Computer Memory Performance

Naast de bandbreedteclassificatie van een geheugenmodule, zoals PC3200 of PC2-6400, worden er nog diverse andere getallen gebruikt om de prestaties van geheugen te kwantificeren. Deze waarden, bekend als timingparameters, kwantificeren de responstijd en latentie van de module. Geheugen is gestructureerd als een spreadsheet, met veel kolommen en rijen, die elk één bit aan gegevens bevatten. Timingparameters specificeren de tijd die nodig is om functies uit te voeren zoals het wijzigen van de rij of kolom en het lezen van gegevens. (Het is niet belangrijk om timingparameters te begrijpen, behalve in een algemene, overkoepelende zin.)

Voor DDR-SDRAM en DDR2-SDRAM specificeren geheugenfabrikanten waarden, uitgedrukt in volledige of fractionele klokcycli, voor de volgende vier timingparameters:

CAS Latency (Column Access Strobe Latency), of tCL, specificeert het aantal klokcycli tussen het kolom-stroboscoopsignaal en het moment waarop gegevens beschikbaar zijn op de uitvoerpinnen. Tijdens sequentiële geheugentoegangen blijft de rij geactiveerd en verandert alleen de kolom, wat betekent dat de tijd die nodig is om kolommen te wijzigen cruciaal is voor de algehele geheugenprestaties. CAS Latency, vaak afgekort tot CL, is de meest geciteerde timingparameter en de belangrijkste geheugentimingparameter met betrekking tot de algehele prestaties.

RAS to CAS Delay (Row Access Strobe naar CAS Vertraging), of tRCD, specificeert het aantal klokcycli tussen het moment dat een rij wordt geactiveerd door de rij-stroboscoop tot de kolom in die rij (die een geheugencel of bit definieert) kan worden gelezen of beschreven. Wanneer geheugen sequentieel wordt benaderd, is de rij al actief en verandert alleen de kolom, dus tRCD heeft weinig invloed op de prestaties. Maar wanneer geheugen willekeurig wordt benaderd, moet de geheugencontroller de oude rij deactiveren en een nieuwe rij activeren, wat een aanzienlijke timingstraf met zich meebrengt. In die situatie draagt een snelle tRCD bij aan snellere geheugenprestaties.

RAS Precharge Delay, of tRP, specificeert de tijd die nodig is om één rijtoegang te voltooien, die rij te deactiveren, de volgende rij opnieuw te activeren en te beginnen met de volgende rijtoegang. De tijd die nodig is om van rij te wisselen en de volgende geheugencel te selecteren is daarom de som van tRP en tRCD. Voor sequentiële geheugentoegangen heeft een trage tRP weinig effect; voor willekeurige geheugentoegangen draagt een snelle tRP aanzienlijk bij aan de algehele geheugenprestaties.

Precharge Delay, of tRAS, specificeert het aantal klokcycli tussen het moment dat een rij wordt benaderd (geactiveerd) en wanneer gegevens uit die rij kunnen worden gelezen. Zodra de rij is geactiveerd, kunnen gegevens uit die rij worden gelezen zonder verdere overhead totdat het einde van de rij is bereikt, dus tRAS heeft gewoonlijk weinig effect op de algehele geheugenprestaties. Zoals bij elke timingparameter kan het onjuist instellen van tRAS de stabiliteit van het systeem verminderen.

Deze vier geheugentimingparameters worden altijd vermeld in de gegeven volgorde, gescheiden door koppeltekens. Een specifieke PC3200 DDR-SDRAM-module kan bijvoorbeeld timings van 2-2-2-5 vermelden, wat betekent dat de module is ontworpen om te werken met timings van twee klokcycli voor CAS, tRCD en tRP, en vijf klokcycli voor tRAS. Op dezelfde manier kan een PC2-3200 DDR2-SDRAM-module timings van 5-5-5-12 vermelden, wat betekent dat de module is ontworpen om te werken met timings van 5 klokcycli voor CAS, tRCD en tRP, en 12 klokcycli voor tRAS. (Merk op dat DDR- en DDR2-timings niet direct vergelijkbaar zijn, omdat DDR2 werkt op veel kortere klokcycli.)

Het is alleen belangrijk om timingparameters te begrijpen in de zin dat de timings waarvoor u uw systeem configureert niet sneller mogen zijn dan de timings die door uw geheugenmodules worden ondersteund. Elke moderne geheugenmodule bevat een kleine chip genaamd de SPD (Serial Presence Detect)-chip, die de timingparameters en andere kenmerken van de module opslaat en deze rapporteert aan het systeem-BIOS. In de normale gang van zaken rapporteert de module zijn mogelijkheden aan het BIOS en configureert het BIOS het systeem om de juiste instellingen te gebruiken. Als een systeem echter sporadische geheugenfouten vertoont, kunt u het probleem soms oplossen zonder het geheugen te vervangen door BIOS Setup te gebruiken om geheugentimings op te geven die relaxter zijn dan die nominaal worden ondersteund door de geheugenmodules. Deze stap kan u in staat stellen om een probleem-systeem te blijven gebruiken dat geheugen vereist dat niet beschikbaar of extreem duur is.

Wanneer u geheugen toevoegt of vervangt in een ouder systeem, houd dan rekening met de volgende geheugentimingkwesties:

• De meeste moederborden kunnen geheugen van elke CL-timing gebruiken, hoewel sommige moederborden mogelijk niet profiteren van de verminderde latentie. Enkele moederborden vereisen geheugen met een specifieke CL-timing. Een moederbord dat CL2.5 DDR-geheugen vereist, werkt bijvoorbeeld mogelijk niet met CL3-geheugen, en een moederbord dat CL3-geheugen vereist, werkt mogelijk niet goed met CL2.5-geheugen. Dit is een goede reden om de geheugenconfiguratietools te gebruiken van Crucial en andere geheugenfabrikanten, die rekening houden met CAS-latentiekwesties bij het vermelden van compatibele geheugenmodules.
• Sommige moederborden staan het mengen van geheugen met verschillende CL-timings toe, hoewel het snellere geheugen bijna altijd werkt op de CAS-latentie van de traagste geïnstalleerde module. Sommige moederborden werken goed met geheugen van verschillende CL-timings zolang al het geïnstalleerde geheugen dezelfde CL-timing heeft, maar vertonen onjuist gedrag als u gemengde modules met verschillende CL-timings installeert. Wij vermoeden dat deze problemen worden veroorzaakt door kleine elektrische verschillen zoals capaciteit, maar hebben nooit een goede verklaring gekregen waarom dit zo is. Hoewel problemen met gemengde CL-timings naar onze ervaring ongebruikelijk zijn, raden we om deze reden af om CL-timings te mengen.
• De meeste moederborden die verschillende CL-timings ondersteunen, configureren zichzelf automatisch optimaal op basis van de informatie die door de geheugenmodule zelf wordt gerapporteerd, maar sommige vereisen dat geheugentimings handmatig worden ingesteld in het gedeelte Chipset Configuration van BIOS Setup. Als u "snelle" modules in een systeem installeert, is het de moeite waard om BIOS Setup te controleren om er zeker van te zijn dat het systeem is geconfigureerd om de snellere CL-timings te gebruiken.
• Het gebruik van conservatieve geheugentimings kan de stabiliteit en betrouwbaarheid van een systeem verhogen tegen minimale kosten in verminderde prestaties. Als een systeem bijvoorbeeld DDR CL2.5-geheugen heeft geïnstalleerd en te vaak crasht, kunt u de stabiliteit van dat systeem verhogen door CMOS Setup te configureren voor het gebruik van CL3-geheugentimings. CL2.5-geheugen dat draait als CL3 is stabieler dan CL2.5-geheugen dat draait als CL2.5, en waarschijnlijk stabieler dan CL3-geheugen dat draait als CL3. De prestatiedaling zal zo klein zijn dat u deze niet eens zult merken tenzij u een geheugenbenchmarkprogramma uitvoert.

Advies van Ron Morse

Onjuist ingestelde geheugentimingparameters in het BIOS kunnen voorkomen dat de machine überhaupt werkt. Sommige systemen met Intel-chipsets bevriezen simpelweg wanneer ze tijdens POST worden geconfronteerd met geheugentimingparameters die buiten het bereik vallen. Dit gebeurt voordat de video of andere apparaten zijn geïnitialiseerd, dus de machine lijkt volledig dood. Het gebruik van de jumper om de CMOS te wissen naar de standaardwaarden is vaak de enige remedie.

DE GEMAKKELIJKE OPLOSSING

Als al deze discussie over geheugendetails u in verwarring brengt, kunt u deze veilig negeren zolang u niet staat op de absoluut beste geheugenprestaties. Bezoek eenvoudig de website van Crucial (http://www.crucial.com) of Kingston (http://www.kingston.com) en gebruik de geheugenconfigurator om uw moederbord- of systeemmodel op te geven. Kies de minst dure van de modules die als compatibel met uw systeem worden vermeld, installeer de module en u bent klaar.

Meer over Computergeheugen