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CAS-Latenzzeit

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Bei asynchronem DRAM erfolgte der Speicherzugriff durch einen Speicher-Controller auf dem Speicherbus, der auf einem festgelegten Timing und nicht auf einem Takt basierte, und war vom Systembus getrennt. Synchrones DRAM hingegen hat eine CAS-Latenz, die von der Taktrate abhängig ist. Dementsprechend wird die CAS-Latenz eines SDRAM-Speichermoduls in Takt-Ticks statt in absoluter Zeit angegeben.

Da Speichermodule mehrere interne Bänke haben und Daten während der Zugriffslatenz von einer für eine andere ausgegeben werden können, können die Ausgangspins unabhängig von der CAS-Latenz durch Pipelining zu 100% ausgelastet werden; die maximal erreichbare Bandbreite wird allein durch die Taktrate bestimmt. Leider kann diese maximale Bandbreite nur erreicht werden, wenn die Adresse der zu lesenden Daten lange genug im Voraus bekannt ist; wenn die Adresse der Daten, auf die zugegriffen wird, nicht vorhersehbar ist, kann es zu Pipeline-Stalls kommen, was zu einem Verlust an Bandbreite führt. Für einen völlig unbekannten Speicherzugriff (AKA Random Access) ist die relevante Latenzzeit die Zeit zum Schließen einer beliebigen offenen Zeile, plus die Zeit zum Öffnen der gewünschten Zeile, gefolgt von der CAS-Latenz zum Lesen von Daten daraus. Aufgrund der räumlichen Lokalität ist es jedoch üblich, auf mehrere Worte in derselben Zeile zuzugreifen. In diesem Fall bestimmt allein die CAS-Latenz die verstrichene Zeit.

Da die CAS-Latenzen moderner DRAM-Module in Takt-Ticks statt in Zeit angegeben werden, müssen beim Vergleich von Latenzen bei unterschiedlichen Taktraten die Latenzen in absolute Zeiten umgerechnet werden, um einen fairen Vergleich zu ermöglichen; eine numerisch höhere CAS-Latenz kann bei schnellerem Takt immer noch weniger Zeit sein. Ebenso könnte bei einem Speichermodul, das untertaktet ist, die Anzahl der CAS-Latenzzyklen reduziert werden, um die gleiche CAS-Latenzzeit zu erhalten.

Double Data Rate (DDR) RAM führt zwei Transfers pro Taktzyklus durch und wird üblicherweise durch diese Transferrate beschrieben. Da die CAS-Latenzzeit in Taktzyklen angegeben wird und nicht in Transfers (die sowohl bei der steigenden als auch bei der fallenden Flanke des Taktes auftreten), ist es wichtig sicherzustellen, dass die Taktrate (die Hälfte der Transferrate) zur Berechnung der CAS-Latenzzeiten verwendet wird.

Ein weiterer komplizierender Faktor ist die Verwendung von Burst-Transfers. Ein moderner Mikroprozessor kann eine Cache-Zeilengröße von 64 Byte haben, was acht Transfers aus einem 64 Bit breiten (acht Byte) Speicher erfordert, um diesen zu füllen. Die CAS-Latenz kann nur die Zeit für die Übertragung des ersten Speicherworts genau messen; die Zeit für die Übertragung aller acht Wörter hängt auch von der Datentransferrate ab. Glücklicherweise muss der Prozessor in der Regel nicht auf alle acht Wörter warten; der Burst wird in der Regel in der Reihenfolge des ersten kritischen Worts gesendet, und das erste kritische Wort kann vom Mikroprozessor sofort verwendet werden.

In der folgenden Tabelle sind die Datenübertragungsraten in Millionen Übertragungen – auch bekannt als Megatransfers pro Sekunde (MT/s) – angegeben, während die Taktraten in MHz, Millionen Zyklen pro Sekunde, angegeben sind.

Speicher-Timing-BeispieleBearbeiten

Speicher-Timing-Beispiele (nur CAS-Latenz)
Generation Typ Datenrate Übertragungszeit Befehlsrate Zykluszeit CAS-Latenzzeit Erstes Wort Viertes Wort Achtes Wort
SDRAM PC100 100 MT/s 10.000 ns 100 MHz 10.000 ns 2 20.00 ns 50.00 ns 90.00 ns
PC133 133 MT/s 7.500 ns 133 MHz 7.500 ns 3 22,50 ns 45,00 ns 75.00 ns
DDR SDRAM DDR-333 333 MT/s 3.000 ns 166 MHz 6.000 ns 2,5 15,00 ns 24,00 ns 36,00 ns
DDR-400 400 MT/s 2.500 ns 200 MHz 5.000 ns 3 15.00 ns 22.50 ns 32.50 ns
2.5 12.50 ns 20.00 ns 30.00 ns
2 10.00 ns 17,50 ns 27,50 ns
DDR2 SDRAM DDR2-400 400 MT/s 2.500 ns 200 MHz 5.000 ns 4 20.00 ns 27.50 ns 37,50 ns
3 15,00 ns 22,50 ns 32.50 ns
DDR2-533 533 MT/s 1,875 ns 266 MHz 3.750 ns 4 15,00 ns 20,63 ns 28,13 ns
3 11.25 ns 16.88 ns 24.38 ns
DDR2-667 667 MT/s 1.500 ns 333 MHz 3.000 ns 5 15.00 ns 19.50 ns 25.50 ns
4 12.00 ns 16.50 ns 22.50 ns
DDR2-800 800 MT/s 1.250 ns 400 MHz 2.500 ns 6 15.00 ns 18,75 ns 23,75 ns
5 12,50 ns 16,25 ns 21.25 ns
4.5 11.25 ns 15.00 ns 20.00 ns
4 10.00 ns 13.75 ns 18,75 ns
DDR2-1066 1066 MT/s 0.938 ns 533 MHz 1,875 ns 7 13,13 ns 15,94 ns 19.69 ns
6 11.25 ns 14.06 ns 17.81 ns
5 9.38 ns 12.19 ns 15.94 ns
4.5 8.44 ns 11.25 ns 15.00 ns
4 7.50 ns 10,31 ns 14,06 ns
DDR3 SDRAM DDR3-1066 1066 MT/s 0.938 ns 533 MHz 1,875 ns 7 13.13 ns 15,94 ns 19,69 ns
DDR3-1333 1333 MT/s 0.750 ns 666 MHz 1.500 ns 9 13.50 ns 15.75 ns 18.75 ns
7 10.50 ns 12.75 ns 15.75 ns
6 9.00 ns 11.25 ns 14,25 ns
DDR3-1375 1375 MT/s 0.727 ns 687 MHz 1,455 ns 5 7,27 ns 9,45 ns 12.36 ns
DDR3-1600 1600 MT/s 0,625 ns 800 MHz 1.250 ns 11 13,75 ns 15,63 ns 18,13 ns
10 12,50 ns 14,38 ns 16.88 ns
9 11.25 ns 13.13 ns 15.63 ns
8 10.00 ns 11.88 ns 14.38 ns
7 8.75 ns 10.63 ns 13.13 ns
6 7.50 ns 9,38 ns 11,88 ns
DDR3-1866 1866 MT/s 0.536 ns 933 MHz 1,071 ns 10 10,71 ns 12,32 ns 14.46 ns
9 9,64 ns 11,25 ns 13,39 ns
8 8,57 ns 10.18 ns 12,32 ns
DDR3-2000 2000 MT/s 0.500 ns 1000 MHz 1.000 ns 9 9.00 ns 10.50 ns 12.50 ns
DDR3-2133 2133 MT/s 0.469 ns 1066 MHz 0,938 ns 12 11,25 ns 12,66 ns 14.53 ns
11 10.31 ns 11.72 ns 13.59 ns
10 9.38 ns 10.78 ns 12.66 ns
9 8.44 ns 9.84 ns 11.72 ns
8 7.50 ns 8.91 ns 10.78 ns
7 6.56 ns 7.97 ns 9.84 ns
DDR3-2200 2200 MT/s 0,455 ns 1100 MHz 0.909 ns 7 6,36 ns 7,73 ns 9,55 ns
DDR3-2400 2400 MT/s 0.417 ns 1200 MHz 0,833 ns 13 10.83 ns 12.08 ns 13.75 ns
12 10.00 ns 11.25 ns 12.92 ns
11 9.17 ns 10.42 ns 12.08 ns
10 8.33 ns 9.58 ns 11.25 ns
9 7,50 ns 8,75 ns 10,42 ns
DDR3-2600 2600 MT/s 0.385 ns 1300 MHz 0,769 ns 11 8.46 ns 9,62 ns 11,15 ns
DDR3-2666 2666 MT/s 0.375 ns 1333 MHz 0.750 ns 15 11.25 ns 12.38 ns 13.88 ns
13 9.75 ns 10.88 ns 12.38 ns
12 9.00 ns 10.13 ns 11.63 ns
11 8.25 ns 9.38 ns 10.88 ns
DDR3-2800 2800 MT/s 0,357 ns 1400 MHz 0.714 ns 16 11,43 ns 12,50 ns 13,93 ns
12 8.57 ns 9.64 ns 11.07 ns
11 7.86 ns 8.93 ns 10.36 ns
DDR3-2933 2933 MT/s 0.341 ns 1466 MHz 0.682 ns 12 8,18 ns 9,20 ns 10.57 ns
DDR3-3000 3000 MT/s 0.333 ns 1500 MHz 0.667 ns 12 8,00 ns 9,00 ns 10,33 ns
DDR3-3100 3100 MT/s 0.323 ns 1550 MHz 0,645 ns 12 7.74 ns 8,71 ns 10,00 ns
DDR3-3200 3200 MT/s 0.313 ns 1600 MHz 0,625 ns 16 10,00 ns 10.94 ns 12,19 ns
DDR3-3300 3300 MT/s 0.303 ns 1650 MHz 0,606 ns 16 9,70 ns 10,61 ns 11.82 ns
DDR4 SDRAM
DDR4-1600 1600 MT/s 0.625 ns 800 MHz 1.250 ns 12 15.00 ns 16.88 ns 19.38 ns
11 13.75 ns 15.63 ns 18.13 ns
10 12.50 ns 14.38 ns 16.88 ns
DDR4-1866 1866 MT/s 0,536 ns 933 MHz 1.071 ns 14 15.00 ns 16.61 ns 18.75 ns
13 13.93 ns 15.54 ns 17.68 ns
12 12.86 ns 14.46 ns 16.61 ns
DDR4-2133 2133 MT/s 0.469 ns 1066 MHz 0.938 ns 16 15.00 ns 16.41 ns 18.28 ns
15 14.06 ns 15.47 ns 17.34 ns
14 13.13 ns 14.53 ns 16.41 ns
DDR4-2400 2400 MT/s 0.417 ns 1200 MHz 0.833 ns 17 14,17 ns 15,42 ns 17,08 ns
16 13.33 ns 14.58 ns 16.25 ns
15 12.50 ns 13.75 ns 15.42 ns
DDR4-2666 2666 MT/s 0.375 ns 1333 MHz 0.750 ns 17 12,75 ns 13,88 ns 15,38 ns
16 12.00 ns 13.13 ns 14.63 ns
15 11.25 ns 12.38 ns 13.88 ns
13 9.75 ns 10.88 ns 12.38 ns
12 9.00 ns 10.13 ns 11.63 ns
DDR4-2800 2800 MT/s 0,357 ns 1400 MHz 0.714 ns 17 12,14 ns 13,21 ns 14,64 ns
16 11,43 ns 12.50 ns 13.93 ns
15 10.71 ns 11.79 ns 13.21 ns
14 10.00 ns 11,07 ns 12,50 ns
DDR4-3000 3000 MT/s 0.333 ns 1500 MHz 0,667 ns 17 11,33 ns 12,33 ns 13.67 ns
16 10.67 ns 11.67 ns 13.00 ns
15 10.00 ns 11.00 ns 12.33 ns
14 9.33 ns 10.33 ns 11.67 ns
DDR4-3200 3200 MT/s 0.313 ns 1600 MHz 0.625 ns 16 10.00 ns 10.94 ns 12.19 ns
15 9.38 ns 10.31 ns 11.56 ns
14 8,75 ns 9,69 ns 10,94 ns
DDR4-3300 3300 MT/s 0.303 ns 1650 MHz 0,606 ns 16 9,70 ns 10.61 ns 11,82 ns
DDR4-3333 3333 MT/s 0.300 ns 1666 MHz 0,600 ns 16 9,60 ns 10.50 ns 11.70 ns
DDR4-3400 3400 MT/s 0.294 ns 1700 MHz 0,588 ns 16 9,41 ns 10.29 ns 11,47 ns
DDR4-3466 3466 MT/s 0.288 ns 1733 MHz 0.577 ns 18 10.38 ns 11.25 ns 12.40 ns
17 9,81 ns 10,67 ns 11,83 ns
16 9,23 ns 10.10 ns 11,25 ns
DDR4-3600 3600 MT/s 0.278 ns 1800 MHz 0.556 ns 19 10.56 ns 11.39 ns 12.50 ns
18 10.00 ns 10.83 ns 11.94 ns
17 9.44 ns 10.28 ns 11.39 ns
16 8.89 ns 9.72 ns 10.83 ns
15 8.33 ns 9,17 ns 10,28 ns
DDR4-3733 3733 MT/s 0.268 ns 1866 MHz 0,536 ns 17 9,11 ns 9,91 ns 10.98 ns
DDR4-3866 3866 MT/s 0.259 ns 1933 MHz 0,517 ns 18 9,31 ns 10,09 ns 11.12 ns
DDR4-4000 4000 MT/s 0.250 ns 2000 MHz 0.500 ns 19 9,50 ns 10,25 ns 11,25 ns
DDR4-4133 4133 MT/s 0.242 ns 2066 MHz 0.484 ns 19 9.19 ns 9.92 ns 10,89 ns
DDR4-4200 4200 MT/s 0.238 ns 2100 MHz 0,476 ns 19 9,05 ns 9,76 ns 10.71 ns
DDR4-4266 4266 MT/s 0.234 ns 2133 MHz 0.469 ns 19 8,91 ns 9,61 ns 10,55 ns
18 8,44 ns 9.14 ns 10,08 ns
DDR4-4600 4600 MT/s 0.217 ns 2300 MHz 0,435 ns 19 8,26 ns 8,91 ns 9,78 ns
18 7.82 ns 8,48 ns 9,35 ns
DDR4-4800 4800 MT/s 0.208 ns 2400 MHz 0,417 ns 19 7,92 ns 8,54 ns 9.38 ns
Generation Typ Datenrate Übertragungszeit Befehlsrate Zykluszeit CAS-Latenzzeit Erstes Wort Viertes Wort Achtes Wort

NotesEdit

  1. ^ Übertragungszeit = 1 / Datenrate.
  2. ^ Befehlsrate = Datenrate / 2 für doppelte Datenrate (DDR), Befehlsrate = Datenrate für einfache Datenrate (SDR).
  3. ^ Zykluszeit = 1 / Befehlsrate = 2 × Übertragungszeit.
  4. ^ a b c d N-te Wort = × Übertragungszeit.

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