Tudo o que você precisa saber sobre memórias DDR, DDR2, DDR3, DDR4 e DDR5

Latência

A latência é o tempo que o controlador de memória precisa esperar entre a requisição de um dado e sua efetiva entrega. Ela também é conhecida como latência do CAS (Column Address Strobe) ou simplesmente CL. Este número é expresso em pulsos de clock. Por exemplo, uma memória CL3 significa que o controlador de memória precisa esperar três pulsos de clock até que o dado seja fornecido após a sua solicitação. Com uma memória CL5 o controlador de memória terá de esperar mais: cinco pulsos de clock. Portanto você deve sempre procurar por módulos de memória com a menor latência possível. Ver Figura 2.

Figura 2: Latência

As memórias DDR4 têm latências maiores que as memórias DDR3, que têm latências maiores do que as memórias DDR2, que por sua vez têm latências maiores do que as memórias DDR. As memórias DDR2 e DDR3 têm um parâmetro adicional chamado AL (Additional Latency ou Latência Adicional) ou simplesmente A. Com as memórias DDR2 e DDR3 a latência total será CL+AL. Felizmente praticamente todas as memórias DDR2 e DDR3 são AL 0, o que significa que não há necessidade de latência adicional. Abaixo nós resumimos os valores mais comuns de latências.

Isto significa que as memórias DDR5 demoram mais pulsos de clock para começarem a transferir dados do que as memórias DDR4, assim como as memórias DDR4 demoram mais pulsos de clock para começarem a transferir dados se comparado com as memórias DDR3, e assim sucessivamente.

Por exemplo, uma memória DDR3-2133 CL7 demorará menos tempo (ou seja, será mais rápida) para começar a fornecer dados do que uma memória DDR4-2133 CL15. Como as memórias são de “2.133 MHz”, ambas oferecem a mesma taxa de transferência máxima teórica (17.064 MB/s). Neste caso, a memória DDR4 é “pior” (mais lenta) que a memória DDR3 (mas nem sempre será o caso; continue lendo), embora a memória DDR4 tenha como vantagem consumir menos energia do que memória DDR3.

No caso de as memórias sendo comparadas tenham clocks diferentes, a situação pode ser outra.

Ao comparar módulos com clocks diferentes você precisa fazer algumas contas para poder comparar as latências. Preste atenção que estamos falando em “pulsos de clock”. Quando o clock é maior, cada pulso de clock é menor (ou seja, o período é menor). Por exemplo, em uma memória DDR3-2133 ou DDR4-2133, cada pulso de clock leva 0,9735 ns (973,5 ps). A conta é simples, período = 1 / frequência (note que você precisa usar o clock externo e não o clock nominal/efetivo/DDR nesta fórmula; para facilitar as coisas, compilamos uma tabela de referência abaixo).

Nota: um nanossegundo (1 ns) equivale a 10^-9 segundo, enquanto que um picossegundo (1 ps) equivale a 10^-12 segundo.

Comparando memórias de tecnologias diferentes com clocks diferentes nos traz algumas situações interessantes. Supondo agora uma memória DDR3-1333 com CL7, a espera inicial será de 10,5 ns (1,5 ns x 7). Agora suponha uma memória DDR4-2133 com CL 15. Com esta memória, a espera inicial será de 14,6025 ns (0,9735 ns x 15). A memória DDR3-1333 CL7 é, portanto, mais rápida para iniciar a entrega de dados do que uma memória DDR4-2133 CL15, porém a memória DDR4-2133 atingirá uma maior taxa de transferência do que a memória DDR3-1333 CL7, o que é mais desejável.

No geral, o aumento da latência a cada nova geração é compensado com o aumento na taxa de transferência, e uma discussão de latência faz mais sentido quando comparamos memórias de mesma tecnologia e mesma taxa de transferência.

Vamos a mais um exemplo para fixarmos essa ideia. Suponha a comparação entre um módulo de memória DDR4-3200 com CL16 e um módulo de memória DDR5-6400 CL32. O usuário leigo pode pensar que a memória DDR4 deste exemplo tem uma latência menor, porém temos de levar em consideração o clock. Efetuando-se os cálculos, vemos que a memória DDR4-3200 CL16 tem uma latência de 10 ns (0,625 ns x 16), e a memória DDR5-6400 CL32 tem uma latência também de 10 ns (0,3125 ns x 32). Ou seja, apesar dos valores de CL diferentes, ambas memórias têm o mesmo tempo de espera na entrega de dados. A memória DDR5-6400 CL32 será mais rápida pois apresenta uma maior largura de banda (maior taxa de transferência máxima teórica).

Normalmente os fabricantes anunciam as temporizações da memória como uma série de vários números separados por traços (por exemplo, 5-5-5-5, 7-10-10-10, etc). A latência do CAS é sempre o primeiro número desta série. Veja os exemplos nas Figuras 3 e 4. Se você quiser saber o que cada um dos outros números significa leia nosso artigo “Entendendo as temporizações das memórias RAM”.

Figura 3: DDR2-1066 com CL 5

Figura 4: DDR3-1066 com CL 7