DDR之内存时序

当我们购买内存条的时候，会看到内存条有如下规格11-11-11-28，它代表什么意思呢？

它是一种内存时序，指的是内存在处理各种任务时，遇到的固有延迟的一种数值描述。

简单讲，就是CPU在向内存索要数据，或者在向内存写入数据的时候，内存要经历一系列的操作，才能把CPU想要的数据给出来或写进去，这一系列的操作所需要花费的时间周期就是内存时序。

这四个数值分别表示CL，tRCD，tRP，tRAS，单位ns。这个数值越短，表示延迟越低，内存的性能越好。

其实时序还有很多，只不过这四个参数相对来说比较重要。

在讲解之前，我们了解一下内存是怎么存取数据的。首先要知道SDRAM(内存颗粒)，DDR就是将这些颗粒集成在一起，然后再加一个控制器。

内存在存取数据时，是以行列的方式进行，跟excel表格类似，通过行列方式定位数据，这个表格我们称为逻辑BANK(L-BANK)。

SDRAM内部L-BANK示意图  8X8阵列

B：L-BANK（逻辑logic bank）地址编号

C：column列支持编号

R：row行地址编号

如果我们要找到BANK中的黄色位置，先指定L-BANK地址B1，然后指定行地址R6，再指定列地址C4，最终就能找到寻址单元。

谈到BANK，我们顺便了解一下RANK这个概念（经常容易搞混，分不清楚）

DDR数据存储时，以64bit数据线为例，CPU每次从内存里面读取数据都是一次64bits，而内存颗粒一般没有64bit，大多为4bits，8bits，16bits。为了凑够CPU访问所需的64bits，假设每个颗粒是8bits，就需要8个颗粒并在一起，并在一起的8个颗粒就叫Rank。

假设内存芯片基本上是8个L-BANK地址，也就是8个这样的表格。

在了解数据如何存取后，下面具体看一下这四个参数：

1、tRCD

内存行地址传输到列地址的延迟时间为tRCD（RAS to CAS delay），因为在行激活命令发出之后，芯片存储阵列电子元件响应需要一定的时间。

简单说，在内存控制器接收到行的指令后，需要等待一定的时间才能访问这一行，这个等待时间就是tRCD。

tRCD以时钟周期为单位，例：tRCD=2，代表延迟两个时钟周期。

这个参数对系统影响不大，因为程序存储数据到内存中是一个持续过程。同一个程序中一般都会在同一行中寻址。

2、CL

内存先确定了行，要想找出数据，还需要确定列，这时我们就能准确的找到目标数据。

内存确定了行数之后，还需要等待一定的时间才能访问具体列数，这个等待的时间就是CL，CL就是列地址访问的延迟时间，是时序中最重要的参数。

关于CL这里必须强调几点：

• CL(CAS Latency，CAS潜伏期)，在频率相同的情况下，CL值越小，内存速度越快。由于CL只在读取时出现，所以CL又被称为读取潜伏期。

• CL的值随着内存频率的增加而增大。

• CL数值也以时钟周期数表示，因此必须知道内存的频率才可以知道CL延迟的具体时间，比较才会更有意义，例：
  

DDR-400内存，CL=2.5，时钟频率为200MHz，实际CL=12.5ns。

DDR2-800内存，CL=5，时钟频率为400MHz，实际也是CL=12.5ns。

二者一样。

• 选择购买内存时，最好选择同样CL值的内存，不同速度的内存混插在系统内，会以较慢的那块内存来运行，从而造成资源的浪费。

3、tRP

tRP（RAS Precharge Time ）行预充电时间。假如当前寻址的存储单元是B1、R5、C2。如果接下来的寻址命令是B1、R6、C2，由于是同一L-Bank的不同行，那么就必须要先把R5关闭，才能对R6进行寻址。

从开始关闭现有的工作行，到可以打开新的工作行之间的间隔就是tRP，单位也是时钟周期数。

4、tRAS

tRAS，表示内存行有效至预充电的最短周期 ，可以简单理解成内存写入或读取数据的一个时间，一般接近前三个参数的总和。

调整这个参数须要结合具体状况而定，通常咱们最好设在5－10之间。这个参数要根据实际状况而定，并非说越大或越小就越好。

若tRAS的周期太长，会影响系统的性能。

若tRAS的周期太短，则可能因缺少足够的时间而没法完成数据传输，容易引起数据丢失或损坏。该值通常设定为CAS latency + tRCD + 2个时钟周期。

最后简单概况一下：