Nastavení paměti a dopad na výkon celého systému | Kapitola 2
Seznam kapitol
Doplněno "Bank Interleaving". Pokud se jedná o výkon procesoru, každý má hned jasno: pokud stejný procesor pracuje na vyšší frekvenci, je výkonnější. Poněkud horší to je s nastavením paměti - rychlost paměti a parametry jako CL, tRCD, tRP, tRAS patří spíše do oblasti počítačové alchymie než mezi běžně známé pojmy. Přitom stačí změnit nastavení několika hodnot a můžete získat systém o stupínek výkonnější...
Paměti DDR i DDR 2 jsou dynamický stroj: adresace, čtení, zápis i obnovení dat v paměti trvají jistou, pro systém nezanedbatelnou dobu - těmto prodlevám říkáme latence. Latence se v praxi různě sčítají a snižují tak výkon paměťového subsystému. V základní rovině je latence "dopravním" zpožděním, které je nutné k tomu, aby po odeslání požadavku data dorazily do/z paměti.
Od kvality paměťových čipů a provedení paměťových modulů závisí jaké latence výrobce nastaví v SPD čipu. Důležité je, aby paměti pracovaly ve všech systémech - navíc s jistou rezervou. Proto se výrobci paměti i základních desek drží s hodnotami latencí při zemi a agresivní časování (nízké latence) jsou vyhrazené jen pro velmi kvalitní paměti.
Které latence jsou důležité...
Jak se data do pamětí zapisují / čtou? Nejedná se o jednoduchý proces, pokusím se ho zjednodušit a vynechám část pojmů, které asi nebudete urgentně potřebovat.
- pin RAS signalizuje "Row Address Select",
- pin CAS signalizuje "Column Adress Select"
Paměti si můžeme představit jako matici řádků (row) a sloupců (column) - kombinace řádku a sloupce je adresou paměťové buňky. Na průsečíků řádku a sloupce se tedy prakticky nachází konkrétní paměťová buňka.
Před výběrem dalšího aktivního řádku v paměťové matici (active row) musí proběhnout proces Precharge (přednabití) související s občerstvením hodnot v paměťových buňkách. Doba tRP (RAS Precharge / Row Precharge) znamená nejkratší dobu (v počtu cyklů) kdy po příkazu Precharge může být vyslána nová adresa aktivního řádku. Typické hodnoty tRP jsou 2, 3, nebo 4 cykly. Tato latence je se uplatní při změně aktivního řádku.
Opakem tRP je hodnota zpoždění tRAS (Active to Precharge, Min RAS active time) která stanoví za jak dlouho po aktivaci řádku (signál Active) musí řádek zůstat aktivní - potéto době je možné vykonat příkaz Precharge. Typické hodnoty tRAS se pohybují od 5 do 10 cyklů.Tato podmínka bývá téměř vždy splněna (v aktivním řádku se provádí většinou řada čtení a zápisů) a proto nemívá na výkon téměř žádný, nebo velmi malý vliv.
Adresaci buňky zahajuje přenos adresy řádku - to indikuje signál na pinu RAS.
Řádek se poté stává aktivním (Active)...
Mezi výběrem řádku a okamžikem kdy se může přenést adresa sloupce (column) musí uplynout krátká stabilizační doba. Tato doba se nazývá RAS to CAS Delay (tRCD) a je typicky dlouhá 2, 3, nebo 4 cykly. Tato latence se uplatní při každé adresaci buňky...
Adresaci dokončuje signál CAS - adresa sloupce stanoví adresu buňky se kterou se bude pracovat...
Paměťový řadič ještě čeká několik cyklů, nazvaných CL (CAS latency) po kterých předpokládá, že data na pinech DQ (vstupních, výstupních) jsou stabilní a platná a může je začít číst (nebo jsou zapsána). Doba CL patří mezi nejdůležitější parametry. Tato latence se uplatní před každým čtením / zápisem s výjimkou tzv. burst čtení nebo zápisu kdy se přenáší celý blok dat stylem "buňka za buňkou" (typicky 4 nebo 8).
Hodnota CL se považuje za nejdůležitější - vystupuje jako zpoždění při každém zápisu nebo čtení. Možné nastavení CL je: 1, 1.5, 2, 2.5 a 3. Půl-hodnoty znamenají, že data je možné číst už v polovině pracovního cyklu (paměti jsou DDR). Pokud je CL (CAS Latency) 2.5 může řadič data číst po dvou cyklech v polovině třetího cyklu (při sestupné hraně základního taktu).
Posledním pojmem je tzv. Command Rate (1T, 2T). Je záležitostí především paměťového řadiče a vyjadřuje prodlevu při komunikaci s moduly paměti. Běžná hodnota je 1T, občas je nutné (u Athlonů 64 při osazení čtyř modulů pamětí) změnit hodnotu na 2T.
Poznatek 4: Pokud zvážíme vliv jednotlivých latencí na výkon paměťového subsystémů, zjistíme, že některé se uplatní poměrně často (1T/2T; Command Rate, CL; CAS Latency a tRCD; RAS to CAS delay), některé méně často (tRP; RAS Precharge) a některé nemají na výkon téměř žádný vliv (tRAS; Active to Precharge).
Důležité! Bank interleaving
Některé BIOSy obsahují volbu prokládaného přístupu k paměťovým bankám - Bank Interleaving (None, 2-way, 4-way; žádné, dvoucestné, čtyřcestné), jiné (modernější) BIOSy mají prokládaný přístup trvale zapnutý. V čem je vlastně "interleaving" výhodný?
Moderní paměťové čipy jsou dnes rozdělené do několika segmentů které nazýváme paměťové banky. Každá paměťová banka reprezentuje odlišnou datovou zónu. Činitelem, který zpomaluje přístup do paměti je dynamické obnovování obsahu paměti (anglicky se tyto cykly nazývají "refresh" cykly), které na okamžik blokují přístup k obsahu paměti.
Prokládaný přístup umožňuje v okamžiku kdy v jednom banku probíhá obnovení dat, vyslat adresu další paměťové bance. Dvojcestné prokládané adresování umožní otevření dvou paměťových bank, zatímco čtyřcestné (4-way) pracuje se čtyřmi bankami najednou. Technická poznámka: prokládané adresování nijak nekoliduje s burst přenosy (více zde).
Poznatek 5: Pokud máte volbu Bank Interleave v BIOSu přítomnou, nastavte tuto položku na Auto nebo přímo na 4-way Interleaving - získáte tím okolo 4-5% propustnosti "k dobru". Pokud tuto položku nenajdete, je pravděpodobné, že je trvale aktivní.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
