DDR RAM Timings

DDR RAM Timings im BIOS sind fortgeschrittene Einstellungen, die die Latenz und damit die Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers beeinflussen können. Während die RAM-Frequenz (z.B. 3200 MHz) angibt, wie viele Daten pro Sekunde übertragen werden können, beschreiben die Timings die Verzögerungen in Taktzyklen, bevor der Speicher auf Befehle reagiert und Daten liefert.

Das Optimieren der RAM-Timings kann zu einer besseren Systemleistung führen, insbesondere in latenzsensitiven Anwendungen wie Spielen oder professionellen Workloads.

Was sind RAM-Timings?

Die wichtigsten RAM-Timings werden üblicherweise als eine Reihe von vier Zahlen angegeben, z.B. 16-18-18-38. Diese stehen für:

1. CL (CAS Latency – Column Access Strobe Latency): Dies ist die wichtigste und am häufigsten genannte Timing-Einstellung. Sie gibt an, wie viele Taktzyklen vergehen, nachdem die CPU einen Datenanforderungsbefehl an den RAM gesendet hat, bis die Daten tatsächlich verfügbar sind. Ein niedrigerer CL-Wert bedeutet eine geringere Latenz und damit eine schnellere Reaktion.
   • Analogie: Wie lange es dauert, bis der Kellner (RAM) mit der Bestellung (Daten) vom Schalter (Spalte) zum Tisch (CPU) kommt, nachdem er die Bestellung erhalten hat.
2. tRCD (Row to Column Delay – Row Address to Column Address Delay): Dies ist die minimale Anzahl von Taktzyklen, die erforderlich sind, um auf eine Spalte zuzugreifen, nachdem eine Zeile im Speicherchip aktiviert wurde.
   • Analogie: Wie lange es dauert, bis der Kellner (RAM) eine bestimmte Reihe von Tischen (Speicherreihe) findet und dann die spezifische Spalte/den Tisch (Spalte) innerhalb dieser Reihe erreicht.
3. tRP (Row Precharge Time): Dies ist die Zeit in Taktzyklen, die benötigt wird, um eine offene Speicherreihe zu schließen und eine neue Zeile für den Zugriff vorzubereiten.
   • Analogie: Die Zeit, die der Kellner (RAM) benötigt, um einen Tisch (Speicherreihe) abzuräumen und für den nächsten Gast (Zugriff) vorzubereiten.
4. tRAS (Row Active Time – Row Active Strobe Time): Dies ist die minimale Zeit, die eine Speicherreihe aktiv bleiben muss, nachdem sie geöffnet wurde, bevor sie wieder geschlossen werden kann (precharged). Sie ist oft die Summe aus CL + tRCD + tRP.
   • Analogie: Die Mindestzeit, die der Kellner am Tisch bleiben muss, nachdem er die Bestellung gebracht hat, bevor er zum nächsten Tisch weitergeht.

Zusätzlich gibt es noch weitere Timings, wie z.B. die Command Rate (CR oder T/N), die angibt, wie viele Taktzyklen benötigt werden, um einen Befehl vom Speichercontroller an die RAM-Module zu senden (z.B. 1T oder 2T). 1T ist schneller, aber nicht alle Systeme sind damit stabil.

Auswirkungen von RAM-Timings auf die Leistung

• Niedrigere Timings = Niedrigere Latenz: Im Allgemeinen bedeuten niedrigere Zahlen für die Timings eine geringere Latenz und damit einen schnelleren Zugriff auf den Speicher.
• Balancing Act: Es ist ein Zusammenspiel zwischen Frequenz und Timings. RAM mit einer höheren Frequenz, aber schlechteren (höheren) Timings, kann in manchen Szenarien langsamer sein als RAM mit einer etwas niedrigeren Frequenz, aber dafür sehr aggressiven (niedrigen) Timings. Die „wahre Latenz“ errechnet sich aus der Formel: (CAS Latency in Cycles / (Speicherfrequenz in MHz / 2)) * 1000 (für Nanosekunden).
• Gaming: In Spielen, die stark von der CPU-Leistung abhängen (z.B. Strategie- oder Simulationsspiele), können optimierte Timings einen spürbaren Unterschied bei den minimalen FPS (Frame per Second) und den Frame Times machen, da die CPU schneller auf Daten zugreifen kann.
• Produktivität: Auch in Anwendungen, die große Datenmengen verarbeiten (Videobearbeitung, Datenanalyse), können bessere Timings die Leistung leicht verbessern.
• Stabilität: Das manuelle Anpassen von Timings kann zu Systeminstabilität führen (Abstürze, Bluescreens, Nicht-Booten). Man sollte immer schrittweise vorgehen und die Stabilität testen.

RAM-Timings im BIOS einstellen

Das Anpassen der RAM-Timings geschieht im BIOS/UEFI Ihres Mainboards. Die genauen Bezeichnungen und Menüstrukturen variieren je nach Mainboard-Hersteller (ASUS, MSI, Gigabyte, ASRock etc.).

Allgemeine Vorgehensweise:

1. BIOS/UEFI aufrufen:
   • Starten Sie Ihren PC neu.
   • Drücken Sie wiederholt eine bestimmte Taste während des Bootvorgangs (oft Entf, F2, F10 oder Esc), um ins BIOS/UEFI zu gelangen. Die genaue Taste wird kurz auf dem Bildschirm angezeigt oder steht im Handbuch Ihres Mainboards.
2. Zum Erweiterten Modus wechseln:
   • Viele moderne UEFI-Oberflächen starten im „EZ Mode“ oder „Simple Mode“. Suchen Sie nach einer Option wie „Advanced Mode“ (oft F7-Taste), um zu den detaillierten Einstellungen zu gelangen.
3. Speichereinstellungen finden:
   • Navigieren Sie zu den Einstellungen, die sich auf Speicher, RAM, DRAM oder Overclocking beziehen. Häufig finden Sie diese unter Menüpunkten wie:
     • „Ai Tweaker“ (ASUS)
     • „OC Tweaker“ (ASRock)
     • „M.I.T.“ (Gigabyte)
     • „Overclocking“ oder „Advanced Memory Settings“
     • „DRAM Configuration“
4. XMP/DOCP Profil aktivieren (Empfohlen für die meisten Nutzer):
   • Die einfachste und sicherste Methode, die vom RAM-Hersteller vorgesehenen optimalen Timings und Frequenzen zu nutzen, ist die Aktivierung des XMP-Profils (Extreme Memory Profile) bei Intel-Systemen oder des DOCP-Profils (Direct Overclock Profile) bei AMD-Systemen.
   • Suchen Sie nach einer Option wie „XMP Profile“, „Load XMP Settings“ oder „DOCP“ und wählen Sie das entsprechende Profil aus (oft Profile 1 oder Profile 2).
   • Das XMP/DOCP-Profil lädt die vom RAM-Hersteller getesteten und garantierten Einstellungen für Frequenz, Timings und Spannung. Dies ist der erste Schritt, um sicherzustellen, dass Ihr RAM mit seiner beworbenen Geschwindigkeit läuft, da er standardmäßig oft mit einer niedrigeren JEDEC-Standardgeschwindigkeit (z.B. 2133 MHz oder 2400 MHz) startet.
5. Manuelle Anpassung (Für fortgeschrittene Nutzer und Overclocker):
   • Wenn Sie über das XMP/DOCP-Profil hinausgehen möchten oder kein XMP-Profil verfügbar ist, können Sie die Timings manuell einstellen.
   • Ändern Sie die „Memory Timing Mode“ von „Auto“ auf „Manual“ oder „Advanced Manual“.
   • Sie finden dann Optionen wie „DRAM CAS# Latency“, „tRP“, „tRCD“, „tRAS“ usw.
   • Vorsicht: Nehmen Sie immer nur kleine Änderungen vor (z.B. einen Wert um 1 reduzieren) und testen Sie die Stabilität Ihres Systems gründlich nach jeder Änderung.
   • Auch die DRAM-Spannung (Voltage) muss möglicherweise leicht erhöht werden, um stabilere Timings bei höheren Frequenzen zu erreichen. Die Standardspannung für DDR4 liegt bei 1.2V, für XMP-Profile oft bei 1.35V. Überschreiten Sie die vom Hersteller empfohlenen Spannungen nicht zu stark, um Schäden zu vermeiden.
6. Einstellungen speichern und beenden:
   • Nachdem Sie die Änderungen vorgenommen haben, suchen Sie nach der Option „Save & Exit“ oder „Save Changes and Reset“ (oft F10-Taste). Bestätigen Sie Ihre Auswahl.

Stabilität testen

Nach jeder Änderung der RAM-Timings ist es unerlässlich, die Systemstabilität zu testen:

• MemTest86: Ein sehr beliebtes und gründliches Tool, das von einem USB-Stick oder einer CD/DVD gebootet wird, um den RAM außerhalb des Betriebssystems auf Fehler zu prüfen. Lassen Sie es mehrere Durchläufe machen (mindestens 4-8 Stunden oder über Nacht).
• Windows-Speicherdiagnose: Ein integriertes Tool in Windows, das ebenfalls den Speicher testet. Weniger gründlich als MemTest86, aber für einen ersten Check ausreichend.
• Prime95, AIDA64 Stability Test: Diese Programme können auch den RAM unter Last testen und Instabilitäten aufdecken, die durch zu aggressive Timings verursacht werden.

Wichtiger Hinweis: Wenn Ihr System nach dem Ändern der Timings nicht mehr bootet oder instabil wird, müssen Sie das BIOS zurücksetzen. Dies geschieht in der Regel durch das Entfernen der CMOS-Batterie auf dem Mainboard für einige Minuten oder durch das Betätigen eines „Clear CMOS“-Jumpers/Buttons auf dem Mainboard (schauen Sie im Handbuch Ihres Mainboards nach).

Das Übertakten und Anpassen von RAM-Timings ist ein Thema für Enthusiasten. Für die meisten Benutzer ist das Aktivieren des XMP/DOCP-Profils der beste Weg, um die beworbene Leistung ihres RAMs zu nutzen, ohne das Risiko von Instabilität einzugehen.