RAM указано PC4 19200. Что это означает? Первая цифра указывает на частоту работы памяти в МГц, то вторая связана с битами:

1 байт = 8 бит

Из этого можно вычислить, что DDR3 с частотой 1600 МГц сможет обработать 12800 МБ/сек. Аналогично этому DDR4 2400 сможет пропустить через себя данные со скоростью 19200 МБ/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, 7-7-7-24, 8-8-8-24 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. Самая важная из четырех цифр — первая, и на этикетке может быть написан только она.

Поэтому в этих характеристиках действует обратный принцип: чем меньше числа, тем выше скорость. А меньшая задержка обеспечит возможность быстрее считать или записать данные в ячейку памяти, а затем достигнуть 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 ничем иным, как отрезком времени между получением команды «Active» и выполнением поступающей после нее команды на чтение или запись. Здесь все так же — чем меньше, тем лучше.

Третья цифра, RAS Precharge — время, которое проходит между завершением обработки одной строки и переходом к другой.

Последняя цифра демонстрирует параметр памяти Row Active. Он определяет задержку, в течение которой активна одна строка в ячейке.

Какие тайминги лучше выбирать

Допустим, вы покупаете для своего ноутбука комплект оперативной памяти из двух планок DDR. В этом случае тайминги будут одинаковые у обоих модулей, что определяет их стабильную работу. Что касается величины, то определяющей является первая цифра, обозначаемая, как CL-9. А значения 9-9-9-24 можно охарактеризовать, как средние по быстродействию.

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 другой 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 плате была возможность вручную установить тайминги для ОЗУ.

Как 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. Скачать ее можно с сайта программы.

Как изменить

Изменить тайминги можно, как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения при помощи разгона. Для этого необходима тонкая настройка частоты работы модуля и его напряжения. Путем уменьшения или увеличения частоты работы памяти, так же уменьшаются или увеличиваются тайминги. Эти параметры подбираются индивидуально для каждого модуля памяти или наборов памяти.

Вот один из комментариев к памяти, о которой я рассказывал выше ⇓

Память очень достойная! С базовой частоты 1600 mhz удалось разогнать до 2200 mhz с таймингами 11-12-12-28 на напряжении 1.65v.

Разгон по частоте составил 27%, что очень хороший результат. При этом тайминги и напряжение были повышены минимально. Такой разгон довольно заметно сказался на всей скорости работы компьютера.

Весь смысл этого действа, подобрать такие оптимальные характеристики частоты, таймингов и напряжения, чтобы модуль/модули памяти выдавали максимальную скорость работы и при этом стабильно работали в таком режиме. Это требует времени и знаний.

Так же материнка должна поддерживать разгон оперативки. Сейчас есть планки памяти со встроенным XMP профилем. В нем уже прописаны заводские параметры разгона, с которыми память может работать. Вам остается только применить нужный XMP профиль и оперативка запуститься с этими параметрами.

В штатном режиме компьютер получает все настройки оперативной памяти из SPD — микросхемы, которая распаивается на каждом модуле. Но, если есть желание добиться максимальной производительности, целесообразно попробовать изменить тайминги. Конечно, можно сразу приобрести модули с минимальными значениями задержек, но они могут стоить заметно дороже.

Настройки памяти меняются через BIOS персонального компьютера или ноутбука. Универсального ответа на вопрос, как в биосе поменять тайминги оперативной памяти не существует.

Возможности по настройке подсистемы памяти могут сильно различаться на разных материнских платах. У дешевых системных плат и ноутбуков может быть предусмотрена только работа памяти в режиме по умолчанию, а возможности выбирать тайминги оперативной памяти — нет.

В дорогих моделях может присутствовать доступ к большому количеству настроек, помимо частоты и таймингов. Эти параметры называют подтаймингами. Они могут быть полезны при тонкой настройке подсистемы памяти, например, при экстремальном разгоне.

Изменение таймингов позволяет повысить быстродействие компьютера. Для памяти DDR3 это не самый важный параметр и прирост будет не слишком большим, но если компьютер много работает с тяжелыми приложениями, пренебрегать им не стоит. В полной мере это относится и к более современной DDR4.

Заметно больший эффект может принести разгон памяти по частоте, а в этом случае тайминги весьма вероятно придется не понижать, а повышать, чтобы добиться стабильной работы модулей памяти во внештатном режиме. К слову, подобные рекомендации можно встретить при выборе памяти для новых процессоров AMD Ryzen. Тестирования показывают, что для раскрытия потенциала этих процессоров нужна память с максимальными частотами, даже в ущерб таймингам. Вот калькулятор таймингов для процессоров Ryzen.

Стоит отметить, что далеко не во всех случаях настройка подсистемы памяти даст сколько-нибудь заметный результат. Есть приложения, для которых важен только объем оперативной памяти, а тонкий тюнинг задержек даст прирост на уровне погрешности. Судя по результатам независимых тестирований, быструю память любят компьютерные игры, а также программы для работы с графикой и видео-контентом.

Нужно учитывать, что слишком сильное уменьшение задержек памяти может привести к нестабильной работе компьютера и даже к тому, что он откажется запускаться. В этом случае необходимо будет сбросить BIOS на дефолтные настройки или, если вы не умеете этого делать, придется обратиться к специалистам.

Как правильно выставить

Начать, разумеется, стоит с выяснения стандартных настроек, рекомендованных производителем для данного модуля. Как проверить тайминги оперативной памяти, мы рассмотрели ранее. Затем можно посмотреть статистику на интернет ресурсах посвященных разгону, чтобы примерно представлять, чего можно ожидать от конкретного модуля оперативной памяти.

Как отмечалось, неверные значения задержек легко могут привести к невозможности загрузки компьютера, поэтому выясните, как именно осуществляется сброс настроек BIOS. Причем, не только программно, но и аппаратно, на случай, если не будет возможности даже войти в БИОС. Информацию об этом можно найти в документации к материнской плате или в интернете.

Чтобы разобраться, как выставить тайминги оперативной памяти в биосе, обычно не требуется много времени. В первый раз может потребоваться документация, потом все будет проще.

Все изменения таймингов необходимо производить не торопясь, имеет смысл менять по одному параметру и только на такт. После этого важно проверить, сможет ли компьютер стартовать и загрузить операционную систему.

Далее стоит провести тестирование, как система поведет себя под нагрузкой. Для этого можно воспользоваться специализированными программами или просто хорошо нагрузить компьютер, например, запустит на час игру с высокими настройками графики или кодирование видеофайла высокого разрешения. Если компьютер работает стабильно, можно понизить тайминги еще на один такт. Если происходят зависания, появляются сообщения о системных ошибках или программы аварийно завершаются, то нужно отменить изменения и вернуться на такт назад.

Разобравшись, как уменьшить правильно тайминги оперативной памяти ddr3 и более современной ddr4 не стоит сразу приступать к экспериментам. Сначала стоит определить, исходя из особенностей вашего «железа», что предпочтительней: повысить частоты или понизить задержки. Сейчас в большинстве случаев большего эффекта можно достичь за счет повышения тактовых частот.

Схема работы оперативной памяти

Тайминг (латентность) – параметр, отображающий временную задержку при передаче сигналов (данных) между процессором и ячейками оперативной памяти. «Ожидание» измеряется в тактах и часто записывается в виде комбинации из четырех или трех значений, следующих подряд через дефис, вроде 9-9-9-24 или 7-7-7. Чем меньше числа – тем быстрее память.

Но закономерность не прямолинейная – на производительность выбранных планок ОЗУ влияют еще десятки сторонних параметров, начиная с частоты, напряжения и заканчивая двухканальным режимом работы.

А еще спрос на тайминги перестал появляться из-за возросшей производительности процессоров: появившийся кэш у ЦП сократил зависимость от скорости обращения к ячейкам оперативной памяти. Чаще процессоры справляются с тяжелыми задачами без дополнительной поддержки со стороны. Но так дела обстоят в теории – на практике ситуации часто меняются и, кроме продолжительных тестов, на результативность работы ОЗУ, ЦП и необходимых таймингов свет не пролить.

Если же отталкиваться от необходимых «задержек» в момент выбора оперативной памяти, то предпочтительность лучше отдавать тем планкам, где цифры, разделяемые дефисом, меньше. Как вариант – память 15-17-17-35 быстрее, чем 19-19-19-43. Опять же, если остальные показатели и спецификации равны – частота, пропускная способность, стоимость. Если же цена сильно разнится, и производитель предлагает переплатить 20 или даже 30 процентов за мнимую скорость и быстродействие, то о переплате лучше задуматься трижды.

Выиграть в «мощности» едва ли получится, а лишние деньги выгоднее потратить на новый SSD или даже материнскую плату с грамотным расположением сокета под процессор и дополнительным местом под охлаждение, из-за чего не придется мудрить с расположением планок.

Назначение таймингов

Латентность (задержки между отправкой и обработкой команд) оперативной памяти записываются производителем через дефис в специальную последовательность CL-RCD-RP-RAS. Подробнее в каждом значении разберемся ниже.

CAS Latency

Отображает время, необходимое для получения данных от центрального процессора, с последующей обработкой и передачей обратно. Описывается формулой «T = (CL / количество передач в секунду) * 2000».

RAS-CAS

Показатель RCD определяет скорость перемещения информации между строками и столбцами ячеек, доступных в модулях ОЗУ. Задержки определяют, в том числе, и переход от процессов чтения к записи и обратно.

RAS Precharge (RP или tRP)

Указывает время, необходимое для перехода к новой строке с предварительной выгрузкой информации из предыдущей. Часто показатель RP равен RCD (RAS-CAS).

Row Active

Отражает количество циклов, необходимых для полноценного взаимодействия с ячейками ОЗУ.

Таблицы таймингов DDR3

Следующие таблички помогут подобрать наиболее удачные и работоспособные тайминги для памяти DDR3 в китайских материнских платах сокета 2011 и не только.

Важно помнить, что стабильность системы, как и возможность взять ту или иную частоту зависит не только от самой памяти, но и от используемого процессора (контроллер памяти находится именно в нём) и материнской платы.

Не лишним также будет узнать, какие чипы установлены в модуле памяти. Для чипов производства Samsung можно воспользоваться этой инструкцией, для чипов других производителей — не сложно нагуглить.

Классическая таблица таймингов с форума Overclockers

Еще один вариант таблицы. Обратите внимание на последние 4 столбца: параметр RFC выставляется в зависимости от ёмкости чипов. Определить его просто: поделите общий объём модуля на количество распаянных на нём чипов.

Некоторые особенности работы памяти на 2011 сокете

• Частота контроллера памяти привязана к частоте ядер, поэтому скорость чтениязаписи у младших моделей будет несколько ниже, чем у старших.
• Небольшая разница между чтением и записью на процессорах второго поколения — это нормально.
• Как ни странно, некоторые процессоры второго поколения зачастую берут более низкую частоту памяти, чем аналогичные процессоры первого поколения. Например, E5 2620 v2 и E5 2630 v2 обычно не способны работать с памятью выше 1600 Мгц. E5 2650 v2 как правило не берет больше 1866 Мгц.

Для большинства конфигураций хорошим результатом будет работа памяти на частоте 1866 Мгц с задержками менее 70 ns. В четырехканале при этом достигается скорость ~50 Гбс.

Взять частоту в 2133 Мгц — более сложная задача, доступная уже не каждому процессору и набору памяти.

Для систем, ограниченных порогом в 1600 Мгц, хорошим решением будет найти максимально низкие стабильные тайминги. Ну а оставаться на частоте в 1333 Мгц даже при низких таймингах смысла довольно мало, скорость памяти по современным меркам будет весьма посредственной.

Как узнать скорость записичтения и латентность памяти

Проще всего — запустив тест кэша и памяти в Aida64. После прохождения программа покажет все необходимые данные, а также текущую скорость памяти и основные тайминги. Сохранив скриншот этого окна, можно будет легко сравнить результаты после изменения конфигурации ram.

Aida 64 — платный софт с ограниченным бесплатным функционалом. Но если покупать полноценную версию по каким-то причинам не хочется, ключ для активации легко находится в том же гугле.