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RAM 速度與 CAS 延遲之間的差異

記憶體 (DRAM) 效能的重點就是速度與延遲間的關係。這兩者雖有密切相關,但可能並非以您所想的方式相互連結。以技術層面而言,下面提供了速度與延遲之間的關聯性。您可以利用這些資訊將您記憶體的效能最佳化。

如果您想知道電腦需要多少記憶體,請參閱這裡。

關於延遲的認知與真相

認知

  • 許多使用者相信 CAS 延遲是現實中延遲效能的準確指標
  • 許多使用者同時相信,由於速度提升的同時會伴隨著 CAS 延遲增加,因此一部分速度提升的效果就被抵銷了

真相

  • 而半導體工程師就會知道,CAS 延遲並不是精確的效能指標
  • 延遲最好以納秒為單位來測量,它是速度和 CAS 延遲的組合
  • 速度增加和延遲減少都會導致更好的系統性能
     
    • 例如:因為 DDR4-2400 CL17 和 DDR4-2666 CL19 的納秒延遲大致相同,所以較高速的 DDR4-2666 RAM 將提供更好的性能
    • 例如:如果標準模組和遊戲模組的速度評比相同(即 DDR4-2666),但 CAS 延遲不同(即 CL16 與 CL19),那麼較低的 CAS 延遲將提供更好的性能

延遲在認知與真相之間的差距,歸結於延遲的定義與測量方式。

兩台賽車表示記憶體速度與 CAS 延遲

延遲悖論

由於產品傳單和規格對照表上常以 CAS 延遲 (CL) 表示延遲而造成誤解,事實上這只是公式的其中一半。由於 CL 評比僅表示時脈週期的總數量,而與每個時脈週期的持續時間無關,因此不該被推論成判定延遲效能的唯一指標。

不過,如果能夠以奈秒檢視一個模組的延遲情形,這樣是最可以判斷它相較於其他模組是否回應能力更佳的方式。若要計算模組延遲,請將時脈週期長度乘以時脈週期總數量。這些數字將會以正式的工程紀錄出現在模組的資料表上。以下為計算範例。

技術
模組速度 (MT/s)
週期時間 (ns)
CAS 延遲
延遲 (ns)
SDR 100 8.00 3 24.00
SDR 133 7.50 3 22.50
DDR 333 6.00 2.5 15.00
DDR 400 5.00 3 15.00
DDR2 667 3.00 5 15.00
DDR2 800 2.50 6 15.00
DDR3 1333 1.50 9 13.50
DDR3 1600 1.25 11 13.75
DDR4 1866 1.07 13 13.93
DDR4 2133 0.94 15 14.06
DDR4 2400 0.83 17 14.17
DDR4 2666 0.75 19 14.25
DDR4 2933 0.68 21 14.32
DDR4 3200 0.62 22 13.75
DDR5 4800 0.42 40 16.67

什麼是延遲,以及延遲計算公式?

基本上,延遲就是指令輸入到執行之間的時間差距。延遲即這兩項活動之間的間隔。當記憶體控制器告訴記憶體存取特定位置時,資料必須穿過一系列欄位址選通 (CAS) 內的時脈週期,才能抵達指定位置並完成指令。記住這一點之後,這裡有兩項變數可決定模組的延遲:

  • 資料必須通過的時脈週期總數量(以 CAS 延遲量測,或是資料表中的 CL)
  • 每個時脈週期的長度(以奈秒表示)

結合這兩項變數,即能獲得延遲計算公式:

延遲 (ns) = 時脈週期時間 (ns) x 時脈週期數量

在記憶體技術沿革中,隨著速度提升(代表時脈週期時間下降),CAS 延遲值也同時提升,然而因為時脈週期變快,故以奈秒測量的真實延遲大約維持相同。透過優化處理器能擁有的最高速度和預算內可用的最低延遲記憶體之間的平衡,您可以使用更新、更快、更高效的記憶體達成更高水準的性能。

哪一個更重要:速度或延遲?

根據在 Crucial 效能實驗室深度工程分析與延伸測試的結果,此大哉問的答案是兩者都重要!速度和延遲兩者對於系統效能都有著極為重要的影響,因此在您想要升級時,我們建議:

  • 第 1 步:找出您的處理器和主機板兩者皆支援的最高記憶體速度是多少(包含超頻設定檔)。
  • 第 2 步:選擇在該速度下符合您預算的最低延遲記憶體,記得延遲卓越(即延遲較低)代表系統性能卓越。

 


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