Если вам когда-либо приходилось интересоваться параметрами работы такой важной системы компьютера, как , то вам наверняка, не раз встречался такой термин, как тайминги оперативной памяти. Что же он обозначает, и в чем заключается важность этого параметра? Попытаемся разобраться в данном вопросе.

Основными параметрами оперативной памяти, как известно, являются технология ее работы (например, DDR 1, 2 или 3), ее объем, а также тактовая частота. Но помимо этих параметров довольно важным, хотя и не всегда учитываемым параметром являются характеристики латентности памяти или так называемые тайминги. Тайминги оперативной памяти определяются количеством времени, которое требуется микросхемам ОЗУ, чтобы выполнить определенные этапы операций чтения и записи в ячейку памяти и измеряются в тактах системной шины. Таким образом, чем меньше будут значения таймингов модуля памяти, тем меньше модуль будет тратить времени на рутинные операции, тем большее быстродействие он будет иметь и, следовательно, тем лучше будут его рабочие параметры. Тайминги во многом влияют на производительность работы модуля ОЗУ, хотя и не так сильно, как тактовая частота.

Разновидности таймингов

К числу основных относятся:

• CAS Latency (CL) – Латентность CAS.
• RAS to CAS Delay (TRCD) – Задержка RAS to CAS
• RAS Precharge (TRP) – Время зарядки RAS

Аббревиатура CAS обозначает Column Address Strobe (строб-сигнал адреса колонки), а RAS - Row Address Strobe (строб-сигнал адреса строки).

Часто, хотя и не всегда, производители микросхем ОЗУ используют четвертый и пятый тайминги. Ими являются Row Active Time (TRAS), обычно приблизительно равный сумме второго тайминга (TRCD) и квадрата тайминга CL, а также Command rate.

Все тайминги обычно указываются на маркировке микросхемы памяти в следующем порядке: CL-TRCD-TRP-TRAS. Например, обозначение 5-6-6-18 свидетельствует о том, что у микросхемы памяти значение CAS Latency равно 5 тактам, RAS to CAS Delay и RAS Precharge равны 6 тактам, значение Row Active Time – 18 тактам.

Тайминг CAS Latency является одним из самых важных таймингов модуля оперативной памяти. Он определяет время, которое требуется модулю памяти, чтобы выбрать необходимый столбец в строке памяти после поступления запроса от процессора на чтение ячейки.

Этот тайминг определяет число тактов, которое проходит между снятием сигнала RAS, означающего выбор определенной строки памяти и подачей сигнала CAS, при помощи которого осуществляется выбор определенного столбца (ячейки) в строке памяти.

Этот параметр задает количество времени в тактах, которое проходит между сигналом на предварительную зарядку Precharge и открытием доступа к следующей строке данных.

Row Active Time

Это тайминг определяет время, в течение которого является активной одна строка модуля памяти. Также в некоторых источниках он может называться , RAS Active Time, Row Precharge Delay или Active Precharge Delay.

Иногда для характеристики модуля памяти также используется тайминг Command Rate. Он определяет общую задержку при обмене командами между контроллером памяти и модулем ОЗУ. Обычно равен всего 1-2 тактам.

Также для определения параметров работы ОЗУ иногда используются вспомогательные тайминги оперативной памяти, такие, как RAS to RAS Delay, Write Recovery Time, Row Cycle Time, Write To Read Delay и некоторые другие.

Настройка таймингов средствами BIOS

В большинстве случаев BIOS устанавливает тайминги автоматически. Как правило, вся необходимая информация о таймингах содержится в специальной микросхеме SPD, которая присутствует в любом модуле памяти. Однако при необходимости значения таймингов можно устанавливать и вручную – BIOS большинства материнских плат предоставляет для этого широкие возможности. Обычно для управления таймингами используется опция DRAM Timings, в которой пользователь может установить значения основных таймингов - CAS Latency, RAS to CAS Delay, RAS Precharge и Row Active Time, а также ряда дополнительных. Кроме того, пользователь может оставить значения, используемые BIOS по умолчанию, выбрав вариант Auto.

Пример окна настройки таймингов BIOS

Почему возникает необходимость в самостоятельной установке таймингов? Это может потребоваться в разных случаях, например в ходе мероприятий по разгону оперативной памяти. Как правило, установка меньших значений таймингов позволяет увеличить быстродействие оперативной памяти. Однако в ряде случаев бывает полезной и установка больших значений таймингов по сравнению с номиналом – это позволяет улучшить стабильность работы памяти. Если вы затрудняетесь с установкой данных параметров и не знаете, какие величины таймингов лучше всего установить, то следует довериться значениям BIOS по умолчанию.

Заключение

Тайминги представляют собой числовые параметры, отражающие задержки выполнения операций в микросхеме памяти, обусловленные спецификой работы модулей ОЗУ. Они относятся к числу важных характеристик оперативной памяти, от которых во многом зависит производительность ОЗУ. При выборе модулей памяти следует руководствоваться следующим правилом – чем меньше будет значение таймингов для памяти, работающей по одной и той же технологии (DDR 1, 2 или 3), тем лучше будут скоростные параметры модуля. Номинальные значения таймингов для любых модулей ОЗУ определяются производителем модулей и хранятся в чипе SPD. Тем не менее, в ряде случаев пользователи могут менять значение стандартных таймингов при помощи средств BIOS.

Основные характеристики оперативной памяти (ее объем, частота, принадлежность к одному из поколений) могут быть дополнены еще одним важнейшим параметром - таймингами. Что они представляют собой? Можно ли их изменять в настройках BIOS? Как это делать наиболее корректным, с точки зрения стабильной работы компьютера, образом?

Что такое тайминги ОЗУ?

Тайминг оперативной памяти - это временной интервал, за который команда, отправляемая контроллером ОЗУ, выполняется. Измеряется эта единица в количестве тактов, которые пропускаются вычислительной шиной, пока идет обработка сигнала. Сущность работы таймингов проще понять, если разобраться в устройстве микросхем ОЗУ.

Оперативная память компьютера состоит из большого количества взаимодействующих ячеек. Каждая имеет свой условный адрес, по которому к ней обращается контроллер ОЗУ. Координаты ячеек, как правило, прописываются посредством двух параметров. Условно их можно представить как номера строк и столбцов (как в таблице). В свою очередь, группы адресов объединяются, чтобы контроллеру было "удобнее" находить конкретную ячейку в более крупную область данных (иногда ее называют "банком").

Таким образом, запрос к ресурсам памяти осуществляется в две стадии. Сначала контроллер отправляет запрос к "банку". Затем он запрашивает номер "строки" ячейки (посылая сигнал типа RAS) и ждет ответа. Длительность ожидания - это и есть тайминг оперативной памяти. Его общепринятое наименование - RAS to CAS Delay. Но это еще не все.

Контроллеру, чтобы обратиться к конкретной ячейке, нужен также и номер приписанного к ней "столбца": посылается другой сигнал, типа CAS. Время, пока контроллер ждет ответа, - это тоже тайминг оперативной памяти. Он называется CAS Latency. И это еще не все. Некоторые IT-специалисты предпочитают интерпретировать такое явление, как CAS Latency, несколько иначе. Они полагают, что этот параметр указывает, сколько должно пройти единичных тактов в процессе обработки сигналов не от контроллера, а от процессора. Но, как отмечают эксперты, речь в обоих случаях, в принципе, идет об одном и том же.

Контроллер, как правило, работает с одной и той же "строкой", на которой расположена ячейка, не один раз. Однако, прежде чем обратиться к ней повторно, он должен закрыть предыдущую сессию запроса. И только после этого возобновлять работу. Временной интервал между завершением и новым вызовом строки - это тоже тайминг. Называется он RAS Precharge. Уже третий по счету. На этом все? Нет.

Поработав со строкой, контроллер должен, как мы помним, закрыть предыдущую сессию запроса. Временной интервал между активацией доступа к строке и его закрытием - это тоже тайминг оперативной памяти. Его наименование - Active to Precharge Delay. В принципе, теперь все.

Мы насчитали, таким образом, 4 тайминга. Соответственно, записываются они всегда в виде четырех цифр, например, 2-3-3-6. Кроме них, к слову, есть еще один распространенный параметр, которым характеризуется оперативная память компьютера. Речь идет о значении Command Rate. Оно показывает, какое минимальное время тратит контроллер на то, чтобы переключиться от одной команды к другой. То есть, если для CAS Latency значение - 2, то временная задержка между запросом от процессора (контролера) и ответом модуля памяти составит 4 такта.

Тайминги: порядок расположения

Каков порядок расположения в этом числовом ряду каждого из таймингов? Он практически всегда (и это своего рода отраслевой "стандарт") таков: первая цифра - это CAS Latency, вторая - RAS to CAS Delay, третья - RAS Precharge и четвертая - Active to Precharge Delay. Как мы уже сказали выше, иногда используется параметр Command Rate, его значение пятое в ряду. Но если для четырех предыдущих показателей разброс цифр может быть достаточно большим, то для CR возможно, как правило, только два значения - T1 или T2. Первый означает, что время с момента, когда память активируется, до наступления ее готовности отвечать на запросы должен пройти 1 такт. Согласно второму - 2.

О чем говорят тайминги?

Как известно, объем ОЗУ - один из ключевых показателей производительности этого модуля. Чем он больше - тем лучше. Другой важный параметр - это частота оперативной памяти. Здесь тоже все однозначно. Чем она выше, тем ОЗУ будет работать быстрее. А что с таймингами?

В отношении них закономерность иная. Чем меньше значения каждого из четырех таймингов - тем лучше, тем производительнее память. И тем быстрее, соответственно, работает компьютер. Если у двух модулей с одинаковой частотой разные тайминги оперативной памяти, то и их производительность будет отличаться. Как мы уже определили выше, нужные нам величины выражаются в тактах. Чем их меньше, тем, соответственно, быстрее процессор получает ответ от модуля ОЗУ. И тем скорее он может "воспользоваться" такими ресурсами, как частота оперативной памяти и ее объем.

"Заводские" тайминги или свои?

Большинство пользователей ПК предпочитает использовать те тайминги, которые установлены еще на конвейере (либо в опциях материнской платы выставлена автонастройка). Однако на многих современных компьютерах есть возможности для того, чтобы выставить нужные параметры вручную. То есть, если нужны более низкие значения - их, как правило, можно проставить. Но как изменить тайминги оперативной памяти? Причем сделать это так, чтобы система работала стабильно? А еще, быть может, есть случаи, при которых лучше выбрать увеличенные значения? Как выставить тайминги оперативной памяти оптимальным образом? Сейчас мы попробуем дать ответы на эти вопросы.

Настраиваем тайминги

Заводские значения таймингов прописываются в специально отведенной области микросхемы ОЗУ. Называется она SPD. Используя данные из нее, система BIOS адаптирует оперативную память к конфигурации материнской платы. Во многих современных версиях BIOS настройки таймингов, выставленные по умолчанию, можно корректировать. Практически всегда это осуществляется программным методом - через интерфейс системы. Изменение значений как минимум одного тайминга доступно в большинстве моделей материнских плат. Есть, в свою очередь, производители, которые допускают тонкую настройку модулей ОЗУ при задействовании гораздо большего количества параметров, чем четыре указанных выше типа.

Чтобы войти в область нужных настроек в BIOS, нужно, зайдя в эту систему (клавиша DEL сразу после включения компьютера), выбрать пункт меню Advanced Chipset Settings. Далее в числе настроек находим строку DRAM Timing Selectable (может звучать несколько по-другому, но похоже). В нем отмечаем, что значения таймингов (SPD) будут выставляться вручную (Manual).

Как узнать тайминг оперативной памяти, установленный в BIOS по умолчанию? Для этого мы находим в соседствующих настройках параметры, созвучные CAS Latency, RAS to CAS, RAS Precharge и Active To Precharge Delay. Конкретные значения таймингов, как правило, зависят от типа модулей памяти, установленных на ПК.

Выбирая соответствующие опции, можно задавать значения таймингов. Эксперты рекомендуют понижать цифры очень постепенно. Следует, выбрав желаемые показатели, перезагружаться и тестировать систему на предмет устойчивости. Если компьютер работает со сбоями, нужно вернуться в BIOS и выставить значения на несколько уровней выше.

Оптимизация таймингов

Итак, тайминги оперативной памяти - какие лучше значения для них выставлять? Почти всегда оптимальные цифры определяются в ходе практических экспериментов. Работа ПК связана не только с качеством функционирования модулей ОЗУ, и далеко не только скоростью обмена данными между ними и процессором. Важны многие другие характеристики ПК (вплоть до таких нюансов, как система охлаждения компьютера). Поэтому практическая результативность изменения таймингов зависит от конкретной программно-аппаратной среды, в которой пользователь производит настройку модулей ОЗУ.

Общую закономерность мы уже назвали: чем ниже значения таймингов, тем выше скорость работы ПК. Но это, конечно, идеальный сценарий. В свою очередь, тайминги с пониженными значениями могут пригодиться при "разгоне" модулей материнской платы - искусственном завышении ее частоты.

Дело в том, что если придать микросхемам ОЗУ ускорение в ручном режиме, задействовав слишком большие коэффициенты, то компьютер может начать работать нестабильно. Вполне возможен сценарий, при котором настройки таймингов будут выставлены настолько некорректно, что ПК и вовсе не сможет загрузиться. Тогда, скорее всего, придется "обнулять" настройки BIOS аппаратным методом (с высокой вероятностью обращения в сервисный центр).

В свою очередь, более высокие значения для таймингов могут, несколько замедлив работу ПК (но не настолько, чтобы скорость функционирования была доведена до режима, предшествовавшего "разгону"), придать системе стабильности.

Некоторыми IT-экспертами подсчитано, что модули ОЗУ, обладающие CL в значении 3, обеспечивают примерно на 40 % меньшую задержку в обмене соответствующими сигналами, чем те, где CL равен 5. Разумеется, при условии, что тактовая частота и на том, и на другом одинаковая.

Дополнительные тайминги

Как мы уже сказали, в некоторых современных моделях материнских плат есть возможности для очень тонкой настройки работы ОЗУ. Речь, конечно, не идет о том, как увеличить оперативную память - этот параметр, безусловно, заводской, и изменению не подлежит. Однако в предлагаемых некоторыми производителями настройках ОЗУ есть очень интересные возможности, задействуя которые, можно существенно ускорить работу ПК. Мы же рассмотрим те, что относятся к таймингам, которые можно конфигурировать в дополнение к четырем основным. Важный нюанс: в зависимости от модели материнской платы и версии BIOS, названия каждого из параметров могут отличаться от тех, которые мы сейчас приведем в примерах.

1. RAS to RAS Delay

Этот тайминг отвечает за задержку между моментами, когда активизируются строки из разных областей консолидации адресов ячеек ("банков" то есть).

2. Row Cycle Time

Этот тайминг отражает временной интервал, в течение которого длится один цикл в рамках отдельной строки. То есть от момента ее активизации до начала работы с новым сигналом (с промежуточной фазой в виде закрытия).

3. Write Recovery Time

Данный тайминг отражает временной интервал между двумя событиями - завершением цикла записи данных в память и началом подачи электросигнала.

4. Write To Read Delay

Данный тайминг показывает, сколько должно пройти времени между завершением цикла записи и моментом, когда начинается чтение данных.

Во многих версиях BIOS также доступен параметр Bank Interleave. Выбрав его, можно настроить работу процессора так, чтобы он обращался к тем самым "банкам" ОЗУ одновременно, а не по очереди. По умолчанию этот режим функционирует автоматически. Однако можно попробовать выставить параметр типа 2 Way или 4 Way. Это позволит задействовать 2 или 4, соответственно, "банка" одновременно. Отключение режима Bank Interleave используется довольно редко (это, как правило, связано с диагностикой ПК).

Настройка таймингов: нюансы

Назовем некоторые особенности, касающиеся работы таймингов и их настройки. По мнению некоторых IT-специалистов, в ряду из четырех цифр наибольшее значение имеет первая, то есть тайминг CAS Latency. Поэтому, если у пользователя немного опыта в "разгоне" модулей ОЗУ, эксперименты, возможно, следует ограничить выставлением значений только для первого тайминга. Хотя эта точка зрения не является общепринятой. Многие IT-эксперты склонны считать, что три других тайминга не менее значимы с точки зрения скорости взаимодействия между ОЗУ и процессором.

В некоторых моделях материнских плат в BIOS можно настроить производительность микросхем оперативной памяти в нескольких базовых режимах. По сути, это выставление значений таймингов по шаблонам, допустимым с точки зрения стабильной работы ПК. Эти опции обычно соседствуют с параметром Auto by SPD, а режимы, о которых идет речь, - Turbo и Ultra. Первый подразумевает умеренное ускорение, второй - максимальное. Эта возможность может быть альтернативой выставлению таймингов вручную. Похожие режимы, к слову, есть во многих интерфейсах усовершенствованной системы BIOS - UEFI. Во многих случаях, как отмечают эксперты, при включении опций Turbo и Ultra достигается в достаточной мере высокая производительность ПК, а его работа при этом стабильна.

Такты и наносекунды

Реально ли выразить тактовые циклы в секундах? Да. И для этого существует очень простая формула. Такты в секундном выражении считаются делением единицы на фактическую тактовую частоту ОЗУ, указываемую производителем (правда, этот показатель, как правило, нужно делить на 2).

То есть, например, если мы хотим узнать такты, формирующие тайминги оперативной памяти DDR3 или 2, то мы смотрим на ее маркировку. Если там указана цифра 800, то фактическая частота ОЗУ будет равна 400 МГЦ. Это значит, что длительность такта составит значение, получаемое в результате деления единицы на 400. То есть 2,5 наносекунды.

Тайминги для модулей DDR3

Одни из самых современных модулей ОЗУ - микросхемы типа DDR3. Некоторые специалисты считают, что в отношении них такие показатели, как тайминги, имеют гораздо меньшее значение, чем для чипов предыдущих поколений - DDR 2 и более ранних. Дело в том, что эти модули, как правило, взаимодействуют с достаточно мощными процессорами (такими как, например, Intel Core i7), ресурсы которых позволяют не столь часто обращаться к ОЗУ. Во многих современных чипах от Intel, так же, как и в аналогичных решениях от AMD, есть достаточная величина собственного аналога ОЗУ в виде L2- и L3-кэша. Можно сказать, что у таких процессоров есть свой объем оперативной памяти, способный выполнять значительный объем типовых для ОЗУ функций.

Таким образом, работа с таймингами при использовании модулей DDR3, как мы выяснили, - не самый главный аспект "разгона" (если мы решим ускорить производительность ПК). Гораздо большее значение для таких микросхем имеют как раз-таки параметры частоты. Вместе с тем, модули ОЗУ вида DDR2 и даже более ранних технологических линеек сегодня все еще ставятся на компьютеры (хотя, конечно, повсеместное использование DDR3, по оценке многих экспертов, - более чем устойчивый тренд). И потому работа с таймингами может пригодиться очень большому количеству пользователей.

Оперативная память работает по управляющим сигналам от контроллера памяти, который расположен в северном мосту чипсета (Intel) или непосредственно в про­цессоре (Athlon 64/FX/X2 и Phenom). Чтобы обратиться к определенной ячейке памяти, контроллер вырабатывает последовательность сигналов с некоторыми задержками между ними. Задержки необходимы, чтобымодуль памяти успел вы­полнить текущую команду и подготовиться к следующей. Эти задержки называют таймингами и обычно измеряют в тактах шины памяти.

Если тайминги будут слишком большими, то чип памяти выполнит все необходи­мые действия и будет некоторое время простаивать, ожидая следующую команду. В этом случае память работает медленнее, но стабильнее. Если тайминги излишне маленькие, модуль памяти не сможет корректно выполнить свои задачи, в резуль­тате чего произойдет сбой в работе программы или всей операционной системы. Иногда при таких таймингах компьютер может вообще не загрузиться, тогда при­дется обнулять с помощью перемычки на системной плате.

У каждого модуля памяти свои значения таймингов, при которых производитель гарантирует быструю и стабильную работу памяти. Эти значения записаны в спе­циальном чипе под названием SPD (Serial Presence Detect). Используя информа­цию SPD, BIOS может автоматически конфигурировать любой модуль памяти из числа тех, которые поддерживаются чипсетом системной платы.

Большинство версий BIOS позволяет отказаться от использования SPD и настроить память вручную. Можно попытаться снизить значения таймингов, чтобы ускорить работу памяти, но после этого следует тщательно протестировать систему.

Для современных модулей памяти SDRAM и DDR выделяют четыре основных тайминга и один параметр работы контроллера памяти.

1. Цикл доступа к определенной ячейке памяти начинается с того, что контроллер устанавливает низкий уровень сигнала выборки строки RAS# (Row Address Strobe) и выставляет адрес строки на линиях адреса. При поступлении этой команды модуль памяти начинает процесс открытия строки, адрес которой был передан по адресным линиям.

2. Через определенный промежуток времени, необходимый, чтобы открыть вы­бранную строку, контроллер памяти устанавливает низкий уровень сигнала выборки столбца CAS# (Column Address Strobe). На линиях адреса уже будет установлен адрес столбца, который нужно открыть.

3. Через некоторое время после подачи сигнала CAS# модуль памяти начнет пе­редачу запрошенных данных.

4. Для закрытия строки контроллер памяти отключает сигналы RAS# и CAS#, установив на соответствующих выводах высокий уровень. После этого начина­ется подзарядка закры ваемой строки, но при этом может завершаться передача пакета с данными.

В соответствии с приведенным выше упрощенным описанием выделяют следующие

Тайминги (в порядке их значимости):

■ tCL, или CAS# Latency - задержка между подачей сигнала выборки столбца CAS# и началом передачи данных, то есть между этапами 2 и 3;

■ tRCD, или RAS# to CAS# delay - задержка между сигналом выборки строки RAS# и сигналом выборки столбца CAS# (этапы 1 и 2);

■ tRP, или RAS# Precharge - задержка для подзарядки строки после ее закрытия (этапы 4 и 5);

■ tRAS, или Active to Precharge Delay - минимальное время между командами открытия строки и ее закрытия (этапы 1-4);

■ CR, или Command Rate - дополнительный параметр, указывающий количест­во тактов для передачи команды от контроллера к памяти. Оказывает сущест­венное влияние на производительность современных модулей памяти и может принимать значение 1 или 2 такта.

При указании характеристик модуля памяти тайминга обычно указывают по следую­щей схеме: tCL-tRCD-tRP-tRAS-CR, например модуль памяти Kingston, 1GB DDR2 РС2-5300 имеет тайминга в штатном режиме 4-4-4-12-1Т. Параметр Command Rate (CR) может не указываться, и тогда тайминги будут записываться последовательно­стью из четырех чисел (4-4-4-12). Если посчитать количество импульсов тактового генератора между основными этапами работы контроллера, то можно по­лучить схему таймингов 2-3-3-7, что характерно для памяти DDR.

ПРИМЕЧАНИЕ

Анализируя тайминги памяти стандартов DDR и DDR2, можно подумать, что память DDR2 работает медленнее, чем DDR. Однако это не так, поскольку DDR2 работает на вдвое большей частоте, а тайминги измеряются в тактах. Например, для выпол­нения двух тактов на частоте 200 МГц нужно столько же времени в наносекундах, что и для четырех тактов на частоте 400 МГц. Поэтому память DDR2 с таймингами 4-4-4-12 будет работать приблизительно с одинаковыми задержками, что и память таймингами 2-2-2-6. Аналогичные выводы можно сделать, сравнивая тайминги памяти DDR2 и DDR3.

Количество доступных параметров для настройки оперативной памяти может сильно отличаться для разных моделей системных плат, даже выполненных на одном и том же чипсете. По этому признаку системные платы можно разделить на три категории.

■ Платы с минимальными возможностями настройки . Данная ситуация характер­на длянедорогих плат, предназначенных для компьютеров начального уровня. Как правило, присутствует возможность установки частоты памяти и, возможно, одного-двух таймингов. Такие платы обладают ограниченными возможностями разгона.

■ Платы с возможностью настройки основных параметров . Имеется возможность настройки рабочей частоты и основных таймингов, которые были перечислены выше. Такой набор параметров характерен для большинства плат и позволяет выполнять разгон системы. Параметры памяти могут быть собраны в отдельном разделе или находиться непосредственно в разделе Advanced Chipset Features . В некоторых платах имеется специальный раздел для оптимизации и разгона, и параметры памяти могут находиться в нем.

■ Платы с расширенными возможностями . Выше был приведен алгоритм работы контроллера памяти в сильно упрощенном виде, но на самом деле контроллер памяти взаимодействует с модулем памяти по очень сложному алгоритму, ис­пользуя, кроме указанных выше, множество дополнительных таймингов. Иногда можно встретить системные платы с расширенным набором параметров, что позволяет выполнять более тонкую оптимизацию работы памяти и эффективно разгонять ее.

Разгоняя компьютер, мы больше внимания уделяем таким компонентам как процессор и видеокарта, а память, как не менее важную составляющую, иногда обходим стороной. А ведь именно тонкая настройка подсистемы памяти может дополнительно увеличить скорость рендеринга сцены в трехмерных редакторах, уменьшить время на компрессию домашнего видеоархива или прибавить пару кадров за секунду в любимой игре. Но даже если вы не занимаетесь оверклокингом, дополнительная производительность никогда не помешает, тем более что при правильном подходе риск минимален.

Уже прошли те времена, когда доступ к настройкам подсистемы памяти в BIOS Setup был закрыт от лишних глаз. Сейчас их столько, что даже подготовленный пользователь может растеряться при таком разнообразии, не говоря уже о простом "юзере". Мы постараемся максимально разъяснить действия, необходимые для повышения производительности системы посредством простейших настроек основных таймингов и, при необходимости, некоторых других параметров. В данном материале мы рассмотрим платформу Intel с памятью DDR2 на базе чипсета от той же компании, и основной целью будет показать не то, насколько поднимется быстродействие, а то, как именно его необходимо поднять. Что касается альтернативных решений, то для памяти стандарта DDR2 наши рекомендации практически полностью применимы, а для обычной DDR (меньшие частота и задержки, и большее напряжение) есть некоторые оговорки, но в целом принципы настройки те же.

Как известно, чем меньше задержки, тем меньше латентность памяти и, соответственно, выше скорость работы. Но не стоит сразу же и необдуманно уменьшать параметры памяти в BIOS, так как это может привести к совершенно обратным результатам, и вам придется либо возвращать все настройки на место, либо воспользоваться Clear CMOS. Все необходимо проводить постепенно - изменяя каждый параметр, перезагружать компьютер и тестировать скорость и стабильность системы, и так каждый раз, пока не будут достигнуты стабильные и производительные показатели.

На данный момент времени самым актуальным типом памяти является DDR2-800, но он появился недавно и пока только набирает обороты. Следующий тип (вернее, предыдущий), DDR2-667, является одним из самых распространенных, а DDR2-533 уже начинает сходить со сцены, хотя и присутствует на рынке в должном количестве. Память DDR2-400 нет смысла рассматривать, так как она практически уже исчезла из обихода. Модули памяти каждого типа имеют определенный набор таймингов, а для большей совместимости с имеющимся разнообразием оборудования они немного завышены. Так, в SPD модулей DDR2-533 производители обычно указывают временные задержки 4-4-4-12 (CL-RCD-RP-RAS), в DDR2-667 - 5-5-5-15 и в DDR2-800 - 5-5-5-18, при стандартном напряжении питания 1,8-1,85 В. Но ничто не мешает их снизить для увеличения производительности системы, а при условии поднятия напряжения всего до 2-2,1 В (что для памяти будет в пределах нормы, но охлаждение все же не помешает) вполне возможно установить еще более агрессивные задержки.

В качестве тестовой платформы для наших экспериментов мы выбрали следующую конфигурацию:

• Материнская плата: ASUS P5B-E (Intel P965, BIOS 1202)
• Процессор: Intel Core 2 Extreme X6800 (2,93 ГГц, 4 Мб кэш, FSB1066, LGA775)
• Система охлаждения: Thermaltake Big Typhoon
• Видеокарта: ASUS EN7800GT Dual (2хGeForce 7800GT, но использовалось только "половина" видеокарты)
• HDD: Samsung HD120IJ (120 Гб, 7200 об/мин, SATAII)
• Привод: Samsung TS-H552 (DVD+/-RW)
• Блок питания: Zalman ZM600-HP

В качестве оперативной памяти использовалось два модуля DDR2-800 объемом 1 Гб производства Hynix (1GB 2Rx8 PC2-6400U-555-12), благодаря чему появилась возможность расширить количество тестов с различными режимами работы памяти и комбинациями таймингов.

Приведем перечень необходимого ПО, позволяющего проверить стабильность системы и зафиксировать результаты настроек памяти. Для проверки стабильной работы памяти можно использовать такие тестовые программы как Testmem, Testmem+, S&M, Prime95 , в качестве утилиты настройки таймингов "на лету" в среде Windows применяется MemSet (для платформ Intel и AMD) и A64Info (только для AMD) . Выяснение оправданности экспериментов над памятью можно осуществить архиватором WinRAR 3.70b (имеется встроенный бенчмарк), программой SuperPI , рассчитывающая значение числа Пи, тестовым пакетом Everest (также есть встроенный бенчмарк), SiSoft Sandra и т.д.

Основные же настройки осуществляются в BIOS Setup. Для этого необходимо во время старта системы нажать клавишу Del, F2 или другую, в зависимости от производителя платы. Далее ищем пункт меню, отвечающий за настройки памяти: тайминги и режим работы. В нашем случае искомые настройки находились в Advanced/Chipset Setting/North Bridge Configuration (тайминги) и Advanced/Configure System Frequency (режим работы или, проще говоря, частота памяти). В BIOS"е других плат настройки памяти могут находиться в "Advanced Chipset Features" (Biostar), "Advanced/Memory Configuration" (Intel), "Soft Menu + Advanced Chipset Features" (abit), "Advanced Chipset Features/DRAM Configuration" (EPoX), "OverClocking Features/DRAM Configuration" (Sapphire), "MB Intelligent Tweaker" (Gigabyte, для активации настроек необходимо в главном окне BIOS нажать Ctrl+F1 ) и т.д. Напряжение питания обычно изменяется в пункте меню, отвечающем за оверклокинг и обозначается как "Memory Voltage", "DDR2 OverVoltage Control", "DIMM Voltage", "DRAM Voltage", "VDIMM" и т.д. Также у различных плат от одного и того же производителя настройки могут отличаться как по названию и размещению, так и по количеству, так что в каждом отдельном случае придется обратиться к инструкции.

Если нет желания поднимать рабочую частоту модулей (при условии возможностей и поддержки со стороны платы) выше ее номинальной, то можно ограничиться уменьшением задержек. Если да, то вам скорее придется прибегнуть к повышению напряжения питания, равно как и при снижении таймингов, в зависимости от самой памяти. Для изменения настроек достаточно необходимые пункты перевести из режима "Auto" в "Manual". Нас интересуют основные тайминги, которые обычно находятся вместе и называются следующим образом: CAS# Latency Time (CAS, CL, Tcl, tCL), RAS# to CAS# Delay (RCD, Trcd, tRCD), RAS# Precharge (Row Precharge Time, RP, Trp, tRP) и RAS# Activate to Precharge (RAS, Min.RAS# Active Time, Cycle Time, Tras, tRAS). Также есть еще один параметр - Command Rate (Memory Timing, 1T/2T Memory Timing, CMD-ADDR Timing Mode) принимающий значение 1T или 2T (в чипсете AMD RD600 появилось еще одно значение - 3Т) и присутствующий на платформе AMD или в чипсетах NVidia (в логике от Intel он заблокирован в значении 2T). При снижении этого параметра до единицы увеличивается быстродействие подсистемы памяти, но снижается максимально возможная ее частота. При попытке изменить основные тайминги на некоторых материнских платах могут ожидать "подводные камни" - отключив автоматическую настройку, мы тем самым сбрасываем значения подтаймингов (дополнительные тайминги, влияющие как на частоту, так и на быстродействие памяти, но не так значительно, как основные), как, например, на нашей тестовой плате. В этом случае придется воспользоваться программой MemSet (желательно последней версии) и просмотреть для каждого режима работы памяти значения подтаймингов (субтаймингов), чтобы установить аналогичные в BIOS"e.

Если названия задержек не совпадут, то тут хорошо проявляет себя "метод научного тыка". Незначительно изменяя дополнительные настройки в BIOS Setup, проверяем программой, что, где и как изменилось.

Теперь для памяти, функционирующей на частоте 533 МГц, можно попытаться вместо стандартных задержек 4-4-4-12 (или какого-либо другого варианта) установить 3-3-3-9 или даже 3-3-3-8. Если с такими настройками система не стартует, поднимаем напряжение на модулях памяти до 1,9-2,1 В. Выше не рекомендуется, даже при 2,1 В желательно использовать дополнительное охлаждение памяти (простейший вариант - направить на них поток воздуха от обычного кулера). Но сперва необходимо провести тесты при стандартных настройках, например в очень чувствительном к таймингам архиваторе WinRAR (Tools/Benchmark and hardware test). После изменения параметров проверяем снова и, если результат удовлетворяет, оставляем как есть. Если нет, как это произошло в нашем тестировании, то при помощи утилиты MemSet в среде Windows (эта операция может привести либо к зависанию системы, либо, что еще хуже, полной неработоспособности ее) или же средствами BIOS Setup поднимаем на единицу RAS# to CAS# Delay и снова тестируем. После можно попытаться уменьшить на единицу параметр RAS# Precharge, что немного увеличит быстродействие.

Тоже самое проделываем для памяти DDR2-667: вместо значений 5-5-5-15 выставляем 3-3-3-9. При проведении тестов нам пришлось также увеличить RAS# to CAS# Delay, иначе быстродействие ничем не отличалось от стандартных настроек.

Для системы, использующей DDR2-800, задержки можно уменьшить до 4-4-4-12 или даже 4-4-3-10, в зависимости от конкретных модулей. В любом случае подбор таймингов сугубо индивидуален, и дать конкретные рекомендации достаточно сложно, но приведенные примеры вполне могут помочь вам в тонкой настройке системы. И не забываем о напряжении питания.

В итоге мы провели тестирование с восемью различными вариантами и комбинациями режимов работы памяти и ее задержками, а также включили в тесты результаты оверклокерской памяти, - Team Xtreem TXDD1024M1066HC4, работавшей на эффективной частоте 800 МГц при таймингах 3-3-3-8. Итак, для режима 533 МГц вышло три комбинации с таймингами 4-4-4-12, 3-4-3-8 и 3-4-2-8, для 667 МГц всего две - 5-5-5-15 и 3-4-3-9, а для режима 800 МГц, как и в первом случае, три - 5-5-5-18, 4-4-4-12 и 4-4-3-10. В качестве тестовых пакетов использовались: подтест памяти из синтетического пакета PCMark05, архиватор WinRAR 3.70b, программа расчета числа Пи - SuperPI и игра Doom 3 (разрешение 1024x768, качество графики High). Латентность памяти проверялась встроенным бенчмарком программы Everest. Все тесты проходили в среде Windows XP Professional Edition SP2. Представленные результаты на диаграммах расположены по режимам работы.

Как видите по результатам, разница в некоторых тестах незначительная, а порой даже мизерная. Это обусловлено тем, что системная шина процессора Core 2 Duo, равная 1066 МГц, имеет теоретическую пропускную способность 8,5 Гб/с, что соответствует пропускной способности двухканальной памяти DDR2-533. При использовании более скоростной памяти ограничивающим фактором быстродействия системы становится шина FSB. Уменьшение задержек ведет к росту быстродействия, но не так заметно, как повышение частоты памяти. При использовании в качестве тестового стенда платформы AMD можно было бы наблюдать совсем другую картину, что мы по возможности и сделаем в следующий раз, а пока вернемся к нашим тестам.

В синтетике рост производительности при уменьшении задержек для каждого из режимов составил 0,5% для 533 МГц, 2,3% для 667 МГц и 1% для 800 МГц. Заметен значительный рост производительности при переходе от памяти DDR2-533 к DDR2-667, а вот смена с 667 на DDR2-800 дает уже не такую прибавку скорости. Также память уровнем ниже и с низкими таймингами вплотную приближается к более высокочастотному варианту, но с номинальными настройками. И это справедливо практически для каждого теста. Для архиватора WinRAR, который достаточно чувствителен к изменению таймингов, показатель производительности немного вырос: 3,3% для DDR2-533 и 8,4% для DDR2-667/800. Расчет восьмимиллионного знака числа Пи отнесся к различным комбинациям в процентном соотношении лучше, чем PCMark05, хоть и незначительно. Игровое приложение не сильно жалует DDR2-677 с таймингами 5-5-5-15, и только снижение последних позволило обойти менее скоростную память (которой, как оказалось, все равно, какие тайминги стоят) на два кадра. Настройка памяти DDR2-800 дала прибавку еще в два кадра, а оверклокерский вариант, который имел неплохой разрыв в остальных тестах, не слишком вырвался вперед относительно менее дорогого аналога. Все же, кроме процессора и памяти, есть еще одно звено - видеоподсистема, которая вносит свои коррективы в производительность всей системы в целом. Результат латентности памяти удивил, хотя, если присмотреться к графику, становится ясно, отчего показатели именно такие, какие есть. Падая с ростом частоты и уменьшением таймингов от режима DDR2-533 4-4-4-12, латентность имеет "провал" на DDR2-667 3-4-3-9, а последний режим практически ничем кроме частоты от предыдущего не отличается. И благодаря столь низким задержкам DDR2-667 запросто обходит DDR2-800, которая имеет более высокие значения, но пропускная способность DDR2-800 позволяет в реальных приложениях все же вырваться вперед.

И в заключение хотелось бы сказать, что несмотря на небольшой процент прироста быстродействия (~0,5-8,5), который получается от уменьшения временных задержек, эффект все же присутствует. И даже при переходе с DDR2-533 на DDR2-800 мы получаем прибавку в среднем 3-4%, а в WinRAR более 20. Так что подобный "тюнинг" имеет свои плюсы и позволяет даже без серьезного разгона немного поднять производительность системы.

Как правильно выставить тайминги оперативной памяти?

Ответ мастера:

Бывает так, что необходимо увеличить производительность компьютера. Но далеко не всегда установка новых комплектующих возможна. Например, сказывается отсутствие средств на покупку, или, невозможность физического доступа. В таком случае можно попытаться изменить параметры имеющегося оборудования, такого как процессор или оперативная память. Все параметры, как правило, настраиваются через BIOS.

Для начала необходимо выполнить проверку оперативной памяти Вашего компьютера. Для выполнения проверки зайдите в меню «Пуск». Оттуда перейдите в панель управления и найдите пункт «Система и безопасность». Кликните по пункту «Администрирование».

Далее, Вам нужно запустить программу под названием «Проверка памяти Windows». После запуска согласитесь с предложенной перезагрузкой Вашего компьютера и подождите, пока не закончится тест оперативной памяти компьютера. Заново перезагрузите компьютер, и в моменты загрузки зайдите в меню BIOS. Откройте там пункт, отвечающий за изменение параметров функционирования процессора и оперативной памяти.

Прежде всего, Вам нужно увеличить подаваемое напряжение. Это необходимо для того, чтобы избежать отключения компьютера в аварийном режиме. Далее найдите показатели таймингов оперативной памяти. Их четыре. Выберите четвертый пункт и понизьте его значение на 0.5. Применяйте новое значение, которое Вы ввели, через пункт Save & Exit.

После того, как операционная система загрузится, повторите тест оперативной памяти. Если ошибок не выявлено, можно понизить через BIOS третий пункт на единицу. Таким образом, понижайте показатели и проводите тест до тех пор, пока тестирование не сообщит о появлении ошибки. Если таковая возникла, значит нужно вернуться к последним рабочим параметрам.

Не забывайте повышать напряжение, которое подается к оперативной памяти. Если же требуется большее повышение производительности, то нужно выполнить настройку шины. Обычно показатель этого параметра находится непосредственно над показателями, которые отвечают за тайминги. Для начала повысьте показатель частоты на 20 - 30 герц. Если после этого тест оперативной памяти не сообщит об ошибках, то повышайте показатель до возникновения таковых.

Нельзя резко уменьшать показатели таймингов памяти. Это не только приведет к сбоям в работе, но может и вывести из строя планки оперативной памяти.