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内存的CL延迟

Hardware 林志斌 997浏览

  CL(CAS Latency):为CAS的延迟时间,这是纵向地址脉冲的反应时间,也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存的重要标志之一。  

  内存负责向CPU提供运算所需的原始数据,而目前CPU运行速度超过内存数据传输速度很多,因此很多情况下CPU都需要等待内存提供数据,这就是常说的“CPU等待时间”。内存传输速度越慢,CPU等待时间就会越长,系统整体性能受到的影响就越大。因此,快速的内存是有效提升CPU效率和整机性能的关键之一。

  在实际工作时,无论什么类型的内存,在数据被传输之前,传送方必须花费一定时间去等待传输请求的响应,通俗点说就是传输前传输双方必须要进行必要的通信,而这种就会造成传输的一定延迟时间。CL设置一定程度上反映出了该内存在从CPU那接到读取内存数据的指令后,到正式开始读取数据所需的等待时间。不难看出同频率的内存,CL设置低的更具有速度优势。

  上面只是给大家建立一个基本的CL概念,而实际上内存延迟的基本因素绝对不止这些。内存延迟时间有个专门的术语叫“Latency”。要形象的了解延迟,我们不妨把内存当成一个存储着数据的数组,或者一个EXCEL表格,要确定每个数据的位置,每个数据都是以行和列编排序号来标示,在确定了行、列序号之后该数据就唯一了。内存工作时,在要读取或写入某数据,内存控制芯片会先把数据的列地址传送过去,这个RAS信号(Row Address Strobe,行地址信号)就被激活,而在转化到行数据前,需要经过几个执行周期,然后接下来CAS信号(Column Address Strobe,列地址信号)被激活。在RAS信号和CAS信号之间的几个执行周期就是RAS-to-CAS延迟时间。在CAS信号被执行之后同样也需要几个执行周期。此执行周期在使用标准PC133的SDRAM大约是2到3个周期;而DDR RAM则是4到5个周期。在DDR中,真正的CAS延迟时间则是2到2.5个执行周期。RAS-to-CAS的时间则视技术而定,大约是5到7个周期,这也是延迟的基本因素。

  CL设置较低的内存具备更高的优势,这可以从总的延迟时间来表现。内存总的延迟时间有一个计算公式,总延迟时间=系统时钟周期×CL模式数+存取时间(tAC)。首先来了解一下存取时间(tAC)的概念,tAC是Access Time from CLK的缩写,是指最大CAS延迟时的最大数输入时钟,是以纳秒为单位的,与内存时钟周期是完全不同的概念,虽然都是以纳秒为单位。存取时间(tAC)代表着读取、写入的时间,而时钟频率则代表内存的速度。

  举个例子来计算一下总延迟时间,比如一条DDR333内存其存取时间为6ns,而其内存时钟周期为6ns(DDR内存时钟周期=1X2/内存频率,DDR400内存频率为400,则可计算出其时钟周期为6ns)。我们在主板的BIOS中将其CL设置为2.5,则总的延迟时间=6ns X2.5+6ns=21ns,而如果CL设置为2,那么总的延迟时间=6ns X2+6ns=18 ns,就减少了3ns的时间。

  从总的延迟时间来看,CL值的大小起到了很关键的作用。所以对系统要求高和喜欢超频的用户通常喜欢购买CL值较低的内存。目前各内存颗粒厂商除了从提高内存时钟频率来提高DDR的性能之外,已经考虑通过更进一步的降低CAS延迟时间来提高内存性能。

  不过,并不是说CL值越低性能就越好,因为其它的因素会影响这个数据。例如,新一代处理器的高速缓存较有效率,这表示处理器比较少地直接从内存读取数据。再者,列的数据会比较常被存取,所以RAS-to-CAS的发生几率也大,读取的时间也会增多。最后,有时会发生同时读取大量数据的情形,在这种情形下,相邻的内存数据会一次被读取出来,CAS延迟时间只会发生一次。

  选择购买内存时,最好选择同样CL设置的内存,因为不同速度的内存混插在系统内,系统会以较慢的速度来运行,也就是当CL2.5和CL2的内存同时插在主机内,系统会自动让两条内存都工作在CL2.5状态,造成资源浪费。

  内存延迟通常采用4个数字表示,中间用“-”隔开,以“5-4-4-12”为例,第一个数代表CAS(Column Address Strobe)延迟时间,也就是内存存取数据所需的延迟时间,即通常说的CL值;第二个数代表RAS(Row Address Strobe)-to-CAS延迟,表示内存行地址传输到列地址的延迟时间;第三个数表示RAS Prechiarge延迟(内存行地址脉冲预充电时间);最后一个数则是Act-to-Prechiarge延迟(内存行地址选择延迟)。这4个延迟中最重要的指标是第一个参数CAS,它代表内存接收到一条指令后要等待多少个时间周期才能执行任务,就像开车从发现危险到刹车一样需要一定的反应时间。这个时间只有长短之分而不可能消除,内存的CL值也不可能消除,一般来说频率相同的内存CL值越小性能就越高。

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