RAM-Timings: Erklärung & Bedeutung fürs Gaming

Zwei RAM-Module mit ihren RAM-Timings auf dem Aufkleber
Von , aktualisiert am 24.12.2022

Bei der Suche nach Arbeitsspeicher ist euch im Produktnamen sicherlich schon mal das Anhängsel "CL" aufgefallen. Dies ist ein Bestandteil der sogenannten RAM-Timings. Doch was genau ist das eigentlich?

In diesem Artikel erfahrt ihr alles zum Thema Arbeitsspeicher-Timings sowie RAM-Latenz. Wir schauen uns an, wie wichtig diese Werte sind und wie sie sich auf eure Anwendungen auswirken (Gaming und sonstiges).

Und wir helfen euch zu verstehen, ob ihr eher hohen RAM-Geschwindigkeiten nachjagen oder nach Speicherkits mit niedriger Latenz suchen solltet.


Was sind RAM-Timings?

Wichtigste Fakten

  • Primäre RAM-Timings sind tCL, tRCD, tRP, tRAS und tCMD. 
  • Es gibt viele sekundäre (Sub-) Timings, die fürs Übertakten wesentlich wichtiger sind.
  • Primäre Timings sind für DDR3 und DDR4 wichtiger als für DDR5, haben aber kaum Einfluss auf die Leistung.
  • RAM-Latenz und RAM-Timings sind zwei verschiedene Dinge.

RAM-Timings sind eine weitere Möglichkeit, die RAM-Geschwindigkeit zu messen. Die Timings messen die Latenz zwischen verschiedenen gemeinsamen Operationen auf einem RAM-Chip.

Timings messen also die Zeit die der Speicherchip verzögert, um etwas intern zu tun. Ihr könnt euch das so wie eine Art "Wartezeit" vorstellen.

Gemessen wird das RAM-Timing in Taktzyklen. Händler sowie Hersteller listen die Zeiten als vier Zahlen auf, die durch Bindestriche getrennt sind (zum Beispiel "38-40-40-84" bei manchen der aktuell besten DDR5-Module). 

Kleinere Zahlen bedeuten kürzere Latenzen, ergo ist ein Modul mit niedrigeren Timings schneller als eines mit höheren.

Die Reihenfolge der Zahlen verrät euch deren Bedeutung, auf welche wir nun eingehen.

CAS Latenz (tCL)

RAM-Timings CL

Die erste Zahl steht für die sogenannte Column Access Strobe Latenz, oder kurz CAS Latenz oder auch tCL und CL genannt. Sie ist die wichtigste Kennzahl bei den Timings und hat den größten Einfluss auf die Geschwindigkeit.

Die CL steht für die Taktzyklen, die zwischen dem Senden eines Befehls an den Speicher und dem Beginn der Antwort darauf vergeht. Ergo die Zeit die der Arbeitsspeicher benötigt, um auf die CPU zu reagieren.

Im Gegensatz zu allen anderen Timings unten ist tCL eine genaue Zahl und kein Maximum/Minimum, kann aber nicht isoliert betrachtet werden.

tRCD

RAM-Timing tRCD

Die zweite Zahl steht für die Row Address to Column Address Delay, kurz tRCD. Sie misst die Zeit die zum Lesen des Speichers benötigt wird, nachdem er bereit ist.

RAM-Module verwenden eine gitterbasierte Struktur für Datenzugriffe, ergo ein System aus Zeilen (Row) und Spalten (Column). Das tRCD-Timing misst die minimale Latenzzeit zwischen dem Eingeben einer neuen Zeile in den Speicher und dem Beginn des Zugriffs auf darin enthaltene Spalten.

Ihr könnt euch das als die Zeit vorstellen die der RAM benötigt, um die "richtige Adresse zu erreichen". Es dauert mindestens tRCD + CL Taktzyklen, bis die CPU das erste Datenbit als Antwort empfängt.

tRP

Ram Timing tRP

Die dritte Zahl in dieser 4-Zahlenfolge ist die Row Precharge Time, kurz tRP, welche oft den gleichen Wert hat wie die tRCD. Sie gibt die minimale Taktzyklusverzögerung an, um auf eine andere Zeile innerhalb derselben ausgewählten Spalte zuzugreifen.

Wenn die falsche Zeile geöffnet ist (ein sogenannter "Page Miss"), muss sie geschlossen (precharge = "vorgeladen") werden. Dann muss die Reihe nächste geöffnet werden, bevor auf die Spalte innerhalb der Zeile zugegriffen werden kann.

Dies erfordert daher tRP + tRCD + CL-Zeit.

tRAS

Ram Timing tRAS

Die letzte Zahl gibt die sogenannte Row Active Time, kurz tRAS. Sie gibt die minimale Anzahl von Taktzyklen an die eine Zeile offen bleiben muss, um auf Daten zuzugreifen. Dies ist normalerweise die größte Verzögerung.

Technisch gesehen misst es die Latenz zwischen einem Aktivierungsbefehl in einer Reihe und der Ausgabe des Vorladebefehls in derselben Reihe (oder die Mindestzeit zwischen dem Öffnen und Schließen der Reihe). Für SDRAM-Module berechnet sich die tRAS meist als tRCD + CL.

tCPD / tCMD

Dieser Wert ist zwar nicht direkt auf den RAM-Modulen oder im Produktnamen sichtbar (meist nicht angegeben), findet sich aber im BIOS oder in Programmen wie CPU-Z.

tCPD (auch bekannt als "Command Period" oder Befehlsperiode) ist die Zeitspanne in Zyklen zwischen der Auswahl eines DRAM-Chips und der Ausführung eines Befehls.

Bei modernen RAM-Modulen ist dies entweder 1T oder 2T, wobei 1T schneller ist. Trotz der einzigartigen Bezeichnung wird dies wie die anderen Timings in Taktzyklen gemessen.

Zwischen den beiden Optionen besteht im Allgemeinen ein sehr kleiner Leistungsunterschied.

Sekundäre Timings (Sub-Timings)

Neben den obigen Timings (die auch als Primär-Timings bekannt sind) gibt es noch die sogenannten sekundären (Sub-) Timings. Folgender Screenshot zeigt euch die Liste im BIOS:

Sub-Timings BIOS

Sekundäre RAM-Timings im BIOS (Bild: Buildzoid)

Wie ihr seht ist die Liste unter "Advanced Timing Control" lang und würde den Rahmen dieses Artikels sprengen. Zudem ist dies noch komplizierter und nur relevant fürs Übertakten.

Für DDR5 sind diese noch wichtiger als für DDR4.


Unterschied zwischen RAM-Latenz und RAM-Timings

Die RAM-Latenz konzentriert sich darauf, wie schnell der Prozess des Datenaustauschs vom RAM gestartet werden kann.

Einfach ausgedrückt ist Latenz eine Verzögerung. 

Diese Verzögerung kann in Nanosekunden (reale Zeit) gemessen werden.

Im Gegensatz zur Latenz werden Speicherzeiten (RAM-Timings - die Zahlenfolge, die ihr auf eurem RAM-Modul seht) wie erwähnt in Taktzyklen gemessen.


Wie berechnet man die echte RAM-Latenz?

Da uns die Timings also nur Taktzyklen angegeben, müssen wir die "echte" RAM-Verzögerung (CAS Latenz) tatsächlich händisch berechnen.

Nutzt dafür folgende Formel:

CAS-Latenz Formel

Damit berechnet man die absolute Latenz für DDR-Speicherzugriffe in Nanosekunden. Im Allgemeinen könnt ihr so Vergleiche zwischen verschiedenen RAM-Modulen anstellen. Dabei gilt: Weniger ist besser!

Ein kurzes Beispiel:

Nehmen wir an, ihr habt dieses DDR4-Kit von Corsair mit den Werten 3600MHz CL16.

Ihr erhaltet nach Einsetzen in die Formel eine Latenz in Nanosekunden von (16 * 2000) / 3600 = 8,8 ns. Bei einem Modul mit CL18 würdet ihr bei der gleichen Taktrate (3600 MHz) auf 10 Nanosekunden kommen. Ergo ist das CL16-Modul schneller als das CL18.

Schauen wir uns noch ein paar Zahlen an:

  • 2133 MHz CL13: Latenz = 12,19 ns
  • 2666 MHz CL15: Latenz = 11,25 ns
  • 3200 MHz CL16: Latenz = 10,00 ns

Das 3200 MHz CL16 Modul gewinnt. Wie ihr seht, schlagen höhere Geschwindigkeiten (MHz/Taktraten) meistens niedrigere CL-Timings.

Was ist mit den anderen Speichertimings von oben? Beeinflussen diese nicht auch die Latenz? Ja, das tun sie.

Die CAS-Latenz ist jedoch immer noch die am häufigsten verwendete Metrik zum Vergleichen der Speicherlatenz, da sie sich direkter (unmittelbar) darauf auswirkt, wie schnell euer RAM-Modul auf eine Anfrage reagiert.


RAM-Takt oder RAM-Timings: Was ist wichtiger fürs Gaming?

Alles schön und gut, aber wie wirken sich die Timings nun konkret auf Dinge wie das Gaming aus? Ist höher getakteter RAM wichtiger, als niedrigere Timings?

Wichtigste Fakten

  • Wenn ihr mit hohen Auflösungen spielt, sind RAM und vor allem die Timings (fast) irrelevant.
  • Für Gelegenheitsspieler ist RAM quasi irrelevant.
  • Ihr gewinnt nur ein paar FPS von besserem RAM.
  • Für maximalen Effekt müsst ihr lernen, euren Speicher zu übertakten und die Timings manuell anpassen .
  • In Bezug auf die Preisleistung lohnt sich RAM mit niedrigeren Timings nicht.
  • Ein Kit mit höherem RAM-Takt lohnt sich quasi immer mehr als eines mit niedrigeren Timings.

In diesem Video testet der Youtuber Ancient Gameplays viele verschiedene RAM-Kits mit unterschiedlichen Timings in mehreren Spielen.

AC Odyssey Benchmark RAM-Timings

Man sieht in Spielen wie AC: Odyssey, dass niedrigere Timings 2-3 FPS mehr bringen können. Einen richtigen "Sprung" von 7-8 FPS gibt es aber nur, wenn man die Subtimings perfekt einstellt (unterste Zeile mit dem 3733 MHz Kit (IS)).

Control Benchmarks RAM-Timings

Im Spiel Control hingegen sehen wir, dass sich die FPS quasi gar nicht verändern trotz Anpassung bei den Speicherzeiten.

Ergo: Ja, es KANN was bringen, aber nicht bei jedem Spiel. Und auf hohen Auflösungen bringt es quasi nichts.

Ein weiteres Beispiel zur Thematik:

Der Youtuber GearedInc hat zwei RAM-Kits (3600 MHz CL18, 3200 MHz CL16) auf einem Ryzen 9 3900X miteinander verglichen. Wenn wir uns auf die Formel von oben berufen, haben beide Kits absolut gesehen die gleiche Latenz

RAM-Takt gegen CAS Latenz Gaming

Der Graph zeigt: Ryzen 3000-CPUs profitieren mehr von höherem RAM-Takt, auch wenn die Latenz gleich ist.

Abschließend noch ein Kommentar zu einem Video vom Youtuber Buildzoid. Darin vergleicht er eine CL40- mit einer CL28-Einstellung.

Ergebnis: Er macht den gleichen AIDA64 Benchmark und bekommt mit CL40-Profil BESSERE Ergebnisse als mit CL-28.

Das heißt: Die CAS-Latenz alleine ist meist irrelevant, die Sub-Timings sind für die Leistung wesentlich wichtiger, als die primären.

Die CAS-Latenz spielt bei DDR5 und DDR4 quasi keine Rolle, da es fürs Übertakten eher auf die Sub-Timings ankommt.


Häufige Fragen zum Thema

Wie kann ich die CAS Latenz und andere Timings meines RAM prüfen?

Idealerweise lest ihr diese schnell mit dem Programm CPU-Z aus. Führt das Programm nach der Installation aus und klickt auf den Tab "Memory".

RAM-Timings CPU-Z

Saschas primäre RAM-Timings in CPU-Z

Dort seht ihr die Werte für CL, tRCD, tRP, tRAS und CR angegeben. Für die Sub-Timings müsst ihr ins BIOS.

Was sind gute RAM-Timings?

Im Allgemeinen sind die schnellsten Timings die euer Speicher ausführen kann auch die besten. Allerdings hängen die "perfekten" Einstellungen von eurem System und natürlich dem RAM-Kit ab.

Kann man Arbeitsspeicher mit unterschiedlichen Timings mischen?

Das Mischen von Arbeitsspeicher ist im Allgemeinen nicht ideal. Dies gilt auch dann, wenn eure Speicherzeiten unterschiedlich sind.

Solltet ihr trotzdem mischen, dann kann es zu zwei Szenarios kommen:

  • Ihr habt Glück und beide Speichermodule laufen mit den Timings des langsameren Moduls.
  • Ihr habt Pech und das System läuft instabil. Dann müsst ihr wesentlich langsamere Timings einstellen bis es läuft.

Spielen RAM-Timings überhaupt eine Rolle?

Das Anpassen und korrekte Feintuning der Timings KANN euch in manchen Spielen einen Leistungszuwachs bringen. Jedoch nur dann, wenn ihr euch in die komplizierte RAM-Übertaktung einarbeitet und euch an die wichtigeren Sub-Timings ran wagt.

Auch für CPU/GPU-Rendering-Aufgaben spielen sie quasi keine Rolle.

Ich empfehle euch: Setzt lieber auf ein stabil laufendes System, anstatt minimalen Leistungszuwächsen nachzujagen.

Ist der RAM-Takt wichtiger als die Latenz?

Module mit höherer Taktfrequenz (MHz) sind Modulen mit niedrigeren Timings quasi immer vorzuziehen. Lest im folgenden Artikel mehr zum Thema RAM-Geschwindigkeit.

Wo liegt der Unterschied zwischen SPD Latency und "getesteter Latenz"?

SPD-Latenzen sind das, was in die Speichermodule programmiert ist. Dies ist, was ein Computer als Standardlatenzeinstellungen verwendet.

"Getestete Latenzen" sind die Latenzen, bei denen jemand die Module getestet hat. Damit getestete Latenzdaten überhaupt brauchbar sind muss man auch wissen, mit welcher Geschwindigkeit der Test durchgeführt wurde.

Bevor du gehst

Jetzt da du über RAM-Timings Bescheid weißt, informier dich doch direkt noch über die ideale RAM-Menge, finde raus wie sich DDR4 und DDR5 unterscheiden oder lies meine Analyse zur Frage nach der idealen Anzahl von RAM-Riegeln.