Почему существуют разные тактовые частоты и тайминги в оперативной памяти?

Я не считаю себя новичком, когда дело доходит до создания компьютеров или компьютерного оборудования в целом, но я никогда не тратил время на полное понимание ОЗУ.

Может кто-нибудь сказать мне, почему существует необходимость в разных тактовых частотах, когда речь идет о RAM?
И для чего нужны сроки.

Спасибо

Существует очень простой способ продемонстрировать время памяти в очень практических терминах, которые все поймут. Мегагерц и гигагерц тактовых частот и шин могут казаться 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, представляющий 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 раз в пять секунд, и каждый раз, когда он щелкает, мы говорим по очереди. 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 материаловедение разработало 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 до полного 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 он 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, вероятно, вам 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, спрашивает, почему существуют разные скоростные уровни 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 разгонять более медленные вещи, и это действительно тот же самый чип, верно !?»

Один из других ответов описал причину этого как "маркетинг". Возможно, это часть этого, но для этого есть серьезные технические / физические причины.

Здесь дело : когда производятся полупроводниковые приборы, на самом деле существует огромное количество вариаций 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 будут сделаны 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 медленной и быстрой скорости. 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 эта часть поступает в бункер на 600 МГц. Часть, которая соответствует всему на 700Mhz, но не на 800Mhz, идет в мусорную корзину 700Mhz, 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.

Подводя итоги : в конечном итоге все 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 барана, чтобы получить отличные тайминги, даст вам увеличение производительности менее чем на 1-5%.

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