Arbeitsspeicher/Leistung

Leistung

Die Leistung von Speichermodulen (Takt und Schaltzeitverhalten, englisch Timing) misst sich vor allem in der absoluten Latenz

Die theoretische Bandbreite ist ausschließlich beim Burst-Transfer relevant

Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass höhere numerische Timings eine schlechtere Leistung zur Folge hätten

Das gilt jedoch nur bei gleichem Takt, da sich die absolute Latenz aus den Faktoren (effektiver) Takt und Schaltzeitverhalten (Timing) ergibt

Beispiele
Bezeichnung	CAS	tRCD	tRP	tRAS
DDR400 CL2-2-2-5	10 ns	10 ns	10 ns	25 ns
DDR500 CL3-3-2-8	12 ns	12 ns	8 ns	32 ns
DDR2-667 CL5-5-5-15	15 ns	15 ns	15 ns	45 ns
DDR2-800 CL4-4-4-12	10 ns	10 ns	10 ns	30 ns
DDR2-800 CL5-5-5-15	12,5 ns	12,5 ns	12,5 ns	37,5 ns
DDR2-1066 CL4-4-4-12	7,5 ns	7,5 ns	7,5 ns	22,5 ns
DDR2-1066 CL5-5-5-15	9,38 ns	9,38 ns	9,38 ns	28,13 ns
DDR3-1333 CL7-7-7-24	10,5 ns	10,5 ns	10,5 ns	36 ns
DDR3-1333 CL8-8-8	12 ns	12 ns	12 ns
DDR3-1600 CL7-7-7	8,75 ns	8,75 ns	8,75 ns
DDR3-1600 CL9-9-9	11,25 ns	11,25 ns	11,25 ns

Berechnung

Formel:

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \frac{2 \cdot \mathrm{Timing{\text{Geschwindigkeit}

Beispiel:

DDR3-1333 CL8-8-8

Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \frac{2 \cdot 8}{1333 \, \text{MHz = 1{,}20 \cdot 10^{-8}\,\mathrm{s} = 12{,}0 \, \mathrm{ns}}

Daraus ergibt sich die Konsequenz, dass DDR2/3/4-SDRAM, obwohl sie höhere (numerische) Schaltzeiten (Timings) als DDR-SDRAM aufweisen, schneller sein können und eine höhere Bandbreite zur Verfügung stellen

Einige Speicherhersteller halten die offiziellen Spezifikationen der JEDEC nicht ein und bieten Module mit höheren Taktraten oder besserem Schaltzeitverhalten (Timings) an

Während DDR3-1600 CL9-9-9 einer offiziellen Spezifikation unterliegt, handelt es sich bei DDR2-1066 CL4-4-4-12 um nicht standardkonforme Speichermodule
Diese schnelleren Speicher werden oft als Speichermodule für Übertakter bezeichnet

CAS (column access strobe) – latency (CL): Gibt an, wie viele Taktzyklen der Speicher benötigt, um Daten bereitzustellen

Niedrigere Werte bedeuten höhere Speicherleistung

RAS to CAS Delay (tRCD): Dabei wird über die Abtastsignale „Spalten“ und „Zeilen“ eine bestimmte Speicherzelle lokalisiert, ihr Inhalt kann dann bearbeitet werden (Auslesen/Beschreiben)

Zwischen der Abfrage „Zeile“ und der Abfrage „Spalte“ befindet sich eine festgelegte Verzögerung ⇒ Delay
Niedrigere Werte bedeuten höhere Speicherleistung

RAS (row access strobe) – precharge delay (tRP): Bezeichnet die Zeit, die der Speicher benötigt, um den geforderten Spannungszustand zu liefern

Erst nach Erreichen des gewünschten Ladezustandes kann das RAS-Signal gesendet werden
Niedrigere Werte bedeuten höhere Speicherleistung

Row-Active-Time (tRAS): Erlaubte Neuzugriffe nach festgelegter Anzahl von Taktzyklen, setzt sich rein rechnerisch aus CAS + tRP + Sicherheit zusammen
Command Rate (zu Deutsch Befehlsrate): Ist die Latenzzeit, welche bei der Auswahl der einzelnen Speicherchips benötigt wird, genauer gesagt, die Adress- und Command Decode Latency

Die Latenzzeit gibt an, wie lange ein Speicherbank-Adressierungssignal anliegt, bevor die Ansteuerung der Zeilen und Spalten der Speichermatrix geschieht
Typische Werte für DDR- und DDR2-Speichertypen sind 1–2T, meistens wird 2T genutzt

Praxis

In der Praxis konnten FSB1333-Prozessoren von Intel mit ihrem Front Side Bus maximal 10 GiB/s an Daten empfangen

Das wird im üblichen Dual-Channel-Betrieb mit zwei Speicher-Riegeln bereits von DDR2-667 (10,6 GiB/s) ausgereizt

Aktuelle Prozessoren unterliegen dieser Beschränkung nicht mehr, da hier der Speichercontroller nicht mehr in der Northbridge, wie beim Sockel 775 und Vorgängern, sondern direkt auf der CPU verbaut ist

Neben Dual Channel spielt es auch eine Rolle, ob der Speicher Dual-Rank unterstützt

Dual-Rank steht für die beidseitige Bestückung der Speicherriegel mit doppelt so vielen, aber nur halb so großen Speicherchips
Insbesondere CPUs mit interner GPU, wie die AMD-Kaveri-Architektur, können von dieser Form der Speicherverschränkung profitieren