RAM Grundlagen ( SR, DDR, RDRAM  und Co.)	/Hardware/Sonstiges

Vorbetrachtungen für RAS & CAS

Was bedeuten RAS, CAS; CL usw.

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.

Die Wichtigsten Abkürzungen

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.

Bedeutung der Timing angaben bei Speichermodulen

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.
 

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