RAS, CAS und Timings
Um die Begriffe RAS und CAS und deren Beeinflussung
der Speicher Geschwindigkeit besser erklären zu
können, muss vorher etwas über die interne
Funktionsweise von RAM Modulen gesagt werden.
Ein Speicherchip besteht aus einer Vielzahl von Speicherzellen
welche in einer Matrix (Gitter) angeordnet sind. Eine
Matrix ist genau wie eine Tabelle in Zeilen (rows)
sowie Spalten (columns) eingeteilt. So ergibt sich
zum Beispiel für ein 16MB Speicherchip folgende
Anzahl von Spalten und Zeilen (16MB = 224 = 16.777.216
= 4096 x 4096). Um all diese Speicherzellen direkt
adressieren zu können, wären etliche Datenleitungen
nötig, welche jedoch aus Kostengründen verringert
werden müssen. Daher macht man sich das Adress-Multiplexings
zu Nutze. Das bedeutet, dass über eine Leitung
nacheinander beide Adressen (Zeile, Spalte) geschickt
werden. Hierbei wird zuerst immer die Zeilenadresse
(Row Adress Strobe = RAS) übertragen, gefolgt
von der Spaltenadresse (Column Adress Strobe = CAS).
Dabei wird zunächst das RAS-Signal aktiviert,
um auf die Zeilenadresse zuzugreifen. Sobald ein Zugriff
möglich ist, wird das CAS-Signal aktiviert. Bis
jedoch ein Zugriff auf die Spaltadresse erfolgen kann,
vergehen wiederum einige Taktzyklen. Somit ergibt sich
ein drittes wichtiges Timing neben RAS und CAS und
zwar das RAS-to-CAS Delay, das durch das Adress-Multiplexing
nötig wird. Latency bedeutet dabei Latenzzeit
und beschreibt eine Wartezeit. Diese Wartezeit ist
die Anzahl der Taktzyklen, die benötigt werden
um auf die Speicheradresse tatsächlich zugreifen
zu können, nachdem das CAS-Signal gesetzt wurde.
Es gibt eine Vielzahl von Einstellungen, die man zur
Speicheroptimierung vornehmen kann, jedoch würde
der Versuch alle zu erklären den Umfang dieses
Artikels sprengen, deshalb wurden die wichtigsten davon
in einer Tabelle aufgelistet.
| Row Active Time |
(tRAS) |
Gibt an wie lange die Zeile aktiv sein soll bevor auf die nächste gesprungen werden kann. |
| Row Precharge Time |
(tRP) |
(Ladezeit) |
| Row Cycle Time |
(tRC) |
Diese Option spezifiziert die Mindestdauer um die gleiche Bank zu aktivieren. |
| RAS-to-CAS-Delay |
(tRCD) |
Diese Zeitspanne gibt an wie lange das Zeilensignal (RAS) auf der Leitung gültig bleibt bis auf das Spaltensignal (CAS) umgeschaltet wird. |
| CAS Latency |
(CL) |
Hiermit wird die Taktzyklen bestimmt die nötig sind um Daten aus der Speicherzelle zu Lesen nachdem das CAS -Signal erfolgreich gesetzt und für gültig erklärt wurde. Erst dann kann die adressierte Speicherzelle (bzw. der adressierte Block) ausgelesen werden. |
| Write Recovery Tim |
(tWR) |
Bestimmt die Anzahl der Taktzyklen zwischen der letzten gültigen Schreibaktion und dem frühesten Zeitpunkt an dem derselben Bank ein neuer Befehl zum Vorladen zugewiesen werden kann. |
| R/W Turn Around |
(tRW) |
Bei dieser Option legt die Hardware zwischen aufeinanderfolgenden Schreib- und Lesezugriffen einen Wartezyklus von einem Takt ein und bremst das System. |
Was bedeutet es nun wenn das Speichermodul die Timings 2-2-2-5, 2-3-3-6 oder 3-3-3-8 besitzt? Der erste Wert steht hier für die CAS Latency, die angibt nach wie vielen Takten die Spalte gelesen werden kann. Der zweite Wert ist die RAS Precharge Time, welche die Takte angibt, die gebraucht werden um die Zeile vorzuladen, und der dritte Wert ist das RAS-to-CAS Delay welches ebenfalls in Takten angegeben ist. Der vierte Wert ist die Row Active Time und gibt an wie lange die Zeile aktiv sein soll bevor auf die nächste gesprungen werden kann. Dies soll verhindern, dass der Sprung vorzeitig durchgeführt wird und die Daten nicht komplett gelesen bzw. geschrieben werden. Je nach Geschwindigkeit des Speichers dauert dies alles also unterschiedlich lange.
Hiermit lässt sich an einem schönen Rechenbeispiel zeigen, dass höherer Takt aber nicht alles ist! Ein Speicher der z.B. bei 200MHz mit 2-2-2 und bei 233MHz bei 3-3-3 läuft, sollte aus folgendem Grund lieber mit den 200MHz laufen. Allein wenn nur die Spalte gewechselt werden muss, also nur das CAS Signal geändert wird, ist ein Speicher mit 200MHz bei 2 Takten ( 2 x (1/200MHz) = 10ns) Wartezeit schon schneller als ein mit 233MHz getakteter welcher 3 Takte ( 3 x (1/200Mhz) = 12,8ns) Wartezeit benötigt. Kommt dann noch RAS und RAS-to-CAS dazu, wird die Zeitersparnis noch größer.
Dieser Artikel:
Einleitung 
Technische Grundlagen
Vorläufer der heutigen
Speicherarten
SDRAM
DDR-SDRAM
RDRAM
RAS, CAS und Timings
Burst-Mode
DDR2
Zukünftige RAM-Arten
Wieviel RAM ist sinnvoll
Home | Kontakt | Impressum | AGB | Datenschutzerkärung | Warenkorb anzeigen
Prozessoren
