Тайминг, оперативная память и производительность ПК

Компьютерная терминология иногда поражает своей сложностью. Из-за этого пользователь и одновременно конечный покупатель сталкивается с определенными проблемами выбора во время приобретения компьютера или обновления его конфигурации. К одной из важных характеристик ПК относится так называемый тайминг. Оперативная память характеризуется как параметром частоты, на которой она работает, так и размером задержек обращения к другим модулям компьютера.

Перед тем как переходить к ответу на вопрос, что такое тайминг, опишем основной принцип работы ОЗУ — оперативного запоминающего устройства.

Как работает «оперативка»

Оперативная память (ОЗУ, RAM) — это одна из важнейших составляющих частей любого компьютера. В ней временно сохраняются данные, необходимые для работы процессора. Передача информации в этом случае осуществляется непосредственно от блока памяти на ядро или же через особую сверхбыструю память. Если говорить простыми словами, то оперативная память — это несколько микрочипов, которые хранят данные всех запущенных пользователем программ. Но разве нельзя хранить все это на жестком диске, ведь это тоже память? К сожалению нет. Все дело в скорости и надежности. Жесткий диск является механическим устройством с низкой скоростью работы (по сравнению с потребностями процессора) и ограниченным ресурсом. ОЗУ лишена этих недостатков, она быстра, и ее ресурс не зависит от количества обращений.

Классификация

Существует две разновидности памяти:

• SRAM - статический тип ОЗУ;
• DRAM - динамический тип ОЗУ.

Без углубления в особенности технической реализации SRAM-памяти можно сказать, что такие планки отличаются высокой скоростью. Задержки и передача данных в блоке ОЗУ происходит моментально. Но, к сожалению, такая реализация отличается дороговизной. К тому же объемы модуля памяти ограничены сравнительно большими размерами транзисторов. Модули SRAM используются в качестве сверхбыстрой кэш-памяти, которую применяют на процессорах, жестких дисках и других модулях ПК.

Динамический тип ОЗУ — это привычные всем прямоугольные планки, которые располагаются на материнской плате. Такая память отличается сравнительной дешевизной и большими объемами. Но ее блоки имеют свои недостатки:

• Так как планка содержит в себе конденсаторы, то необходимо регулярно «регенерировать» заряд в них для того, чтобы данные не пропали. Эту задачу выполняет центральный процессор. Но во время такого обращения к памяти приостанавливаются все операции с ней.
• Скорость работы такой планки гораздо меньше, чем у статической.
• Немалую роль играет и правильно подобранный тайминг. Оперативная память с большими объемами и высокой частотой не всегда сможет показать необходимую продуктивность ввиду высоких задержек.

Типы оперативной памяти

На данный момент существует всего 4 типа модулей памяти:

• DDR — устаревший тип ОЗУ, который используется на очень старых компьютерах.
• DDR2 – блоки подобной ОЗУ еще можно встретить в старых ПК в госструктурах и учебных заведениях. Скорость работы такой памяти не позволяет справляться с высоконагруженными современными приложениями, но она достаточна для работы с текстовыми редакторами и для серфинга в сети Интернет.
• DDR3 — наиболее распространенный модуль памяти. Потребление энергии на 40% меньше чем у предыдущего типа, а скорость работы такой памяти гораздо выше.
• DDR4 — эволюционное развитие оперативной памяти. Такие модули способны полностью удовлетворить все запросы современного пользователя. При оптимальной конфигурации блок может обеспечить пропускную способность равную 34,1 ГБ / c.

Тайминги памяти

Теперь мы знаем, что из себя представляет ОЗУ. Ну, а что же такое тайминг? Это задержка между отправкой и выполнением команды шины памяти, которая измеряется в тактах.

DRAM состоит из ячеек, объединенных в двумерные массивы. Структура подобна решетке, в узлах которой находятся ячейки. Для обращения к узлам контроллер должен знать их адрес, состоящий из номера строки и столбца (координат). Отдельные массивы с одинаковым размером ячеек объединяются в так называемые банки.

Таким образом, контроллер сначала обращается к банку с адресом строки посредством сигнала RAS. Затем происходит поиск необходимой строки — это цикл тайминга RAS to CAS Delay. После этого контроллер шлет номер столбца при помощи CAS-сигнала. Ожидание ответа на такой запрос называется CAS Latency. Тайминг под названием RAS Precharge обозначает время между командами закрытия и повторной активации строки, Active to Precharge Delay – между командами активации и закрытия. Command Rate – это минимальный интервал между двумя любыми командами.

Покупая новую планку ОЗУ можно очень легко определить тайминг. Оперативная память маркируется стандартной схемой: DDR3 (частота) CAS Latency - RAS to CAS DELAY - RAS Precharge - Cycle Time, что в реальности выглядит как DDR3 2133 9-12-12-28.

Что лучше — быстрая память или меньшие задержки?

В первую очередь необходимо обращать внимание на тайминг. Оперативная память с высокой частотой может работать медленно, потому что обращение к процессору имеет гораздо меньшую скорость, а поэтому такое преимущество не будет реализовано. В то же время задержки остаются всегда на стандартном уровне, естественно, если не выставить тайминги оперативной памяти вручную.

Так, например, память DDR2 1600 6-7-6-18 намного быстрее, чем DDR3 1866 9-9-9-24. Как видим, во втором случае имеем более совершенное поколение ОЗУ с более высокой частотой, но слишком большие задержки просто нивелируют этот факт. Приобретая новую оперативную память, старайтесь выбирать такую модель, которая имеет минимально возможные задержки. Этим вы обеспечите себе высокую производительность компьютера в целом.