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2024年1月17日发(作者:)

谈内存时序以及内存时序优化

原创作者:不抬杠

最近看到一些网友对内存频率的重要性争论不休,认为内存频率不重要的,只能说对电脑运行的工作原理不了解,对超频知识不了解。

内存的实质是随时写入/读取存储器,是一种高速存储器。CPU不能直接读取硬盘内的数据进行计算,那么硬盘的数据就要通过内存来实现和CPU之间的交换,所有的程序运行时候都要调入到内存里才能进一步交换给CPU计算。如果内存速度(频率)低,会直接影响到内存与CPU进行数据交换的速度,因此影响到整体的计算速度。

内存频率虽然重要,内存时序优化也很重要。如果内存时序调校得不好,就算CPU体质再好,频率一样上不去。在主板BIOS设置中,有以下几个重要的内存时序参数:

1. DRAM Command Rate(CMD Rate)

这个参数表示“首命令延迟”。该参数的单位是时钟周期,越小越好。不过,当内存较多且系统工作不太稳定时,要将此参数调大。在K8主板上,CMD Rate的选项有Auto、1T或2T。品质好一点的内存模组可以使用1T来提高性能,大部分主板为了保证更好的兼容性,默认采用了2T的保守值。

2. CAS# Latency(tCL)

CAS表示“列地址选通脉冲”,在内存寻址后,系统必须等待列地址信号CAS才能开始进行数据传输,CL就是列地址脉冲的反应时间,它是衡量内存品质的重要参数之一。通常DDR2内存的tCL=4/5/6,在稳定的前提下,数值越低越好。

3. RAS to CAS Delay(tRCD)

该参数表示“行寻址至列寻址延迟时间”,这个参数主要影响带宽和稳定性,数值越小越好。在超频时大部分内存在设定为5以上时会改善不少稳定性。

4. Row Precharge Timing(tRP)

该参数表示“行位址预充电时间”,即内存从结束一个行存取操作到重新开始下次操作的间隔时间。和tRCD类似,tRP也主要影响带宽和稳定性,数值也是越小越好。

5. Minimum RAS Active Timing(tRAS)

该参数表示“从行激活到预充电开始程序之间的最小时钟周期”,即从收到一个请求后到初始化RAS并真正接收数据的间隔时间。

6. Trfc*(0/1/2/3) for DIMM*(0/1/2/3)

该参数主要影响带宽和稳定性,可设置为75ns、127.5ns、195ns、327.5ns等。如果CPU外频在340MHz以下,建议设置为127.5ns;外频在340MHz~370 MHz范围内,建议设置为195ns;外频高于370MHz时,建议设置为327.5ns。

内存频率及时序优化对CPU系统影响大不大,用EVEREST内存读取/写入速度就可以明确的测出。

虽然K8架构的CPU与Intel在设置上有些差异,但是其数据交换的工作原理是相同的。

下面我用数据来说明内存频率及时序优化的重要性。

注:下面所有测试CPU频率不变,保持2.8G的默认频率。

图1

内存默认条件下的读取速度

图2

内存默认条件下的写入速度

图3

内存超频和时序优化后的读取速度

图4

内存超频和时序优化后的写入速度

图5

默认频率下的3D运行

图6

内存超频和时序优化后的3D运行

相对于频率、温度等因素而言,内存时序往往是非常容易被大家忽略的一个要素,但是其重要性却时刻影响着电脑的性能。我们偶尔会听到“某某内存针对某某平台做了优化”,这里起到关键作用的就是内存时序,在K8平台表现的更明显。一般来说,调节到较好的内存时序可以让内存在现有的频率内得到最佳的性能,而较差的内存时序,则可以让内存的超频能力得到大幅提升。

对于我们而言,如果需要内存超频,则可以考虑降低内存的时序,如果不想超频而又希望提高性能,则可以尝试优化内存时序。

CPU-Z帮大忙

我们可以借助一款查看系统信息的小软件看到自己电脑上的内存时序是如何设置的,它就是CPU-Z。这款软件的主要功能是查看关于CPU、主板和内存的关键信息。当我们切换到软件的“Memory”选项卡时,内存的所有关键信息就都出现了,其中的CAS # Latency、RAS to CAS # Latency、RAS # Precharge、Cycle Time(Tras)、Bank Cycle Time(Trc)、Dram Idle Timer都是内存时序的参数,这些稀奇古怪的参数真是令人感到头痛不已。对于内存时序,在国际化组织制定相关内存规格的时候,就已经有了一定的规范,切换到SPD选项卡,就可以看到在内存出厂的时候,内存厂商给内存预设的时序参数。

可以看到,在不同的频率下,厂商设定的内存时序是有差别的。时序随着频率提高而变大。这里显示的参数是CAS # Latency、RAS to CAS # Latency、RAS # Precharge、Cycle Time(Tras),另外还有没被显示出来的Command Rate,这是5个非常关键的内存时序参数,他们的数值有一种常见的表达方法,就是把5个依次连起来,与频率和Command Rate数值相搭配。比如可以说成在DDR400频率下,内存的时序为3-3-3-8,2T。

延长硬件的寿命 走出内存超频的六大误区

2007-01-22 23:40:48

业界 |

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对于 DIY 玩家而言,超频的最高境界就是将每一样配件都超到尽头!所以,现在除了对处理器、显示卡进行超频之外,插在主板上的内存也照超不误。但超频能否成功,效果如何,还得取决与超频的方式与方法。笔者观察到不少游戏玩家在对内存超频的过程中存在不少误区,这些不正确的做法导致的后果是轻则影响机器性能,严重的则会危及硬件的寿命,因此决不可掉以轻心。下面就为大家分析内存超频最常见的六个误区,并改正之!

误区一:相同芯片的不同品牌不意味着超频能力相同

有时候两款内存条(不同品牌)虽然采用了相同的芯片,但超频性能上体现出了不小的差异。这可能与产品的PCB设计及选用颗粒的品质不同有一定的关系,像大家知道的许多内存品牌都采用韩国三星电子提供的颗粒,但这些颗粒(相同编号)也是分等级的,三星会把当中品质最优秀的留给自己的原装内存,或者是关系最好的几家内存厂家。其余关系一般的,或者规模较小的厂家,采购到的颗粒,就有可能是品质次一点的。这一点在其他产品上也可能会出现,所以,芯片固然重要,但它可能只决定了可超频的下限,上限则会因厂商而异。

三星金条为韩国三星电子的原厂原装内存,产品全部选用A级极品颗粒。

误区二:CSP封装的芯片不意味着好超频

虽然CSP封装在技术上更为先进,但却与最终内存性能的关系不大。采用CSP封装芯片的内存,在超频方面和内存优化方面不一定就比传统的TSOP-II芯片模组强,大家不要过分迷信CSP封装,它本身虽然可以达到比TSOP-II更高的频率,但对外围电路的要求和电气环境的变化也更苛刻了。采用TSOP封装的内存,超频能力比CSP封装更强的情况更为普遍。

误区三:带散热片的产品不见得更能超频

其实,笔者一直怀疑在内存上安装散热片的必要性。就目前来看,散热片更多的是起到了美化产品形象的作用。三星金条的低规格产品甚至超过了很多带有散热片的高规格产品就很能说明问题。所以在选购时,有没有散热片并不是考虑因素(连次要因素都排不上),而且有时这种散热片可能还会起到厂商的“遮羞布”的作用,让人看不到所使用的芯片,要知道内存芯片才是决定超频下限的基础。

像三星金条等品牌内存,每颗芯片都是经过精挑细选的优秀型号,发热量很少,而且在频率方面留有余地,即使作适当超频也不会有任何问题,散热方面根本不需要担心。即使不使用任何散热手段,三星金条内存也能有良好的表现。

误区四:单面内存比双面内存在超频方面更有先天优势

这一点不难理解,这种现象主要取决于芯片组的驱动负载能力。单面的内存大多为8颗芯片,如目前主流的512MB产品,双面的为16颗芯片,如目前主流的1GB产品。这就意味着后者需要更大的驱动能力(虽然工作时会通过片选信号选中一个P-Bank工作,但不工作的P-Bank仍会增加地址与控制信号线的负载)。显然,8颗芯片总是要比16颗芯片更容易驱动。另外,芯片的增多,也使PCB上的信号线数量将是前者的一倍,如果设计不良,产生相互干扰的机率也就大幅度增加,这也可能会影响超频能力,不过这是

相对次要的原因,就模组本身而言,超频能力更多的取决于芯片。误区五:规格高的内存在优化能力上不见得比规格低的内存强

理论上DDR-500比DDR-466要快,但我告诉你实际上并不绝对。因为有很多高规格的内存都是靠牺牲时序优化能力来换取的。像DDR-500的内存条虽然标称频率更高,但并不能表示其在DDR-400下具有更好的优化能力。原因很简单,DDR-500所使用的芯片有可能和普通DDR-400的芯片是一样的,在时序优化能力方面并不占优,而能达到DDR-500更多的是通过放宽时序要求来达到的。这种做法对用户的意义不大,但厂家们却非常喜欢,拿同样的产品卖更高的价钱,何乐而不为呢,呵呵!另一方面,有些内存虽然能在DDR-400下以最快的时序工作,但这并不意味着它也很能超频。反过来,某个内存特别能超频,但也不代表它能在DDR-400下达到最快的时序,这两者之间不存在正比例关系。因此,大家一定要注意这一点,这也体现了两种不同的选购倾向,是想得到最佳的DDR-400性能还是最高的工作频率,只能二选其一。

使用三星ZCD5颗粒的三星金条DDR2-533内存在不加电压超频情况下,能够以4-4-4-X的时序稳定工作在DDR2-667模式,更具备挑战DDR2-900的实力。

常见的三星GCCC和GCD5颗粒大都具备在5-5-5-15参数下超频至DDR2-800以上水平。

误区六:有些产品参数设置最大不见得就好超频

以DDR400内存为例,当用3-4-4超不上去时,就应换用By SPD的方法进行超频。有些默认CL=2.5的产品,By SPD反而会比3-4-4好超,但有些则不是,默认CL=3的产品,By SPD与3-4-4都差不多,可能会有1、2MHz的区别。笔者估计这应该是芯片所体现出来的差异。CL是一个唯一在内存初始化时写入芯片内模式寄存的参数(tRCD、tRP只需北桥控制即可),所以它的值与芯片本身固有的可调整范围就需要匹配,如果芯片本身的局限性较大,那么调高CL值反而会造成内存子系统的不稳定而导致不能开机。所以,3-4-4虽然是一个超频时常用的设置,但如果遇到一点也不能超时,建议改用By SPD试一试,可能会有惊喜。另外,很多在200MHz设置为3-3-3的PC3200内存,在By SPD超频时,自动会降为3-4-4,这估计是P4C800主板的自动设定。

如何最优化设置内存时序(以DDR2-800为例)

在默认参数下对内存进行超频,确定内存能够稳定工作的超频频率,其间可适当增加内存电压,但为了安全起见最好不要超过2.1V。(如果用户不打算对内存进行超频,只是想通过优化参数获得更好的性能,可直接跳至第二步)。

1:将内存延时设置在较低的水平,比如DDR2-800内存可以设定为4-4-4-10,更高频率内存可以设定为5-5-5-15。同时将CMD参数设置为1T,并利用测试软件检查内存是否能够稳定工作。

2:假如降低参数延迟后内存出现不稳定的情况,建议首先将CMD参数调整为AUTO或2T,再使用软件检测内存的稳定性。

3:如果内存在2T或AUTO模式下仍然无法工作,用户可将逐步提高tCL、tRCD、tRP、tRAS参数的延时设置。

4:对于tCL参数对内存性能影响较大,大家可以先增加tRCD、tRP、tRAS参数的延迟,最后再增加tCL参数延迟,直至内存能够稳定工作为止。

调整内存时序以后,等于是对内存进行了超频吗

2007-04-21 19:49

一:关于内存超频与设置的基础知识

在我们进行内存的选购之前,我们要对影响内存性能的一些基本知识进行一个了解,下面这十点,使笔者通过反复论证得到的结果,请大家务必了解。

1、对内存的优化要从系统整体出发,不要局限于内存模组或内存芯片本身的参数,而忽略了内存子系统的其他要素。

2、目前的芯片组都具备多页面管理的能力,所以如果可能,请尽量选择双 P-Bank

的内存模组以增加系统内存的页面数量。但怎么分辨是单 P-Bank 还是双

P-Bank 呢?就目前市场上的产品而言 ,256MB 的模组基本都是单 P-Bank 的,双面但每面只有 4 颗芯片的也基本上是单 P-Bank 的,512MB 的双面模组则基本都是双 P-Bank的。

3、页面数量的计算公式为: P-Bank 数量 X4,如果是 Pentium4 或 AMD 64 的双通道平台,则还要除以 2。比如两条单面 256MB 内存,就是 2X4=8 个页面,用在 875 上组成双通道就成了 4 个页面。 4、CL、tRCD、tRP 为绝对性能参数,在任何平台下任何时候,都应该是越小越好,调节的优化顺序是 CL → tRCD →

tRP。

5、当内存页面数为 4 时 ,tRAS 设置短一些可能会更好,但最好不要小于 5。另外,短 tRAS 的内存性能相对于长 tRAS 可能会产生更大的波动性,对时钟频率的提高也相对敏感。

6、当内存页面数大于或等于 8 时,tRAS 设置长一些会更好。

7、对于 875 和 865 平台,双通道时页面数达到 8 或者以上时,内存性能更好。

8、对于非双通道 Pentium4 与 AMD 64 平台,tRAS 长短之间的性能差异要缩小。

9、Pentium4 或 AMD 64 的双通道平台下 ,BL=4 大多数情况下是更好的选择,其他情况下 BL=8 可能是更好的选择,请根据自己的实际应用有针对的调整。

10、适当加大内存刷新率可以提高内存的工作效率,但也可能降低内存的稳定性。

二、BIOS中内存相关参数的设置要领

Automatic Configuration“自动设置”(可能的选项:On/ Off或Enable/Disable)

可能出现的其他描述为:DRAM Auto、Timing Selectable、Timing Configuring

By SPD等,如果你要手动调整你的内存时序,你应该关闭它,之后会自动出现详细的时序参数列表。

Bank Interleaving(可能的选项:Off/Auto/2/4)

这里的Bank是指L-Bank,目前的DDR RAM的内存芯片都是由4个L-Bank所组成,为了最大限度减少寻址冲突,提高效率,建议设为4(Auto也可以,它是根据SPD中的L-Bank信息来自动设置的)。

Burst Length“突发长度”(可能的选项:4/8)

一般而言,如果是AMD Athlon XP或Pentium4单通道平台,建议设为8,如果是Pentium4或AMD 64的双通道平台,建议设为4。但具体的情况要视具体的应用而定。

CAS Latency “列地址选通脉冲潜伏期”(可能的选项:1.5/2/2.5/3)

BIOS中可能的其他描述为:tCL、CAS Latency Time、CAS Timing Delay。

Command Rate“首命令延迟”(可能的选项:1/2)

这个选项目前已经非常少见,一般还被描述为DRAM Command Rate、CMD Rate等。由于目前的DDR内存的寻址,先要进行P-Bank的选择(通过DIMM上CS片选信号进行),然后才是L-Bank/行激活与列地址的选择。这个参数的含义就是指在P-Bank选择完之后多少时间可以发出具体的寻址的L-Bank/行激活命令,单位是时钟周期。显然,也是越短越好。但当随着主板上内存模组的增多,控制芯片组的负载也随之增加,过短的命令间隔可能会影响稳定性。因此当你的内存插得很多而出现不太稳定的时间,才需要将此参数调长 。目前的大部分主板都会自动设置这个参数,而从上文的ScienceMark 2.0测试中,大家也能察觉到容量与延迟之间的关系。

RAS Precharge Time “行预充电时间”(可能的选项:2/3/4)

BIOS中的可能其他描述:tRP、RAS Precharge、Precharge to active。

RAS-to-CAS Delay“行寻址至列寻址延迟时间”(可能的选项:2/3/4/5)

BIOS中的可能其他描述: tRCD、RAS to CAS Delay、Active to CMD等。

Active to Precharge Delay“行有效至行预充电时间”(可能的选项:1„„5/6/7„„15)

BIOS中的可能其他描述:tRAS、Row Active Time、Precharge Wait State、Row

Active Delay、Row Precharge Delay等。根据上文的分析,这个参数要根据实际情况而定,具体设置思路见上文,并不是说越大或越小就越好。

三、认清影响内存性能的关键

在讲完 SDRAM 的基本工作原理和主要操作之后,我们现在要重要分析一下

SDRAM 的时序与性能之间的关系,它不再局限于芯片本身,而是要从整体的内存系统去分析。这也是广大 DIYer 所关心的话题。比如 CL 值对性能的影响有多

大几乎是每个内存论坛都会有讨论,今天我们就详细探讨一下。这里需要强调一点,对于内存系统整体而言,一次内存访问就是对一个页 (Page)的访问。由于在 P-Bank 中,每个芯片的寻址都是一样的,所以可以将页访问“浓缩”等效为对每芯片中指定行的访问,这样可能比较好理解。但为了与官方标准统一,在下文中会经常用页来描述相关的内容,请读者注意理解。

可能很多人还不清楚页的概念,在这里有必要先讲一讲。从狭义上讲,内存芯片芯片中每个 L-Bank 中的行就是页,即一行为一页。但从广义上说,页是从整体角度讲的,这个整体就是内存子系统。

对于内存模组,与之进行数据交换的单位就是 P-Bank 的位宽。由于目前还没有一种内存芯片是 64bit 位宽的,所以就必须要用多个芯片的位宽来集成一个

P-Bank。如我们现在常见的内存芯片是 8bit 位宽的,那么就需要 8 颗芯片组成一个 P-Bank 才能使系统正常工作。而 CPU 对内存的寻址,一次就是一个

P-Bank,P-Bank 内的所有芯片同时工作,这样对 P-Bank 内所有的芯片的寻址都是相同的。比如寻址指令是 B1、C2、R6,那么该 P-Bnak 内的芯片的工作状态都是打开 B1 的 L-Bank 的第 C2 行。好了,所谓广义上的页就是指 P-Bank

所包括的芯片内相同 L-Bank 内的相同工作行的总集合 。页容量对于内存子系统而言是一个很重要的指标。这个参数取决于芯片的容量与位宽的设计。由于与本文的关系不大,就不具体举例了。

早期 Intel 845 芯片组 MCH 的资料:它可以支持 2、4、8、16KB 的页容量

总之,我们要知道,由于寻址对同一 L-Bank 内行地址的单一性,所以一个

L-Bank 在同一时间只能打开一个页面,一个具有 4 个 L-Bank 的内存芯片,可以打开 4 个页面。这样,以这种芯片组成的 P-Bank,也就最后具备了 4 个页面,这是目前 DDR SDRAM 内存模中每个 P-Bank 的页面最大值。

1、影响性能的主要时序参数

在讲完内存的基本操作流程与相关的 tRP、tRCD、CL、BL 之后,我们就开始深入分析这些参数对内存性能的影响。所谓的影响性能是并不是指 SDRAM 的带宽,频率与位宽固定后,带宽也就不可更改了。但这是理想的情况,在内存的工作周期内,不可能总处于数据传输的状态,因为要有命令、寻址等必要的过程。但这些操作占用的时间越短,内存工作的效率越高,性能也就越好。

非数据传输时间的主要组成部分就是各种延迟与潜伏期。通过上文的讲述,大家应该很明显看出有三个参数对内存的性能影响至关重要,它们是 tRCD、CL 和

tRP。按照规定,每条正规的内存模组都应该在标识上注明这三个参数值,可见它们对性能的敏感性。

以内存最主要的操作——读取为例。tRCD 决定了行寻址(有效)至列寻址(读 /

写命令)之间的间隔 ,CL 决定了列寻址到数据进行真正被读取所花费的时间,tRP 则决定了相同 L-Bank 中不同工作行转换的速度。现在可以想象一下对某一页面进行读取时可能遇到的几种情况(分析写入操作时不用考虑 CL 即可):

1、要寻址的行与 L-Bank 是空闲的。也就是说该 L-Bank 的所有行是关闭的,此时可直接发送行有效命令,数据读取前的总耗时为 tRCD+CL,这种情况我们称之为页命中 (PH,Page Hit)。

2、要寻址的行正好是现有的工作行,也就是说要寻址的行已经处于选通有效状态,此时可直接发送列寻址命令,数据读取前的总耗时仅为 CL,这就是所谓的背靠背 (Back to Back)寻址,我们称之为页快速命中(PFH,Page Fast Hit)或页直接命中(PDH,Page Direct Hit)。

3、要寻址的行所在的 L-Bank 中已经有一个行处于活动状态(未关闭),这种现象就被称作寻址冲突,此时就必须要进行预充电来关闭工作行,再对新行发送行有效命令。结果,总耗时就是 tRP+tRCD+CL,这种情况我们称之为页错失 (PM,Page Miss)。

显然,PFH 是最理想的寻址情况,PM 则是最糟糕的寻址情况。上述三种情况发生的机率各自简称为 PHR —— PH Rate、PFHR —— PFH Rate、PMR —— PM Rate。因此,系统设计人员(包括内存与北桥芯片)都尽量想提高 PHR 与 PFHR,同时减少 PMR,以达到提高内存工作效率的目的。

2、增加 PHR 的方法

显然,这与预充电管理策略有着直接的关系,目前有两种方法来尽量提高 PHR。自动预充电技术就是其中之一,它自动的在每次行操作之后进行预充电,从而减少了日后对同一 L-Bank 不同行寻址时发生冲突的可能性。但是,如果要在当前行工作完成后马上打开同一 L-Bank 的另一行工作时,仍然存在 tRP 的延迟。怎么办? 此时就需要 L-Bank 交错预充电了。

早期非常令人关注的VIA 4路交错式内存控制,就是在一个L-Bank工作时,对另一个L-Bank进行预充电或者寻址(如果要寻址的L-Bank是关闭的)。这样,预充电与数据的传输交错执行,当访问下一个L-Bank时,tRP已过,就可以直接进入行有效状态了,如果配合得理想,那么就可以实现无间隔的L-Bank交错读/写(一般的,交错操作都会用到自动预充电),这是比PFH更好的情况,但它只出现在后续的数据不在同一页面的时时候。当时VIA声称可以跨P-Bank进行16路内存交错,并以LRU(Least Recently Used,近期最少使用)算法进行 交错预充电/寻址管理。

L-Bank 交错自动预充电 / 读取时序图: L-Bank 0 与 L-Bank 3 实现了无间隔交错读取,避免了 tRP与tRCD对性能的影响 ,是最理想的状态

3、增加 PFHR 的方法

无论是自动预充电还是交错工作的方法都无法消除同行(页面)寻址时tRCD 所带来的延迟。要解决这个问题,就要尽量让一个工作行在进行预充电前尽可能多的接收工作命令,以达到背靠背的效果,此时就只剩下 CL 所造成的读取延迟了(写入时没有延迟)。

如何做到这一点呢?这就是北桥芯片的责任了。现在我们就又接触到 tRAS 这个参数,在 BIOS 中所设置的 tRAS 是指行有效至预充电的最短周期,在内存规范中定义为 tRAS(min),过了这个周期后就可以发出预充电指令。对于 SDRAM 和

DDR SDRAM 而言,一般是预充电命令至少要在行有效命令 5 个时钟周期之后发出,最长间隔视芯片而异(目前的 DDR SDRAM 标准一般基本在 70000ns 左右),否则工作行的数据将有丢失的危险。那么这也就意味着一个工作行从有效(选通)开始,可以有 70000ns 的持续工作时间而不用进行预充电。显然,只要北桥芯片不发出预充电(包括允许自动预充电)的命令,行打开的状态就会一直保持。在此期间的对该行的任何读写操作也就不会有 tRCD 的延迟。可见,如果北桥芯片在能同时打开的行(页)越多,那么 PFHR 也就越大。需要强调的是,这里的同时打开不是指对多行同时寻址(那是不可能的),而是指多行同时处于选通状态。我们可以看到一些 SDRAM 芯片组的资料中会指出可以同时打开多少个页的指标,这可以说是决定其内存性能的一个重要因素。

但是,可同时打开的页数也是有限制的。从 SDRAM 的寻址原理讲,同一L-Bank

中不可能有两个打开的行(读出放大器只能为一行服务),这就限制了可同时打

开的页面总数。以 SDRAM 有 4 个 L-Bank,北桥最多支持 8 个 P-Bank(4 条

DIMM)为例,理论上最多只能有 32 个页面能同时处于打开的状态。而如果只有一个 P-Bank,那么就只剩下 4 个页面,因为有几个 L-Bank 才能有同时打开几个行而互不干扰 。Intel 845 的 MHC 虽然可以支持 24 个打开的页面,那也是指 6 个 P-Bank 的情况下(845MCH 只支持 6 个 P-Bank)。可见 845 已经将同时打开页数发挥到了极致。

不过,同时打开页数多了,也对存取策略提出了一定的要求。理论上,要尽量多地使用已打开的页来保证最短的延迟周期,只有在数据不存在(读取时)或页存满了(写入时)再考虑打开新的指定页,这也就是变向的连续读 / 写。而打开新页时就必须要关闭一个打开的页,如果此时打开的页面已是北桥所支持的最大值但还不到理论极限的话 (如果已经达到极限,就关闭有冲突的L-Bank内的页面即可),就需要一个替换策略,一般都是用 LRU 算法来进行,这与 VIA 的交错控制大同小异。

回到正题,虽然 tRAS 代表的是最小的行有效至预充电期限,但一般的,北桥芯片一般都会在这个期限后第一时间发出预充电指令(自动预充电时,会在tRAS之后自动执行预充电命令),只有在与其他操作相冲突时预充电操作才被延后(比如,DDR SDRAM 标准中规定,在读取命令发出后不能立即发出预充电指令)。因此,tRAS 的长短一直是内存优化发烧友所争论的话题,在最近一两年,由于这个参数在 BIOS 选项中越来越普及,所以也逐渐被用户所关注。其实,在 SDRAM

时代就没有对这个参数有刻意的设定,在 DDR SDRAM 的官方组织 JEDEC 的相关标准中,也没有把其列为必须标明的性能参数 (CL、tRCD、tRP 才是),tRAS 应该是某些主板厂商炒作出来的,并且在主板说明书上也注明越短越好。

其实,缩小 tRAS 的本意在于,尽量压缩行打开状态下的时间,以减少同 L-Bank

下对其他行进行寻址时的冲突,从内存的本身来讲,这是完全正确的做法,符合内存性能优化的原则,但如果放到整体的内存系统中,伴随着主板芯片组内存页面控制管理能力的提升,这种做法可能就不见得是完全正确的,在下文中我们会继续分析 tRAS 的不同长短设置对内存性能所带来的影响。

4、BL 长度对性能的影响

从读 / 写之间的中断操作我们又引出了 BL(突发长度)对性能影响的话题。首先,BL 的长短与其应用的领域有着很大关系,下表就是目前三个主要的内存应用领域所使用的 BL,这是厂商们经过多年的实践总结出来的。

BL与相应的工作领域

BL 越长,对于连续的大数据量传输很有好处,但是对零散的数据,BL 太长反而会造成总线周期的浪费,虽然能通过一些命令来进行终止,便也占用了控制资源。以 P-Bank 位宽 64bit 为例 ,BL=4 时,一个突发操作能传输 32 字节的数据,为了满足 Cache Line 的容量需求,还得多发一次,如果是 BL=8,一次就可以满足需要,不用再次发出读取指令。而对于 2KB 的数据 ,BL=4 的设置意味着要每隔 4 个周期发送新的列地址,并重复 63 次。而对于 BL=256,一次突发就可完成,并且不需要中途再进行控制,但如果仅传输 64 字节,就需要额外的命令来中止 BL=256 的传输。而额外的命令越多,越占用内存子系统的控制资源,从而降低总体的控制效率。从这可以看出 BL 对性能的影响因素,这也是为什么

PC 上的内存子系统的 BL 一般为 4 或 8 的原因。但是不是 8 比 4 好,或者 4

比 8 好呢?并不能统一而论,这在下文会分析到。

到此,大家应该有一些优化的眉目了吧。我们可以先做一下界定,任何情况下,只要数值越小或越大(单一方向),内存的性能会越好的参数为 绝对参数 ,而数值越小或越大对性能的影响不固定的参数则为 相对参数。那么,CL、tRCD、tRP 显然就是绝对参数,任何情况下减少它们的周期绝对不会错。而且从上文的分析可以发现 ,从重要性来论,优先优化的顺序也是 CL → tRCD → tRP,因为 CL 的遇到的机会最多,tRCD 其次,tRP 如果页面交错管理的好,大多不受影响。而 BL、tRAS 等则可以算是相对参数。也正是由于这些相对参数的存在,才使得内存优化不再那么简单。

K8内存超频优化

K8(非AM2,下面提到的K8暂不包括AM2)作为第一款64 bit的CPU,其最大的特点就是内置内存控制器,从而取消了FSB的概念,取而代之的是HTT(Hyper Transport)总线。这一简单的改变,也使得K8控制器对于内存超频、优化有着新的要求。再加上DDR在频率上的表现不佳,内存异步也就成了穷人超频的法拉利。如何设置内存异步,如何解读内存异步,如何优化K8构架的内存设置,看完本文就会找到答案。

一、K8内存超频的几个事实

1。由于K8将内存控制器内置,所以其体质会影响到内存的超频。一般情况下,Athlon64

FX〉Opteron〉Athlon64〉Athlon64 ×2〉Sempron。

2。一般情况,内存单通道超频能力强于双通道。而内存同步时,可以让CPU挑战更高的外频(内存频率也会相对的高)。

3。插槽的位置也有学问。一般而言,越靠近CPU的那条插槽可以上的极限就越高,反之就越低。而对于组建双通道的用户,选择哪条内存在靠近CPU的内存插槽里,需要自己动手调试,因为不同主板其内存的摆放顺序要求不同。

二、K8内存分频机制

K8以优秀的超频能力征服了众多的DIYer,但内置的控制器仅支持DDR,由于DDR频率上表现不佳,采用内存异步是普通DIYer超频的必用手段。那么K8的内存分频机制如何分配内存的频率呢?和传统的内存异步有什么样的区别呢?下面笔者先阐述一下传统的内存分频机制,这有助于明白K8的分频机制。

一般主板的内存选项有Auto/100/133/166/200这几个选项,而DFI的选项就更为丰富一下,图1。

一般DIYer对这几个选项有两种理解:一、认为此选项可以将内存频率锁定在某一个值上,这显然是错误的。二、此选项代表了FSB:Mem的比率关系,如Auto/200代表着1:1,100代表着2:1,133代表着3:2,166代表着5:4;内存按照这种比率关系变化着。例如选择166时,当CPU外频至300MHz时,此时的内存频率为250MHz(计算方式:200:166=300:X,这里的X就是内存运行的频率。),即DDR500,其详细关系,如图2。

第二种理解方式,显然被更多的DIYer所接受(这也包括昨天的笔者),因为通过简单的事例,可以证明这种理解更接近事实。其实,这种对内存分频机制的理解套用到K8构架是不正确的。

通过CPU-Z(图3)可以发现内存频率的计算公式:Mem=CPU/12,即内存的频率=CPU的主频/整数(非零)。

图示表明:此整数≠倍频。如何计算此整数,也正是本公式的关键。以图示为例,笔者说明一下内存的频率是如何得到的。很明显可以得到以下的信息:CPU外频为270MHz,倍频为10,Bios将内存设置为166MHz。计算过程如下:

整数=倍频/频比率

整数=10/0.83(166/200)=12.048(取12)

Mem=CPU主频/整数

Mem=270×10/12=225MHz(和图中测试吻合)

注:对于整数的取值应取不小于其结果的最小整数,当然要看其精确程度。如本例中应取12,而非13。

按照传统计算:

200:166=270:Mem,得出Mem=270×166/200=224MHz。这显然有不到1%的误差,但这不到1%的数据却正是真理的差距。

或许,读者会以为这相对与普通超频者没有任何意义。其实,这是错误的。笔者再举一个简单的事例。同样还是这颗CPU,为了挑战更高的外频,将其倍频设置为9.5,而内存频率设置为同步,即Auto/200。按照传统的理解此时的内存频率应该和CPU外频同步。事实上,在未超频时就有超过5%的误差。因为按照K8的分频机制此时的内存频率为200×9.5/10[9.5/1(200/200)=9.5(取10)]=190MHz,和事实图4正好吻合。当超频至300MHz时,内存频率285MHz。

通过简单的计算很容易得出下面的结论:对于K8的分频机制而言,当采用内存异步时,倍频为10比较好超内存,这也是前一段时间146为何更受欢迎的原因。

三、K8内存设置的新参数

K8构架中1T/2T Memory Timing内存时序的设置绝对是一个全新的而又最为重要的参数。测试表明其可以提高30MHz的性能,而且其发热量更低。对于采用双通道的用户来说,默认状态下内存时序一般设置为2T,如果将内存时序设置为1T,此时Superpi(1M)的成绩一般会提升1s左右,而内存性能会提升10%以上,所以笔者认为这是K8构架中最为重要的一个内存时序。

不过,在超频中如果设置为2T可以获得更好的兼容性和更高的频率。笔者建议在超频初期可以先将内存时序设置为2T,以获得更高的频率,然后再对内存时序进行优化(最终设置在1T上),以简化超频过程。

建议设置:1T

四、其他内存参数的设置

内存发展至现在,其性能参数丰富多彩。对于DDR而言常见的参数有4个,而实际上其参数更多,如图5。

CAS﹟ Latency(Tcl)

这是最重要的内存参数之一,通常玩家说明内存参数时把它放到第一位,例如 2.5-4-3

-5@275mhz。一般常见的DDR400的内存默认参数为2.5或者3。该参数越小,说明内存的速度越快。但更低的延迟对内存体制要求越高,如果系统不稳定就只有进一步提高Cl值,而且提高延迟能使内存运行在更高的频率,所以对内存超频时,应该试着提高Cl延迟。

测试发现:此值主要影响系统的稳定性和性能,而对内存的带宽则影响甚微。

建议设置:2.5T,但如果想挑战更高的频率,可以设置3,设置为更高的延迟则没有必要了。

RAS#to CAS# Delay(Trcd)

在JEDEC规范中,此参数排在第二,足以说明此参数的重要性。极品内存可以将此参数设置为2,但想要挑战更高的频率请调高此参数。一般情况,将此参数设置为4可以改善稳定性和挑战更高频率。

测试发现:此值主要影响系统的稳定性和性能,对内存带宽也有5%(没差一个数值)影响。

建议设置:3-5T

Min RAS# active time(Tras)

此选项代表行地址激活时钟周期数,即一个行地址从激活到复位的时间。通常,Tras 应该设为Tcl+Trcd+2个时钟周期。例如如果Tcl和Tras分别为2和3个时钟周期,则最佳的Tras值为7。

测试发现:此值对内存数据带宽几乎没有影响。

建议设置:5-10T

Row Precharge Time(Trp)

此内存参数排在第三的位置,其一般可以调整比Trcd更小的参数。Trp表示在另一行能被激活之前,RAS需要的充电时间。其和前面的参数一样,更小的参数可以有效地提升系统的性能,但同样会造成系统不稳定。

测试发现:此值主要影响内存带宽(5%左右)及系统的稳定性

建议设置:3-5T

Row to Row Delay(Trrd)

此参数表示连续的激活指令到内存行地址的最小间隔时间,即预充电时间。其可影响内

存读写性能,通常设置为4可以达到内存的最高频率。而且此值可以有效改善内存的兼容性,另外设置较高的值(〉3)对于D43/D5的超频帮助很大。

测试发现:此值可以影响内存带宽及系统的稳定性。

建议设置:2-4T

Write Recovery Time(Twr)

此参数表示在一个内存bank被充电之前,一个有效的写操作完成后延迟的时间。一般对于DDR266的内存建议设置为2,而对于DDR333/400的内存则设置为3。

测试发现:此值可以轻微影响到内存带宽。

建议设置:2-3T

Write To Read Delay(Twtr)

此参数表示在同一bank中,最近的一次有效写操作到下一次读指令间隔的时钟周期。建议超频用户设置为2,注重性能的用户可以设置为1。

测试发现:此值可以轻微影响到内存带宽。

建议设置:1-2T

Row Cycle Time(Trc)

此参数表示完成一个完整的循环所需的最小周期数,即从行激活到行充电的时间。用公式表达即Trc=Tras+Trp。根据经验,设置为7时可以获得最佳性能,而设置为15-17可以获得更高的频率。

测试发现:此值可以轻微影响到内存带宽。

建议设置:15-17

Row Refresh Cycle(Trfc)

此值一般不能设置为9,而且通常情况下应该设置为Trc+2-10个周期。一般情况,设置为10可以获得最好的性能,而设置为17-19可以获得更高的频率。

测试发现:此值可以轻微影响到内存的带宽。

建议设置:17-19

其他参数,通过图5可以发现更多的内存参数,通过调试这些小参数,可以让超频爱好者发现意外的收获。但对于内存性能而言,而是同长的的那几个参数更为重要。所有的内存参数都有一个共性就是参数的值越低性能越好,而其对内存的要求就越高,同时也越不利于超频。笔者将内存参数对稳定性和对带宽的影响,总结一表格,如图6。

最后简单的谈一下AM2的内存设置,其内存分频机制对于AM2而言同样的适用,只不过DDR2的主频足够高,可以满足AM2的同步超频的要求。同时需要说明的是AM2下,内存时序默认就是1T,对于使用DDR2 533的用户来说,想要内存同步超频至300MHz,最好还是设置为2T(视内存体制决定)。同时由于单核AM2 CPU最大支持DDR2 667,当超过这个频率时会出现不稳定的情况,笔者建议对于AM2系统还是以低参为主。毕竟AMD需要更低的延迟,而DDR2对此欠缺很多。

五、总结

1。对于K8架构来说,传统的内存分频机制已不再适用,但可以作为一个近似值来看待,毕竟传统的计算方式更为简单。

2。尽量避免非整数倍频,因为这很不利于内存的超频,现在大部分主板内存频率的选项并不丰富,选择非整数倍频不容易将内存的性能发挥出来。同时也可以发现10倍频是最利于超内存的。

3。想要体验更高外频的快感,除了内存异步外,提高内存参数是必须的。内存参数中最为重要的两个参数就是内存时序和CL值。如果将内存时序设置为2T,而内存频率没有提升30MHz以上的话,这个方案应该被否决。另外CL值影响着系统的性能和稳定性,却对数据带宽几乎没有什么影响。

利其器,善其事:剖析DDR2内存超频要素

超频是玩家永恒的话题,随着DDR3主板的批量上市,必然带动DDR3内存需求,然而DDR2也不甘落后,采用内存超频的方式来提升性能,追赶DDR3。相对CPU超频来说,内存超频看似简单,但在实际应用中变化无常,许多用户在进行内存超频时,往往达不到理想的结果,殊不知这其中存在着一些误区,在此就让我们来剖析内存超频的一些条件。在这里,我们请七彩虹的技术工程师丁晓总结出了几个方面的技术要素,和大家一起分享。

三大件超频息息相关

在一些论坛中,我们经常看到有超频玩家展示自己的极品内存,超频体质让人为之惊叹。同时也有不少玩家求购或依据其他玩家的超频信息去购买所谓的极品内存,但往往买回来后超频能力并不尽如人意,这主要由两个方面的因素决定。

1.优化BIOS发挥极品特性

大家知道,CPU的超频能力不但取决于CPU自身体质,还有10%的成分取决于所使用的主板。同样,内存超频也存在这一现象,只不过内存能否超高却有30%以上的成分是取决于所使用的主板。原因很简单,排除PC平台自身品质因素之外,主板的BIOS决定了内存以及整个PC平台的超频强弱,这样就很容易理解为什么相同型号的内存在不同主板上的超频效果会有那么大的差距。

因此,对于PC配件的超频发挥都是由BIOS编译工程师结合主板的性能进行编译优化,内存的超频发挥就是这个道理。当然工程师不可能将所有的内存都拿来上机,那么他们只能根据现有的或市面上典型的内存品牌及颗粒进行编译优化,如此当然不会使所有的内存都能发挥最佳性能,这也就导致了我们之前所说的极品内存并没有发挥出极品性能。比如,一对在A主板证实可以超频1400MHz的DDR2内存,在B主板不论什么方式,始终无法突破1200MHz频率。

2. CPU内置控制器束缚超频

还有一个重要因素就是CPU,AMD的CPU集成了内存控制器,个人感觉不如Intel的好用,不过控制器对普通实用玩家来讲是很有帮助的,增强了内存的效能,是CPU今后发展的趋势,但是对于超频玩家而言,控制器却成为了束缚。CPU的超频必然带来控制器的不稳定工作,同时由于集成在CPU内部,对于电气性和兼容性来说都有很高的要求,这就造成内存超频也连带受限。其实大家从网络中的超频资料可以看到AMD平台的内存鲜有超过1200MHz频率的例子,而Intel平台却可以轻松超频至1300MHz以上。

Phenom Ⅱ中集成了双通道内存控制器

寻找时序和频率的平衡点

大家都知道,内存频率越高,时序参数越低,则性能越强,但鱼和熊掌并不能兼得,我们需要在频率和时序之间找一个平衡点。同样,在选择好频率后,我们也会在时序参数调试中选择一个最佳的参数值,而这个参数值并不代表是最低数。究其原因依旧和内存体质及BIOS有关。

内存工作有一定的条件,一旦我们对内存进行超频,势必也同时提高了工作条件的严格性,为了保证内存能稳定工作,那么我们需要降低条件——这就是内存参数调节。内存频率超到多高?条件又该降到多低呢?这个结果体现在了内存效能上面。

.对于体质一般的内存,建议大家在基本不改变参数的情况下调试出最高的稳定超频频率,因为对这类内存,参数所带来的影响要比频率低得多。笔者建议这种DDR2内存的时序设置为5-5-5-15比较稳妥一点。

.对于体质较好的内存,建议大家着重频率提升,部分考虑收紧参数,如果因为参数原因而无法更高提升频率,则适当地降低参数。这种内存的时序一般设置为5-5-4-10就比较好了。

.对体质好的内存,则双管齐下,而且如果大家用于参加比赛及活动,则更需要调试,摸索出自己的内存究竟是低频高参效能好,还是高频低参效能好。对于这种内存来说,时序可以调到4-4-4-8这么高,当然这样的内存是可遇而不可求的极品了。

选择合适的CPU和内存比值,让超频更稳定

容量、数量影响超频增量

内存容量和数量只与实际应用有关,在超频中并没有什么作用,相反还会起到阻碍作用。容量越大,数量越多,那么出现兼容性故障的可能性就越大,超频能力也就相应越弱,也就越不稳定。现在的超频活动和比赛往往都需要通过软件的测试,来检验超频的稳定性,因此1GB×2的双通道配置成为了超频玩家的主要选择。

现在主板大多支持4根以上内存插槽,由于支持双通道因此分为1-2和3-4或者1-3和2-4两组,但根据主板设计原理和实际工作效能,第二组3-4或2-4内存插槽的使用效果相比第一组1-2或1-3较差。同时目前的操作系统只有Windows Vista 64位的操作系统真正支持4GB以上内存,因此1GB×2的搭配已经足够满足大家日常所用,如果想要升级到2GB以上内存,建议更换为2GB×2的搭配。

现在主板大多配备了4根以上内存插槽

过度超频损伤内存

不少玩家都认为内存超频要伤害体质,因此不敢超。其实任何电子产品,就算不超频使用都会产生性能损耗,超频当然会增加损耗的速度,不过只要你合理超频,这个影响就可以忽略不计。什么是合理超频?那就是合理的电压、合理的频率。电压当然是重中之重,内存目前的安全超频电压是在2.4V以内,普遍建议大家选用2.0V~2.2V的范围值,如果内存性能强劲建议大家用默认电压超频。其次是频率,对于普通应用,大家超频到1000MHz~1100MHz即可,再高则内存的超频性价比大幅度下降,并对系统产生不稳定影响。

如果大家需要大幅度超频内存来提高平台性能,则电压控制在2.9V以内,超过3.0V的电压容易让内存烧毁。同时在高电压高频率状态下,做一些简单测试,持续时间不是很长,基本不会对内存产生影响,如果长时间运行大负荷程序,则会对内存产生极其严重的损伤,导致永久性损坏。

DDR2内存的电压尽量不要调到3.0V以上

写在最后:冷静超频

一般而言,大家都不会对内存的散热作过多考虑,其实内存散热十分重要,系统死机、蓝屏、重启等都或多或少与内存温度过高有关。内存插槽就布局在CPU边上,大家可以看到,在主流主板上,采用CPU自带的风扇,它散出来的热气直接排向四周,那内存就首当其冲,大家可以拆开机箱试摸一下内存表面,会有烫手的感觉。其实大家从一些超频大赛上

就可以看出,超频玩家的平台在内存上方都会放置一款小风扇,用来给内存降温。因此超频时做好内存的散热,是十分必要的。

目前,很多内存厂家已经注意到了这点,在很多以超频为卖点的内存产品中,都无一例外地加强了散热设计,有的加装了散热片,甚至有的加装了散热风扇,比如金士顿的Hyper系列内存,都加装了散热能力不错的散热片。而且,内存散热也引起了传统散热器厂家的重视,推出了一些内存散热器,比如Tt的SpiritRⅢ散热器,搭载两个4cm静音风扇的主动式散热设计,无论是内存普通超频还是极限超频,都能轻松应付,而且还在风扇转轴处特地安装了两颗LED蓝色灯,当散热器通电工作时会散发出幽雅的蓝色光,非常漂亮。

Tt的SpiritRⅢ内存散热器

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