Latence CAS - CAS latency

Latence adresy sloupce (CAS) nebo CL je zpoždění v hodinových cyklech mezi příkazem READ a momentovými daty. V asynchronní paměti DRAM je interval zadán v nanosekundách (absolutní čas). V synchronní paměti DRAM je interval specifikován v hodinových cyklech. Protože latence je závislá na počtu taktů hodin místo absolutního času, skutečný čas pro modul SDRAM pro reakci na událost CAS se může lišit mezi použitím stejného modulu, pokud se liší taktovací frekvence.

RAM operační pozadí

Dynamická paměť RAM je uspořádána do obdélníkového pole. Každý řádek je vybrán vodorovnou slovní řádkou . Odeslání logicky vysokého signálu podél daného řádku umožňuje MOSFETům přítomným v tomto řádku a připojení každého paměťového kondenzátoru k jeho odpovídající vertikální bitové linii . Každá bitová linka je připojena k snímacímu zesilovači, který zesiluje malou změnu napětí produkovanou akumulačním kondenzátorem. Tento zesílený signál je poté vysílán z čipu DRAM a také veden zpět po bitové lince k obnovení řádku.

Když není aktivní žádný slovní řádek, pole je nečinné a bitové řádky jsou udržovány v předem nabitém stavu s napětím v polovině mezi vysokým a nízkým. Když je řada aktivní, je tento neurčitý signál odkloněn akumulačním kondenzátorem směrem k vysoké nebo nízké.

Pro přístup do paměti musí být nejprve vybrán řádek a načten do snímacích zesilovačů. Tento řádek je poté aktivní a ke sloupcům lze přistupovat pro čtení nebo zápis.

Latence CAS je zpoždění mezi okamžikem, kdy je adresa sloupce a stroboskopický signál adresy sloupce předloženy paměťovému modulu, a časem, ve kterém jsou odpovídající data zpřístupněna paměťovým modulem. Požadovaný řádek již musí být aktivní; pokud tomu tak není, je zapotřebí další čas.

Jako příklad může typický 1 paměťový modul GiB SDRAM obsahovat osm samostatných jednogibibitových DRAM čipů, z nichž každý nabízí 128 MiB úložného prostoru. Každý čip je interně rozdělen do osmi bank 2 27 = 128 Mibits , z nichž každý tvoří samostatné pole DRAM. Každá banka obsahuje 2 14 = 16384 řádků po 2 13 = 8192 bitů. Jeden bajt paměti (z každého čipu; celkem 64 bitů z celého modulu DIMM) je přístupný zadáním 3bitového čísla banky, 14bitové adresy řádku a 13bitové adresy sloupce.

Vliv na rychlost přístupu do paměti

S asynchronní DRAM byla paměť přístupná paměťovým řadičem na paměťové sběrnici na základě nastaveného načasování, nikoli na hodinách, a byla oddělena od systémové sběrnice. Synchronní DRAM má však latenci CAS, která závisí na hodinové frekvenci. Podle toho je latence CAS paměťového modulu SDRAM specifikována v hodinových klíšťatech místo absolutního času.

Protože paměťové moduly mají více interních bank a data mohou být na výstupu z jedné během latence přístupu k druhé, výstupní piny mohou být 100% zaneprázdněny bez ohledu na latenci CAS prostřednictvím pipeline ; maximální dosažitelná šířka pásma je určena pouze rychlostí hodin. Bohužel této maximální šířky pásma lze dosáhnout pouze v případě, že je adresa dat ke čtení známa dostatečně dlouho předem; není-li adresa přístupných dat předvídatelná, může dojít k zablokování potrubí , což má za následek ztrátu šířky pásma. Pro zcela neznámý přístup do paměti (náhodný přístup AKA) je relevantní latencí čas zavření libovolného otevřeného řádku plus čas otevření požadovaného řádku, následovaný latencí CAS ke čtení dat z něj. Kvůli prostorové lokalitě je však běžné přistupovat k několika slovům na stejném řádku. V tomto případě samotná latence CAS určuje uplynulý čas.

Protože latence CAS moderních modulů DRAM jsou specifikovány v časových klíčích místo času, při porovnávání latencí při různých rychlostech hodin musí být latence převedeny do absolutních časů, aby bylo možné spravedlivé srovnání; vyšší numerická latence CAS může být stále kratší, pokud jsou hodiny rychlejší. Podobně může být u paměťového modulu, který je podtaktovaný, snížen počet cyklů latence CAS, aby byla zachována stejná doba latence CAS.

RAM s dvojnásobnou datovou rychlostí (DDR) provádí dva přenosy za taktovací cyklus a je obvykle popsána touto přenosovou rychlostí. Protože latence CAS je specifikována v hodinových cyklech, a nikoli v převodech (které se vyskytují na vzestupné i sestupné hraně hodin), je důležité zajistit, aby se používala hodinová rychlost (polovina přenosové rychlosti) vypočítat časy latence CAS.

Dalším komplikujícím faktorem je použití sekvenčních přenosů. Moderní mikroprocesor může mít velikost řádku mezipaměti 64 bajtů, což vyžaduje k naplnění osm přenosů z 64bitové paměti (osm bajtů). Latence CAS může přesně měřit pouze čas pro přenos prvního slova paměti; čas na přenos všech osmi slov závisí také na rychlosti přenosu dat. Naštěstí procesor obvykle nemusí čekat na všech osm slov; shluk je obvykle odeslán v kritickém slově prvního řádu a první kritické slovo může být mikroprocesorem použito okamžitě.

V tabulce níže jsou datové rychlosti uvedeny v milionech přenosů - označovaných také jako megatransfery - za sekundu (MT / s), zatímco hodinové rychlosti jsou uvedeny v MHz, miliony cyklů za sekundu.

Příklady časování paměti

Příklady časování paměti (pouze latence CAS)
Generace Typ Rychlost přenosu dat Čas přenosu Rychlost velení Doba cyklu Latence CAS První slovo Čtvrté slovo Osmé slovo
SDRAM PC100 100 MT / s 10 000 ns 100 MHz 10 000 ns 2 20,00 ns 50,00 ns 90,00 ns
PC133 133 MT / s 7 500 ns 133 MHz 7 500 ns 3 22,50 ns 45,00 ns 75,00 ns
DDR SDRAM DDR-333 333 MT / s 3 000 ns 166 MHz 6 000 ns 2.5 15,00 ns 24,00 ns 36,00 ns
DDR-400 400 MT / s 2 500 ns 200 MHz 5 000 ns 3 15,00 ns 22,50 ns 32,50 ns
2.5 12,50 ns 20,00 ns 30,00 ns
2 10,00 ns 17,50 ns 27,50 ns
DDR2 SDRAM DDR2-400 400 MT / s 2 500 ns 200 MHz 5 000 ns 4 20,00 ns 27,50 ns 37,50 ns
3 15,00 ns 22,50 ns 32,50 ns
DDR2-533 533 MT / s 1,875 ns 266 MHz 3,750 ns 4 15,00 ns 20,63 ns 28,13 ns
3 11,25 ns 16,88 ns 24,38 ns
DDR2-667 667 MT / s 1 500 ns 333 MHz 3 000 ns 5 15,00 ns 19,50 ns 25,50 ns
4 12,00 ns 16,50 ns 22,50 ns
DDR2-800 800 MT / s 1 250 ns 400 MHz 2 500 ns 6 15,00 ns 18,75 ns 23,75 ns
5 12,50 ns 16,25 ns 21,25 ns
4.5 11,25 ns 15,00 ns 20,00 ns
4 10,00 ns 13,75 ns 18,75 ns
DDR2-1066 1066 MT / s 0,938 ns 533 MHz 1,875 ns 7 13,13 ns 15,94 ns 19,69 ns
6 11,25 ns 14,06 ns 17,81 ns
5 9,38 ns 12,19 ns 15,94 ns
4.5 8,44 ns 11,25 ns 15,00 ns
4 7,50 ns 10,31 ns 14,06 ns
DDR3 SDRAM DDR3-1066 1066 MT / s 0,938 ns 533 MHz 1,875 ns 7 13,13 ns 15,94 ns 19,69 ns
DDR3-1333 1333 MT / s 0,750 ns 666 MHz 1 500 ns 9 13,50 ns 15,75 ns 18,75 ns
7 10,50 ns 12,75 ns 15,75 ns
6 9,00 ns 11,25 ns 14,25 ns
DDR3-1375 1375 MT / s 0,727 ns 687 MHz 1,455 ns 5 7,27 ns 9,45 ns 12,36 ns
DDR3-1600 1600 MT / s 0,625 ns 800 MHz 1 250 ns 11 13,75 ns 15,63 ns 18,13 ns
10 12,50 ns 14,38 ns 16,88 ns
9 11,25 ns 13,13 ns 15,63 ns
8 10,00 ns 11,88 ns 14,38 ns
7 8,75 ns 10,63 ns 13,13 ns
6 7,50 ns 9,38 ns 11,88 ns
DDR3-1866 1866 MT / s 0,536 ns 933 MHz 1,071 ns 10 10,71 ns 12,32 ns 14,46 ns
9 9,64 ns 11,25 ns 13,39 ns
8 8,57 ns 10,18 ns 12,32 ns
DDR3-2000 2000 MT / s 0,500 ns 1 000 MHz 1 000 ns 9 9,00 ns 10,50 ns 12,50 ns
DDR3-2133 2133 MT / s 0,469 ns 1066 MHz 0,938 ns 12 11,25 ns 12,66 ns 14,53 ns
11 10,31 ns 11,72 ns 13,59 ns
10 9,38 ns 10,78 ns 12,66 ns
9 8,44 ns 9,84 ns 11,72 ns
8 7,50 ns 8,91 ns 10,78 ns
7 6,56 ns 7,97 ns 9,84 ns
DDR3-2200 2200 MT / s 0,455 ns 1100 MHz 0,909 ns 7 6,36 ns 7,73 ns 9,55 ns
DDR3-2400 2400 MT / s 0,417 ns 1 200 MHz 0,833 ns 13 10,83 ns 12,08 ns 13,75 ns
12 10,00 ns 11,25 ns 12,92 ns
11 9,17 ns 10,42 ns 12,08 ns
10 8,33 ns 9,58 ns 11,25 ns
9 7,50 ns 8,75 ns 10,42 ns
DDR3-2600 2600 MT / s 0,385 ns 1300 MHz 0,769 ns 11 8,46 ns 9,62 ns 11,15 ns
DDR3-2666 2666 MT / s 0,375 ns 1333 MHz 0,750 ns 15 11,25 ns 12,38 ns 13,88 ns
13 9,75 ns 10,88 ns 12,38 ns
12 9,00 ns 10,13 ns 11,63 ns
11 8,25 ns 9,38 ns 10,88 ns
DDR3-2800 2800 MT / s 0,357 ns 1400 MHz 0,714 ns 16 11,43 ns 12,50 ns 13,93 ns
12 8,57 ns 9,64 ns 11,07 ns
11 7,86 ns 8,93 ns 10,36 ns
DDR3-2933 2933 MT / s 0,341 ns 1466 MHz 0,682 ns 12 8,18 ns 9,20 ns 10,57 ns
DDR3-3000 3000 MT / s 0,333 ns 1 500 MHz 0,667 ns 12 8,00 ns 9,00 ns 10,33 ns
DDR3-3100 3100 MT / s 0,323 ns 1550 MHz 0,645 ns 12 7,74 ns 8,71 ns 10,00 ns
DDR3-3200 3200 MT / s 0,313 ns 1600 MHz 0,625 ns 16 10,00 ns 10,94 ns 12,19 ns
DDR3-3300 3300 MT / s 0,303 ns 1650 MHz 0,606 ns 16 9,70 ns 10,61 ns 11,82 ns
DDR4 SDRAM
DDR4-1600 1600 MT / s 0,625 ns 800 MHz 1 250 ns 12 15,00 ns 16,88 ns 19,38 ns
11 13,75 ns 15,63 ns 18,13 ns
10 12,50 ns 14,38 ns 16,88 ns
DDR4-1866 1866 MT / s 0,536 ns 933 MHz 1,071 ns 14 15,00 ns 16,61 ns 18,75 ns
13 13,93 ns 15,54 ns 17,68 ns
12 12,86 ns 14,46 ns 16,61 ns
DDR4-2133 2133 MT / s 0,469 ns 1066 MHz 0,938 ns 16 15,00 ns 16,41 ns 18,28 ns
15 14,06 ns 15,47 ns 17,34 ns
14 13,13 ns 14,53 ns 16,41 ns
DDR4-2400 2400 MT / s 0,417 ns 1 200 MHz 0,833 ns 17 14,17 ns 15,42 ns 17,08 ns
16 13,33 ns 14,58 ns 16,25 ns
15 12,50 ns 13,75 ns 15,42 ns
DDR4-2666 2666 MT / s 0,375 ns 1333 MHz 0,750 ns 17 12,75 ns 13,88 ns 15,38 ns
16 12,00 ns 13,13 ns 14,63 ns
15 11,25 ns 12,38 ns 13,88 ns
13 9,75 ns 10,88 ns 12,38 ns
12 9,00 ns 10,13 ns 11,63 ns
DDR4-2800 2800 MT / s 0,357 ns 1400 MHz 0,714 ns 17 12,14 ns 13,21 ns 14,64 ns
16 11,43 ns 12,50 ns 13,93 ns
15 10,71 ns 11,79 ns 13,21 ns
14 10,00 ns 11,07 ns 12,50 ns
DDR4-3000 3000 MT / s 0,333 ns 1 500 MHz 0,667 ns 17 11,33 ns 12,33 ns 13,67 ns
16 10,67 ns 11,67 ns 13,00 ns
15 10,00 ns 11,00 ns 12,33 ns
14 9,33 ns 10,33 ns 11,67 ns
DDR4-3200 3200 MT / s 0,313 ns 1600 MHz 0,625 ns 16 10,00 ns 10,94 ns 12,19 ns
15 9,38 ns 10,31 ns 11,56 ns
14 8,75 ns 9,69 ns 10,94 ns
DDR4-3300 3300 MT / s 0,303 ns 1650 MHz 0,606 ns 16 9,70 ns 10,61 ns 11,82 ns
DDR4-3333 3333 MT / s 0,300 ns 1666 MHz 0,600 ns 16 9,60 ns 10,50 ns 11,70 ns
DDR4-3400 3400 MT / s 0,294 ns 1700 MHz 0,588 ns 16 9,41 ns 10,29 ns 11,47 ns
DDR4-3466 3466 MT / s 0,288 ns 1733 MHz 0,577 ns 18 10,38 ns 11,25 ns 12,40 ns
17 9,81 ns 10,67 ns 11,83 ns
16 9,23 ns 10,10 ns 11,25 ns
DDR4-3600 3600 MT / s 0,278 ns 1800 MHz 0,556 ns 19 10,56 ns 11,39 ns 12,50 ns
18 10,00 ns 10,83 ns 11,94 ns
17 9,44 ns 10,28 ns 11,39 ns
16 8,89 ns 9,72 ns 10,83 ns
15 8,33 ns 9,17 ns 10,28 ns
DDR4-3733 3733 MT / s 0,268 ns 1866 MHz 0,536 ns 17 9,11 ns 9,91 ns 10,98 ns
DDR4-3866 3866 MT / s 0,259 ns 1933 MHz 0,517 ns 18 9,31 ns 10,09 ns 11,12 ns
DDR4-4000 4000 MT / s 0,250 ns 2 000 MHz 0,500 ns 19 9,50 ns 10,25 ns 11,25 ns
DDR4-4133 4133 MT / s 0,242 ns 2066 MHz 0,484 ns 19 9,19 ns 9,92 ns 10,89 ns
DDR4-4200 4200 MT / s 0,238 ns 2100 MHz 0,476 ns 19 9,05 ns 9,76 ns 10,71 ns
DDR4-4266 4266 MT / s 0,234 ns 2133 MHz 0,469 ns 19 8,91 ns 9,61 ns 10,55 ns
18 8,44 ns 9,14 ns 10,08 ns
DDR4-4600 4600 MT / s 0,217 ns 2300 MHz 0,435 ns 19 8,26 ns 8,91 ns 9,78 ns
18 7,82 ns 8,48 ns 9,35 ns
DDR4-4800 4800 MT / s 0,208 ns 2 400 MHz 0,417 ns 19 7,92 ns 8,54 ns 9,38 ns
Generace Typ Rychlost přenosu dat Čas přenosu Rychlost velení Doba cyklu Latence CAS První slovo Čtvrté slovo Osmé slovo

Poznámky

Viz také

Reference

externí odkazy