Arbeitsspeicher: Zugriffszeiten

Das Thema Zugriffszeiten ist bedauerlicherweise etwas komplex. Um es daher vorweg zu nehmen: Zugriffszeiten spielen für die meisten Anwender keine Rolle mehr. Daher ist es ein fast schon überflüssiges Thema. Falls Sie sich aber dennoch darin einarbeiten wollen, werden wir versuchen es Ihnen näher zu bringen. Doch bitte haben Sie Geduld, denn wir müssen hier etwas ausholen.

Früher waren bessere Zugriffszeiten durchaus entscheidend, um die Leistung des Arbeitsspeichers zu steigern. Heutzutage spielen sie dagegen keine nennenswerte Rolle mehr, da regulärer Arbeitsspeicher bereits so leistungsstark ist, dass er kaum noch ausgelastet wird. Die geringfügige Mehrleistung, die ihm eine bessere Zugriffszeit geben kann, ist daher oft nicht spürbar. Mehr Geld für mehr Leistung auszugeben, lässt sich nur rechtfertigen, wenn es nur wenig mehr Geld ist, dass man dafür ausgibt. Oder wenn man grenzwertige Anwendungen auf seinem Computer betreiben möchte, die schnelleren Arbeitsspeicher bevorzugen.

Was ist Zeit?
Beim Arbeitsspeicher versteht man unter der Zugriffszeit, die Zeitspanne, die benötigt wird, um den Arbeitsspeicher für einen Schreib- oder Lesevorgang vorzubereiten. Je kürzer diese Zeitspanne ist, desto früher kann mit dem Schreiben oder Lesen der Daten begonnen werden. Gemessen wird diese Zeit in Nanosekunden, doch der Computer kennt keine Sekunden oder auch Nanosekunden. Diese Form der Zeitmessung ist ihm fremd. Er unterteilt sich die Zeit in Takte. Weshalb für den Computer die Zeit ein sehr dehnbarer Begriff ist. Denn wenn er sich die Zeit in kurze Takte unterteilt, statt in längere, steht ihm subjektiv mehr Zeit zur Verfügung. Obwohl tatsächlich in beiden Situationen die gleiche Zeitspanne vergeht.

Um also dem Computer verständlich zu machen, dass eine konstante Zeitspanne (in Nanosekunden) vergehen muss, damit die benötigten Zugriffszeiten eingehalten werden und um ihm auch klar zu machen wie lange diese Zeitspanne dauert, bedient man sich einfach seiner Zeitmessung. Man sieht sich an, in wie viele Arbeitstakte sich ein Computer eine Sekunde unterteilt, und kann ihm daraufhin sagen, wie viele Takte verstreichen müssen, damit eine gewisse Anzahl von Nanosekunden vergeht. Ändert man den Arbeitstakt, muss man berücksichtigen, dass auch die jeweiligen Taktlängen sich ändern. Und um dann wieder die gleiche Zugriffszeit (in Nanosekunden) zu definieren, muss man eine neue Anzahl von Takten festlegen.

Die Zugriffszeit in Nanosekunden ist üblicherweise bei einem Speichermodul ein fester Wert, der sich auch dann nicht ändert, wenn das Speichermodul mit anderen Arbeitstakten betrieben wird. So dass man zumindest hier von einer festen Variable sprechen kann. Zumindest für uns Menschen, die wir die Zeit in Sekunden bzw. Nanosekunden messen. Doch dieser Wert wird leider vom Hersteller (oft) nicht mitgeteilt, stattdessen nennt der Hersteller nur den effektiven Arbeitstakt sowie die Anzahl der Takte, die bei diesem Arbeitstakt die Zugriffszeit beschreiben.

Bedauerlicherweise wird es noch komplizierter. Denn um sich die Zugriffszeiten anhand der vorhanden Werte selbst auszurechnen wird nämlich nicht der effektive Arbeitstakt verwendet, sondern der Schnittstellen-Arbeitstakt. Auch dieser wird vom Hersteller nicht kommuniziert. Zumindest kann man sagen, dass bei allen DDR-Speichertypen dieser Schnittstellen-Arbeitstakt halb so hoch ist, wie der effektive Arbeitstakt. So haben wir nun alles, was wir brauchen, um uns die Zugriffszeiten auszurechnen.

Timings
Um der Komplexität dieser Thematik die Krone aufzusetzen, hier nun der krönende Abschluss. Es gibt nicht eine bestimmte Zugriffszeit, sondern je nach Arbeitsvorgang unterschiedliche Zugriffszeiten, die jeweils in einer Reihe von Arbeitstakten beschrieben werden. Diese Gruppe werden dann als sogenannte Timings bezeichnet. Der wichtigste und für die Leistung bedeutsamste ist der erste Wert, daher wird meist nur er alleine oder die ersten drei Werte angegeben. Es kann aber auch sein, dass vier oder fünf Werte angegeben sind.

Beispiel:
Ein DDR3-1600 Arbeitsspeicher mit den Timings 8-8-8-24-1 hat einen effektiven Arbeitstakt von 1600 MHz bzw. einen Schnittstellentakt von 800 MHz. Eine Sekunde (bzw. 1.000.000.000 Nanosekunden) werden demnach in 800.000.000 Takte unterteilt. Das bedeutet, dass ein Takt jeweils 1,25 Nanosekunden (ns) lang ist. Multiplizieren wir dies mit den Timings, stellen wir fest, dass die Timings 8-8-8-24-1 in Zugriffszeiten 10 ns – 10 ns – 10 ns – 30 ns – 1,25 ns betragen.

Ändern wir nun den Arbeitstakt, dann müssen wir dennoch darauf achten, dass diese Zugriffszeiten eingehalten werden. Um also diese DDR3-1600 Module mit einem effektiven Arbeitstakt von 1333 MHz zu betreiben (DDR3-1333), wird eine Sekunde (1.000.000.000 Nanosekunden) in 666.666.666 Takte unterteilt. Ein Takt hat somit eine Länge von 1,5 Nanosekunden (ns). Damit die benötigte Zugriffzeit eingehalten (bzw. nicht unterschritten werden), müssen wir die Timings auf 7-7-7-20-1 stellen. Auf diese Weise vergehen 10,5 ns – 10,5 ns – 10,5 ns – 30 ns – 1,5 ns. So wird aus dem DDR3-1600 Speichermodul mit 8-8-8-24-1 ein Speichermodul mit DDR3-1333 und 7-7-7-20-1.

Unser Kauf-Tipp !
Ein jedes Speichermodul verfügt über einen kleinen Festspeicher, in dem die Eigenschaften und Merkmale des Speichermoduls vermerkt sind. Darunter auch die Zugriffszeiten in Nanosekunden. Beim Start des Computers werden diese automatisch ausgelesen und vom Computer genutzt, um sich die passenden Timings auszurechnen. Das Wissen über Zugriffszeiten und Timings sollte daher für Sie als Anwender überflüssig sein, denn wie Eingangs schon erwähnt, spielen bessere Zugriffszeiten – auch hinsichtlich einer höheren Leistungsfähigkeit – kaum noch eine Rolle.

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