Задержка CAS - CAS latency

Задержка строба адреса столбца (CAS) или CL - это задержка в тактовых циклах между командой READ и моментом доступности данных. В асинхронной DRAM интервал указывается в наносекундах (абсолютное время). В синхронной DRAM интервал указывается в тактах. Поскольку задержка зависит от количества тактов часов, а не от абсолютного времени, фактическое время ответа модуля SDRAM на событие CAS может варьироваться в зависимости от использования одного и того же модуля, если тактовая частота отличается.

Фон работы RAM

Дополнительная информация: DRAM § Принципы работы

Динамическое ОЗУ организовано в виде прямоугольного массива. Каждая строка выделяется горизонтальной строкой слов . Отправка высокого логического сигнала по заданной строке включает полевые МОП-транзисторы, присутствующие в этой строке, соединяя каждый накопительный конденсатор с соответствующей вертикальной битовой линией . Каждая разрядная линия подключена к считывающему усилителю, который усиливает небольшое изменение напряжения, создаваемое накопительным конденсатором. Этот усиленный сигнал затем выводится из микросхемы DRAM, а также возвращается по битовой линии для обновления строки.

Когда активная шина слов отсутствует, массив находится в режиме ожидания, а битовые линии удерживаются в предварительно заряженном состоянии с напряжением, находящимся на полпути между высоким и низким. Этот неопределенный сигнал отклоняется накопительным конденсатором в сторону высокого или низкого уровня, когда строка становится активной.

Чтобы получить доступ к памяти, сначала необходимо выбрать строку и загрузить ее в усилители считывания. Эта строка становится активной, и столбцы могут быть доступны для чтения или записи.

Задержка CAS - это задержка между моментом, когда адрес столбца и строб- сигнал адреса столбца представляются в модуль памяти, и временем, когда соответствующие данные становятся доступными модулем памяти. Нужная строка уже должна быть активной; в противном случае потребуется дополнительное время.

Например, типичный модуль памяти SDRAM объемом 1 ГиБ может содержать восемь отдельных микросхем DRAM емкостью 1 ГБ , каждая из которых предлагает 128 МБ дискового пространства. Каждый чип внутренне разделен на восемь банков по 2 27 = 128 Мбит , каждый из которых составляет отдельный массив DRAM. Каждый банк содержит 2 14 = 16384 ряды 2 13 = 8192 бит каждый. Доступ к одному байту памяти (от каждого чипа; всего 64 бита от всего DIMM) осуществляется путем предоставления 3-битного номера банка, 14-битного адреса строки и 13-битного адреса столбца.

Влияние на скорость доступа к памяти

При использовании асинхронной DRAM к памяти обращался контроллер памяти на шине памяти на основе установленного времени, а не часов, и был отделен от системной шины. Однако синхронная DRAM имеет задержку CAS, которая зависит от тактовой частоты. Соответственно, задержка CAS модуля памяти SDRAM указывается в тактах, а не в абсолютном времени.

Поскольку модули памяти имеют несколько внутренних банков, и данные могут выводиться из одного во время задержки доступа для другого, выходные контакты могут оставаться занятыми на 100% независимо от задержки CAS посредством конвейерной обработки ; максимально достижимая полоса пропускания определяется исключительно тактовой частотой. К сожалению, эта максимальная пропускная способность может быть достигнута только в том случае, если адрес считываемых данных известен заранее; если адрес данных, к которым осуществляется доступ, непредсказуем, может произойти остановка конвейера , что приведет к потере полосы пропускания. Для полностью неизвестного доступа к памяти (AKA Random access) релевантная задержка - это время закрытия любой открытой строки плюс время открытия нужной строки, за которым следует задержка CAS для чтения данных из нее. Однако из-за пространственной локальности обычно используются несколько слов в одной строке. В этом случае только задержка CAS определяет прошедшее время.

Поскольку задержки CAS современных модулей DRAM указываются в тактах часов, а не во времени, при сравнении задержек на разных тактовых частотах, задержки должны быть переведены в абсолютные времена, чтобы сделать справедливое сравнение; более высокая числовая задержка CAS может быть меньше времени, если часы быстрее. Аналогичным образом, для модуля памяти с пониженной тактовой частотой может быть уменьшено количество циклов задержки CAS, чтобы сохранить то же время задержки CAS.

ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных (DDR) выполняет две передачи за такт, и это обычно описывается этой скоростью передачи. Поскольку задержка CAS указывается в тактовых циклах, а не в передачах (которые происходят как на переднем, так и на заднем фронте тактового сигнала), важно убедиться, что именно тактовая частота (половина скорости передачи) используется для вычислить время задержки CAS.

Еще один усложняющий фактор - использование пакетных передач. Современный микропроцессор может иметь размер строки кэша 64 байта, что требует для заполнения восьми передач из 64-разрядной (восемь байтов) памяти. Задержка CAS позволяет точно измерить время передачи первого слова памяти; время передачи всех восьми слов также зависит от скорости передачи данных. К счастью, процессору обычно не нужно ждать всех восьми слов; взрыв, как правило , передается в критическом слове первого порядка, и первое критическое слово может быть использовано микропроцессором немедленно.

В таблице ниже скорости передачи данных указаны в миллионах передач, также известных как мегатрансферы, в секунду (MT / s), а тактовые частоты указаны в МГц, миллионах циклов в секунду.

Примеры таймингов памяти

Примеры таймингов памяти (только задержка CAS)
Поколение Тип Скорость передачи данных Время передачи Командная скорость Время цикла Задержка CAS Первое слово Четвертое слово Восьмое слово
SDRAM PC100 100 МТ / с 10.000 нс 100 МГц 10.000 нс 2 20.00 нс 50.00 нс 90.00 нс
PC133 133 МТ / с 7.500 нс 133 МГц 7.500 нс 3 22,50 нс 45.00 нс 75.00 нс
DDR SDRAM DDR-333 333 МТ / с 3.000 нс 166 МГц 6.000 нс 2,5 15.00 нс 24.00 нс 36.00 нс
DDR-400 400 МТ / с 2.500 нс 200 МГц 5.000 нс 3 15.00 нс 22,50 нс 32,50 нс
2,5 12,50 нс 20.00 нс 30.00 нс
2 10.00 нс 17,50 нс 27,50 нс
DDR2 SDRAM DDR2-400 400 МТ / с 2.500 нс 200 МГц 5.000 нс 4 20.00 нс 27,50 нс 37,50 нс
3 15.00 нс 22,50 нс 32,50 нс
DDR2-533 533 МТ / с 1.875 нс 266 МГц 3.750 нс 4 15.00 нс 20,63 нс 28,13 нс
3 11,25 нс 16.88 нс 24,38 нс
DDR2-667 667 МТ / с 1.500 нс 333 МГц 3.000 нс 5 15.00 нс 19,50 нс 25,50 нс
4 12.00 нс 16,50 нс 22,50 нс
DDR2-800 800 МТ / с 1.250 нс 400 МГц 2.500 нс 6 15.00 нс 18,75 нс 23,75 нс
5 12,50 нс 16,25 нс 21,25 нс
4.5 11,25 нс 15.00 нс 20.00 нс
4 10.00 нс 13,75 нс 18,75 нс
DDR2-1066 1066 МТ / с 0,938 нс 533 МГц 1.875 нс 7 13,13 нс 15.94 нс 19.69 нс
6 11,25 нс 14.06 нс 17,81 нс
5 9,38 нс 12,19 нс 15.94 нс
4.5 8.44 нс 11,25 нс 15.00 нс
4 7,50 нс 10.31 нс 14.06 нс
DDR3 SDRAM DDR3-1066 1066 МТ / с 0,938 нс 533 МГц 1.875 нс 7 13,13 нс 15.94 нс 19.69 нс
DDR3-1333 1333 МТ / с 0,750 нс 666 МГц 1.500 нс 9 13,50 нс 15.75 нс 18,75 нс
7 10,50 нс 12,75 нс 15.75 нс
6 9.00 нс 11,25 нс 14,25 нс
DDR3-1375 1375 МТ / с 0,727 нс 687 МГц 1.455 нс 5 7.27 нс 9,45 нс 12,36 нс
DDR3-1600 1600 МТ / с 0,625 нс 800 МГц 1.250 нс 11 13,75 нс 15.63 нс 18,13 нс
10 12,50 нс 14,38 нс 16.88 нс
9 11,25 нс 13,13 нс 15.63 нс
8 10.00 нс 11,88 нс 14,38 нс
7 8,75 нс 10,63 нс 13,13 нс
6 7,50 нс 9,38 нс 11,88 нс
DDR3-1866 1866 МТ / с 0,536 нс 933 МГц 1.071 нс 10 10,71 нс 12.32 нс 14,46 нс
9 9,64 нс 11,25 нс 13,39 нс
8 8,57 нс 10,18 нс 12.32 нс
DDR3-2000 2000 МТ / с 0,500 нс 1000 МГц 1.000 нс 9 9.00 нс 10,50 нс 12,50 нс
DDR3-2133 2133 МТ / с 0,469 нс 1066 МГц 0,938 нс 12 11,25 нс 12,66 нс 14,53 нс
11 10.31 нс 11,72 нс 13,59 нс
10 9,38 нс 10,78 нс 12,66 нс
9 8.44 нс 9,84 нс 11,72 нс
8 7,50 нс 8.91 нс 10,78 нс
7 6.56 нс 7.97 нс 9,84 нс
DDR3-2200 2200 МТ / с 0,455 нс 1100 МГц 0,909 нс 7 6.36 нс 7,73 нс 9,55 нс
DDR3-2400 2400 МТ / с 0,417 нс 1200 МГц 0,833 нс 13 10,83 нс 12.08 нс 13,75 нс
12 10.00 нс 11,25 нс 12.92 нс
11 9,17 нс 10,42 нс 12.08 нс
10 8,33 нс 9,58 нс 11,25 нс
9 7,50 нс 8,75 нс 10,42 нс
DDR3-2600 2600 МТ / с 0,385 нс 1300 МГц 0,769 нс 11 8.46 нс 9,62 нс 11.15 нс
DDR3-2666 2666 МТ / с 0,375 нс 1333 МГц 0,750 нс 15 11,25 нс 12,38 нс 13,88 нс
13 9,75 нс 10,88 нс 12,38 нс
12 9.00 нс 10,13 нс 11,63 нс
11 8,25 нс 9,38 нс 10,88 нс
DDR3-2800 2800 МТ / с 0,357 нс 1400 МГц 0,714 нс 16 11,43 нс 12,50 нс 13.93 нс
12 8,57 нс 9,64 нс 11.07 нс
11 7,86 нс 8,93 нс 10,36 нс
DDR3-2933 2933 МТ / с 0,341 нс 1466 МГц 0,682 нс 12 8.18 нс 9.20 нс 10,57 нс
DDR3-3000 3000 МТ / с 0,333 нс 1500 МГц 0,667 нс 12 8.00 нс 9.00 нс 10,33 нс
DDR3-3100 3100 МТ / с 0,323 нс 1550 МГц 0,645 нс 12 7,74 нс 8,71 нс 10.00 нс
DDR3-3200 3200 МТ / с 0,313 нс 1600 МГц 0,625 нс 16 10.00 нс 10.94 нс 12,19 нс
DDR3-3300 3300 МТ / с 0,303 нс 1650 МГц 0.606 нс 16 9,70 нс 10,61 нс 11,82 нс
DDR4 SDRAM
DDR4-1600 1600 МТ / с 0,625 нс 800 МГц 1.250 нс 12 15.00 нс 16.88 нс 19,38 нс
11 13,75 нс 15.63 нс 18,13 нс
10 12,50 нс 14,38 нс 16.88 нс
DDR4-1866 1866 МТ / с 0,536 нс 933 МГц 1.071 нс 14 15.00 нс 16.61 нс 18,75 нс
13 13.93 нс 15.54 нс 17,68 нс
12 12,86 нс 14,46 нс 16.61 нс
DDR4-2133 2133 МТ / с 0,469 нс 1066 МГц 0,938 нс 16 15.00 нс 16,41 нс 18.28 нс
15 14.06 нс 15.47 нс 17,34 нс
14 13,13 нс 14,53 нс 16,41 нс
DDR4-2400 2400 МТ / с 0,417 нс 1200 МГц 0,833 нс 17 14,17 нс 15.42 нс 17,08 нс
16 13,33 нс 14,58 нс 16,25 нс
15 12,50 нс 13,75 нс 15.42 нс
DDR4-2666 2666 МТ / с 0,375 нс 1333 МГц 0,750 нс 17 12,75 нс 13,88 нс 15.38 нс
16 12.00 нс 13,13 нс 14,63 нс
15 11,25 нс 12,38 нс 13,88 нс
13 9,75 нс 10,88 нс 12,38 нс
12 9.00 нс 10,13 нс 11,63 нс
DDR4-2800 2800 МТ / с 0,357 нс 1400 МГц 0,714 нс 17 12,14 нс 13.21 нс 14,64 нс
16 11,43 нс 12,50 нс 13.93 нс
15 10,71 нс 11,79 нс 13.21 нс
14 10.00 нс 11.07 нс 12,50 нс
DDR4-3000 3000 МТ / с 0,333 нс 1500 МГц 0,667 нс 17 11,33 нс 12,33 нс 13,67 нс
16 10,67 нс 11,67 нс 13.00 нс
15 10.00 нс 11.00 нс 12,33 нс
14 9,33 нс 10,33 нс 11,67 нс
DDR4-3200 3200 МТ / с 0,313 нс 1600 МГц 0,625 нс 16 10.00 нс 10.94 нс 12,19 нс
15 9,38 нс 10.31 нс 11,56 нс
14 8,75 нс 9,69 нс 10.94 нс
DDR4-3300 3300 МТ / с 0,303 нс 1650 МГц 0.606 нс 16 9,70 нс 10,61 нс 11,82 нс
DDR4-3333 3333 МТ / с 0,300 нс 1666 МГц 0,600 нс 16 9.60 нс 10,50 нс 11,70 нс
DDR4-3400 3400 МТ / с 0,294 нс 1700 МГц 0,588 нс 16 9,41 нс 10.29 нс 11,47 нс
DDR4-3466 3466 МТ / с 0,288 нс 1733 МГц 0,577 нс 18 10,38 нс 11,25 нс 12,40 нс
17 9,81 нс 10,67 нс 11,83 нс
16 9,23 нс 10,10 нс 11,25 нс
DDR4-3600 3600 МТ / с 0,278 нс 1800 МГц 0,556 нс 19 10,56 нс 11,39 нс 12,50 нс
18 10.00 нс 10,83 нс 11.94 нс
17 9,44 нс 10,28 нс 11,39 нс
16 8,89 нс 9,72 нс 10,83 нс
15 8,33 нс 9,17 нс 10,28 нс
DDR4-3733 3733 МТ / с 0,268 нс 1866 МГц 0,536 нс 17 9,11 нс 9.91 нс 10.98 нс
DDR4-3866 3866 МТ / с 0,259 нс 1933 МГц 0,517 нс 18 9.31 нс 10.09 нс 11,12 нс
DDR4-4000 4000 МТ / с 0,250 нс 2000 МГц 0,500 нс 19 9,50 нс 10,25 нс 11,25 нс
DDR4-4133 4133 МТ / с 0,242 нс 2066 МГц 0,484 нс 19 9.19 нс 9.92 нс 10,89 нс
DDR4-4200 4200 МТ / с 0,238 нс 2100 МГц 0,476 нс 19 9.05 нс 9,76 нс 10,71 нс
DDR4-4266 4266 МТ / с 0,234 нс 2133 МГц 0,469 нс 19 8.91 нс 9,61 нс 10,55 нс
18 8.44 нс 9,14 нс 10.08 нс
DDR4-4600 4600 МТ / с 0,217 нс 2300 МГц 0,435 нс 19 8,26 нс 8.91 нс 9,78 нс
18 7,82 нс 8.48 нс 9,35 нс
DDR4-4800 4800 МТ / с 0.208 нс 2400 МГц 0,417 нс 19 7,92 нс 8,54 нс 9,38 нс
Поколение Тип Скорость передачи данных Время передачи Командная скорость Время цикла Задержка CAS Первое слово Четвертое слово Восьмое слово

Заметки

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки