Почему существуют разные тактовые частоты и тайминги в оперативной памяти?

Существует очень простой способ продемонстрировать время памяти в очень практических терминах, которые все поймут. Мегагерц и гигагерц тактовой частоты и частоты шины могут показаться немного непрозрачными, если у вас нет электронного фона.

Первое, что нужно учитывать, это фактическая тактовая частота. Тактовая частота - это количество операций в секунду, которые компьютер может выполнять. Операции обычно считываются или записываются в случае памяти. Тактовая частота и синхронизация необходимы, чтобы все электронные компоненты знали, когда прослушивать электрический сигнал, который представляет 1 или 0. Если какая-либо из сторон рано или поздно говорит или слушает, то существует высокая вероятность ошибки, определяющей правильное состояние бита в памяти.

Во-вторых, давайте рассмотрим это так, как если бы это был телефонный звонок. Представьте, что мы оба на телефоне, подключенном напрямую друг к другу. У нас есть метроном, который щелкает один раз каждые пять секунд, и каждый раз, когда он щелкает, мы по очереди говорим. Мы обмениваемся информацией взад и вперед. Мы выражаем информацию заранее определенным способом, который должен кричать по линии, когда метроном щелкает, чтобы представить 1 в памяти, и молчание, чтобы представлять ноль.

Теперь, когда приведен пример, я могу использовать это, чтобы продемонстрировать несколько вещей о том, как функционирует оперативная память. Протокол в этом примере: мы сменяем каждый раз, когда метроном щелкает. Если кто-то из нас пропустит один из щелчков метронома, мы окажемся не синхронизированы. Ошибки синхронизации эффективно выражаются, когда мы вдвоем не разговариваем и не слушаем в нужные моменты. Если вы начнете слушать через миллисекунду после того, как я перестану кричать, вы ошибочно интерпретируете это как состояние 0. Они называют это джиттер. Чем хуже не синхронизируются обе стороны, тем более выраженным будет количество ошибок определения состояния.

Тактовая частота необходима для того, чтобы материнская плата и память могли правильно обмениваться информацией о состоянии друг с другом. Тактовая частота памяти более или менее равна скорости, с которой она способна считывать / записывать данные в ОЗУ.

Причиной такого изменения скоростей модулей памяти является то, что за последние несколько лет в материаловедении была разработана память с более низким энергопотреблением, которая способна поддерживать большее количество надежных точек опроса состояния в секунду, эффективно делая память быстрее. Время, необходимое для прохождения электрического сигнала в проводе от полного 0 к полному 1, называется переходным временем (также называемым низким и высоким состояниями). При чтении / записи памяти, чем ближе чтение / запись к часам импульс синхронизации, тем более вероятно, что чтение / запись будет успешным. Чем ближе она к средней точке между тактовыми импульсами, тем больше вероятность того, что чтение / запись будет неудачным.

Большинство среднестатистических пользователей не разбираются в мельчайших подробностях, подобных этому, но если вы смелы и имеете планы разогнать компьютер или увеличить скорость шины, то вам, вероятно, гораздо важнее подобные вещи. Часто вы можете получить большую скорость от электроники, но побочный эффект - больше тепла и больше ошибок. Нагрев является функцией увеличения числа выполняемых операций, и ошибки обычно напрямую связаны с конкретными характеристиками производительности полупроводникового материала в памяти. Оценка скорости памяти более или менее просто показатель производительности, на который рассчитана память с приемлемым количеством ошибок чтения / записи.

Надеюсь, это ответит на ваш вопрос....

Ваш вопрос, кажется, задает вопрос, почему доступны разные классы скорости памяти. Как, почему бы не было только одной скорости -> самая быстрая. Кроме того, возможно, это связано с тем, «почему оценки на более высоких скоростях стоят дороже, потому что я могу разогнать более медленные вещи, и это действительно тот же самый чип, верно !?»

Один из других ответов обозначил причину этого как «маркетинговую». Возможно, это часть этого, но для этого есть серьезные технические / физические причины.

Вот в чем дело : когда производятся полупроводниковые приборы, на самом деле существует огромный разброс во всем процессе. То есть, несмотря на то, что весь процесс одинаков для каждого запуска пластин, каждая отдельная часть выглядит несколько иначе. Некоторые не только работают, а некоторые не работают, но некоторые в конечном итоге будут работать на разных уровнях производительности в зависимости от напряжения, температуры, энергопотребления, тактовой частоты и т. Д.

После того, как будет произведено несколько серий пластин данного типа, поставщик полупроводников будет иметь представление о том, как их кривая доходности выглядит для различных наборов условий испытаний. Затем они используют статистический анализ, чтобы определить набор элементов производительности, которым соответствует каждая отдельная деталь ... в действительности, элементы с низкой и высокой скоростью. Для деталей, изготовленных в больших объемах, обычно имеется несколько различных возможных бункеров и множество возможных комбинаций условий испытаний, которым чипы маркированы для соответствия.

Таким образом, что касается частей памяти, данное устройство может соответствовать всем условиям тестирования на частоте 600 МГц, но не на частоте 700 МГц, поэтому часть входит в блок 600 МГц. Часть, которая соответствует всем на 700 МГц, но не на 800 МГц, идет в мусорную корзину 700 МГц и т. Д.

Все это соответствует кривой распределения, и вы можете видеть, что для бункеров с более высокой скоростью все меньше и меньше деталей будут соответствовать более жестким спецификациям более высоких скоростей. В действительности, более высокоскоростные детали более редки, поэтому они могут требовать более высокую цену для людей, которые действительно хотят их. И наоборот, вы можете видеть, что они могут продавать более медленные детали с меньшими затратами, потому что их легче сделать.

Резюмируя : в конечном итоге, это сводится к изменчивости производственного процесса, статистике и некоторым базовым показателям спроса и предложения.

Вот хорошая статья о времени ОЗУ и хорошее руководство по производительности памяти .

Маркетинг.

Если вы посмотрите на тесты, игра в удвоение для вашего барана, чтобы получить отличные тайминги, дает вам увеличение производительности менее чем на 1-5%.

Просто купите дешевый, но качественный баран и сэкономьте немало денег.