Таймінг, оперативна пам'ять і продуктивність ПК

Комп`ютерна термінологія іноді вражає своєю складністю. Через це користувач і одночасно кінцевий покупець стикається з певними проблемами вибору під час придбання комп`ютера або поновлення його конфігурації. До однієї з важливих характеристик ПК відноситься так званий таймінг. Оперативна пам`ять характеризується як параметром частоти, на якій вона працює, так і розміром затримок звернення до інших модулів комп`ютера.

Перед тим як переходити до відповіді на питання, що таке таймінг, опишемо основний принцип роботи ОЗУ - оперативного пам`яті.

Як працює «оперативка»

Оперативна пам`ять (ОЗУ, RAM) - це одна з найважливіших складових частин будь-якого комп`ютера. У ній тимчасово зберігаються дані, необхідні для роботи процесора. Передача інформації в цьому випадку здійснюється безпосередньо від блоку пам`яті на ядро або ж через особливу надшвидку пам`ять. Якщо говорити простими словами, то оперативна пам`ять - це кілька мікрочіпів, які зберігають дані всіх запущених користувачем програм. Але хіба не можна зберігати все це на жорсткому диску, адже це теж пам`ять? На жаль немає. Вся справа в швидкості та надійності. Жорсткий диск є механічним пристроєм з низькою швидкістю роботи (порівняно з потребами процесора) і обмеженим ресурсом. ОЗУ позбавлена цих недоліків, вона швидка, і її ресурс не залежить від кількості звернень.

Класифікація

Існує два різновиди пам`яті:

• SRAM - статичний тип ОЗУ;
• DRAM - динамічний тип ОЗУ.

Без поглиблення в особливості технічної реалізації SRAM-пам`яті можна сказати, що такі планки відрізняються високою швидкістю. Затримки і передача даних в блоці ОЗУ відбувається моментально. Але, на жаль, така реалізація відрізняється дорожнечею. До того ж обсяги модуля пам`яті обмежені порівняно великими розмірами транзисторів. Модулі SRAM використовуються як надшвидкої кеш-пам`яті, яку застосовують на процесорах, жорстких дисках та інших модулях ПК.

Динамічний тип ОЗУ - це звичні всім прямокутні планки, які розташовуються на материнській платі. Така пам`ять відрізняється порівняльною дешевизною і великими обсягами. Але її блоки мають свої недоліки:

• Так як планка містить в собі конденсатори, то необхідно регулярно «регенерувати» заряд в них для того, щоб дані не пропали. Це завдання виконує центральний процесор. Але під час такого звернення до пам`яті призупиняються всі операції з нею.
• Швидкість роботи такої планки набагато менше, ніж у статичною.
• Чималу роль відіграє і правильно підібраний таймінг. Оперативна пам`ять з великими обсягами та високою частотою не завжди зможе показати необхідну продуктивність зважаючи на високі затримок.

Типи оперативної пам`яті

На даний момент існує всього 4 типи модулів пам`яті:

• DDR - застарілий тип ОЗУ, який використовується на дуже старих комп`ютерах.
• DDR2 - блоки подібної ОЗУ ще можна зустріти в старих ПК в держструктурах і навчальних закладах. Швидкість роботи такої пам`яті не дозволяє справлятися з високонавантажених сучасними програмами, але вона достатня для роботи з текстовими редакторами і для серфінгу в мережі Інтернет.
• DDR3 - найбільш поширений модуль пам`яті. Споживання енергії на 40% менше ніж у попереднього типу, а швидкість роботи такої пам`яті набагато вище.
• DDR4 - еволюційний розвиток оперативної пам`яті. Такі модулі здатні повністю задовольнити всі запити сучасного користувача. При оптимальної конфігурації блок може забезпечити пропускну здатність рівну 34,1 ГБ / c.

Таймінги пам`яті

Тепер ми знаємо, що з себе представляє ОЗУ. Ну, а що ж таке таймінг? Це затримка між відправленням і виконанням команди шини пам`яті, яка вимірюється в тактах.

DRAM складається з комірок, об`єднаних в двовимірні масиви. Структура подібна решітці, у вузлах якої знаходяться осередки. Для звернення до вузлів контролер повинен знати їх адресу, що складається з номера рядка і стовпчика (координат). Окремі масиви з однаковим розміром осередків об`єднуються в так звані банки.

Таким чином, контролер спочатку звертається до банку з адресою рядка за допомогою сигналу RAS. Потім відбувається пошук необхідної рядки - це цикл таймінгу RAS to CAS Delay. Після цього контролер шле номер стовпчика за допомогою CAS-сигналу. Очікування відповіді на такий запит називається CAS Latency. Таймінг під назвою RAS Precharge позначає час між командами закриття та повторної активації рядки, Active to Precharge Delay - між командами активації і закриття. Command Rate - це мінімальний інтервал між двома будь-якими командами.

Купуючи нову планку ОЗУ можна дуже легко визначити таймінг. Оперативна пам`ять маркується стандартною схемою: DDR3 (частота) CAS Latency - RAS to CAS DELAY - RAS Precharge - Cycle Time, що в реальності виглядає як DDR3 2133 9-12-12-28.

Що краще - швидка пам`ять або менші затримки?

У першу чергу необхідно звертати увагу на таймінг. Оперативна пам`ять з високою частотою може працювати повільно, тому що звернення до процесора має набагато меншу швидкість, а тому таке привілей не буде реалізовано. У той же час затримки залишаються завжди на стандартному рівні, природно, якщо не виставити таймінги оперативної пам`яті вручну.

Так, наприклад, пам`ять DDR2 1600 6-7-6-18 набагато швидше, ніж DDR3 1866 9-9-9-24. Як бачимо, у другому випадку маємо більш досконале покоління ОЗУ з більш високою частотою, але занадто великі затримки просто нівелюють цей факт. Купуючи нову оперативну пам`ять, намагайтеся вибирати таку модель, яка має мінімально можливі затримки. Цим ви забезпечите собі високу продуктивність комп`ютера в цілому.