Частота ddr4 памяти: Изучаем влияние частоты DDR4 2666-4133 МГц на производительность процессора Intel Core i7-8700K: апрель 2020

тактовая частота, пропускная способность, тайминги, классы (DDR) и многое другое / Хабр

Привет, Хабр! Сегодня мы поговорим про оперативную память, про то, какие ее типы можно свободно купить в магазине для сборки ПК или его модернизации. Под катом рассказ об отличиях разных типов ОЗУ друг от друга, о разгоне и охлаждении памяти, а также несколько мыслей о том, имеет ли значение, какую планку памяти стоит установить в конкретный компьютер, чтобы добиться оптимального сочетания быстродействия, энергоэффективности и стоимости. Этот пост будет интересен тем, кто не считает себя DDR-гуру и при выборе памяти не уверен на 100% какие именно нужны тайминги, типы и характеристики модулей.

Оперативная память, или RAM (random access memory) — в буквальном переводе память с произвольным доступом. Википедия утверждает, что это энергозависимая часть системы компьютерной памяти, которая хранит выполняемый машинный код, а также данные, обрабатываемые процессором. Определение технически верное, но по сути довольно абстрактное. Будет намного понятнее, если мы поймем, зачем оперативка вообще нужна.

Если говорить по-простому, то оперативная память отвечает за работу приложений, которые вы запускаете. Чем больше оперативки имеет ваш компьютер, тем больше задач он может выполнять одновременно. При этом даже необязательно, чтобы приложений было несколько. Вся нагрузка может исходить от одной единственной программы с большим количеством однотипных процессов: Photoshop (слои), Google Chrome (вкладки), Final Cut Pro (дорожки) и т.д.

Немного истории и теории

По умолчанию RAM-память бывает двух основных типов: DRAM и SRAM. В дополнение к ним нередко выделяют еще SDRAM, VRAM, NVRAM, и т.д. но все они — это не более чем вариации на тему. Например, VRAM — это та же DRAM, но используемая в видеокартах и известная нам как видеопамять. Так что в этой статье мы остановимся только на основных типах.

DRAM — это динамическая память с произвольным доступом, где каждый бит информации хранится в отдельном конденсаторе внутри интегральной схемы. Она называется так, потому что требует периодического обновления. Это та самая оперативная память, которая используется в смартфонах, планшетах, компьютерах и других электронных устройствах. Правда, сейчас оперативную память, которой оснащаются современные гаджеты, принято относить к подтипу SDRAM.

SDRAM — это синхронная динамическая память с произвольным доступом. Она является подвидом DRAM, так что ab ovo это одно и то же, просто новее и быстрее. А отличает их наличие своего рода таймера, который используется для синхронизации памяти с микропроцессором и совместной обработки данных. Отсюда же происходит и такое понятие, как DDR — double data rate. О нём мы поговорим далее, а пока переходим к SRAM.

SRAM — это статическая память с произвольным доступом, которая использует для хранения данных схему с бистабильной фиксацией. Звучит сложно, но на деле всё просто и понятно. Статическая память не требует постоянного обновления, и она намного быстрее, чем DRAM, а потому стоит дороже и используется в меньших объемах. Типичная область применения для SRAM — это кэш 2 и 3 уровня.

Применительно к компьютерам объем DRAM или SDRAM измеряется в гигабайтах. Но у пассивных устройств вроде умных колонок, фитнес-браслетов и т.д. оперативки может быть всего несколько сотен мегабайт, которых им более чем достаточно. Для кэша L2 и L3 памяти используется еще меньше. В основном это 8-10-12 или 16 МБ. Их задачи просто не требуют, чтобы объем был больше. Да и размеры имеют значение — из-за более низкой плотности 4 мегабайта SRAM-памяти примерно равноценны по размерам DRAM-планке на 128 МБ.

Размеры оперативной памяти

На физическом уровне между планками ОЗУ тоже есть свое деление, но тут всё совсем просто:

DIMM — это планки оперативной памяти стандартного формата. Их, как правило, устанавливают в стационарные компьютеры, включая моноблоки и некоторые неттопы. Они большие, поэтому требуют много места внутри корпуса. В ноутбуки их попросту не установить.

SO-DIMM — это компактные планки оперативной памяти. Они применяются в основном в ноутбуках и некоторых компактных неттопах. По своим свойствам SO-DIMM ничем не отличается от стандартизированных планок, просто имеет меньший размер. Но из-за различия в габаритах установить планку DIMM вместо SO-DIMM не выйдет и наоборот.

Бывает ещё серверная память, которая даже имеет те же размеры, что и планки DIMM, но в персональных компьютерах её не используют из-за несовместимости с контроллерами ЦПУ. Но это не тема нашей статьи, поэтому заострять внимание на этом типе ОЗУ мы не будем.

Как DDR проявляет себя в тестах

Быстродействие оперативной памяти напрямую связано с её классом. Раньше стандартом для отрасли была SDR-память, а сегодня все перешли на DDR. 

DDR — современный вид оперативной памяти, который относится к типу динамической синхронной памяти с удвоенной скоростью передачи данных. Удвоение скорости стало следствием перевода этого типа памяти на новую механику считывания команд. Она позволяет распознавать их не только по фронту (переходом из состояния 0 в 1), но и по спаду тактового сигнала. Таким образом DDR-память при работе на частоте 100 МГц выдаёт эффективность, сопоставимую с работой SDR (прошлое поколение) на частоте 200 МГц.

Из-за этого даже появились понятия реальной и эффективной частоты. Например, если вы купили плату на 2133 МГц, то не удивляйтесь, что в синтетике она выдаст только 1066. Тут-то и проявляется тот самый double rate, от которого происходит название DDR-памяти. Реально она развивает вдвое меньшую скорость, чем на ней указана, но эффективность её работы будет такой, как если бы она была вдвое выше. Немного запутано, но в целом логично.

Тактовая частота оперативной памяти

Современные планки стандарта DDR4 (бывает ещё и DDR5, но подробно на них мы останавливаться не будем) работают на частоте 2133 — 3200 (3333) МГц. Это большая разница, но больше не всегда означает лучше, особенно, если ваш компьютер оснащен неподходящим процессором.

Допустим, в спецификациях вашего процессора указано дословно следующее: Up to DDR4 2133. Это значит, что ему подойдёт память DDR4 с частотой 2133 МГц. Вы можете установить планку на 3200 и даже 4800, но процессор просто не даст ей работать по максимуму, потому что сам не в силах обработать больше. Поэтому память с более высоким показателем тактовой частоты будет работать на частоте, которую ей позволяет чип, и не более того.

То же самое (урезание частоты) будет, установить в пару к тому же процессору одну плату на 2133 и другую на 1066. Они будут работать вместе без каких-либо проблем. Но процессор не сможет добавить мегагерц планке ОЗУ с меньшей частотой. Из-за этого обе — даже та, которая способна работать на более высокой частоте — не смогут разогнаться выше 1066 МГц. Если её не разгонять.

Разгон оперативной памяти

Разгон оперативки — это обычная процедура, которая позволяет принудительно повысить ее тактовую частоту. Способность конкретной планки ОЗУ к разгону зависит не от характеристики, указанной производителем, а от чипов памяти. Разгон позволяет увеличить тактовую частоту довольно существенно. Например, планки на 2666 МГц после разгона начинают работать на частоте 3200, а те, что работали на частоте 3200 — переходят на 4166.

По частоте, кстати, очень легко посчитать пропускную способность конкретной планки в мегабайтах. Просто умножайте её частоту на 8 (бит) и получите точный результат. Так, для планки DDR с частотой 2400 пропускная способность составит 19200 МБ, а для планки с частотой 3800 будет равна 30400 МБ.

Увеличение частоты, на которой работает оперативная память, сокращает задержку (Latency). Но на игры она почти не влияет. От того, на какой частоте работает ваша планка ОЗУ, показатель FPS не снизится и не увеличится, как и частота обновления экрана. Это не касается видеопамяти, которая напрямую влияет на производительность игр. Речь только о стандартной оперативке.

Тактовая частота — это «рабочий» показатель, который важен не только для совместимости с процессором, но и для выполнении профессиональных задач. Вы точно заметите разницу при работе с некоторыми специфическими приложениями, которые реально ускоряются, если вы используете высокочастотную оперативку. Например, быстрые типы ОЗУ хорошо проявляют себя в архивации. Чем выше частота планки, тем быстрее пойдет процесс.

Тайминги оперативной памяти

Другой показатель, о котором нужно знать при выборе оперативной памяти — это тайминги. По сути, это просто задержка. Они показывают время, которое проходит от момента отправки памятью команды и её фактическим исполнением. Их измеряют тактами. Поэтому, если вы посмотрите на спецификации любой платы оперативной памяти, то увидите там циферки вида 8-8-8-16.

Эти цифры обозначают выполнение четырёх операций. Именно поэтому тайминги обычно указываются в виде четырёх цифр. Хотя некоторые производители указывают только первую цифру, потому что именно она является наиболее важной. Но мы разберём, что значит каждая из них:

1. CAS Latency (CL — самый важный показатель) обозначает число тактов, которое проходит между отправкой запроса и началом ответа;

2. RAS to CAS Delay — число тактов, которое у контроллера занимает активация нужной строки банка;

3. RAS Precharge — число тактов, которое требуется для закрытия одной строки данных и перехода к другой;

4. Row Activate Time — число тактов до закрытия строки.

Не факт, что вам вообще нужно это знать, но для общего развития сгодится. Главное запомнить, что чем ниже тайминги, тем лучше. Это значит, что оперативке требуется меньше времени на доставку информации в пределах самой планки. Рассчитать фактическую скорость оперативки, используя данные о её характеристиках и зная специальную формулу, очень просто.

Например, у нас CAS Latency (CL) равен 8, а тактовая частота планки — 3600 МГц. Значит, считать будем так: 8*2000/3600 = 4,4(4) наносекунд. 2000 — здесь величина постоянная. Поэтому её берём всегда, не изменяя.

Какую оперативную память выбрать

Несмотря на то что при выборе оперативной памяти действует принцип «лучше — быстрее», слепое следование ему не всегда может быть оправдано. При выборе планки ОЗУ необходимо учитывать, с какой частотой совместимы процессор и материнская память в вашем компьютере. 

Выше мы уже давали понять, что тактовая частота в том числе является характеристикой соответствия памяти, которую вы устанавливаете, и процессора, который уже установлен в системном блоке вашего ПК. Но, теперь остановимся на этом подробнее. А, чтобы было понятнее, проведём понятную всем аналогию: просто представьте, что оперативка — это гайка, которую нужно закрутить, а процессор — гаечный ключ.

Если вы, имея ключ на 12, возьмёте маленькую или, наоборот, слишком большую гайку, они просто не подойдут друг другу и у вас ничего не выйдет. Мы не можем говорить о том, что эта гайка или этот ключ хорошие или плохие. Они просто не предназначены для того, чтобы работать в паре. Поэтому как гайку и ключ нужно подбирать по размеру, так и оперативку и процессор нужно выбирать по совпадающей частоте.

Но процессор и память при удобстве этой аналогии для пояснения — это всё-таки не ключ и не гайка. Поэтому вы в принципе можете установить быструю современную оперативку в компьютер, где используется старенький проц. Но из-за несовпадения характеристик эта планка будет работать на минимальной частоте.

Охлаждение оперативной памяти

Охлаждение оперативной памяти — тема не столь популярная, как её разгон, но идущая с ней практически рука об руку. В данном случае речь идёт именно про оперативку (SDRAM), а не видеопамять (VRAM), которой охлаждение жизненно необходимо. Несмотря на то что, кажется, обычным планкам ОЗУ не от чего испытывать нагрев, это не так. Большинство из них могут нагреваться довольно сильно — до 80-90. Это их рабочий нагрев, с которым не нужно бороться.

Куда страшнее — перегрев. Оперативка, как и любая другая микросхема, может страдать от перегрева, если работает под чрезмерной нагрузкой. В частности это касается разогнанных планок, тактовую частоту которых повысили принудительно. В таких случаях вы практически всегда получите повышенный нагрев, и, если не вернуть памяти оптимальную температуру работы (а добиться её зачастую удается только принудительно), она может начать сбоить и в конечном итоге — сгореть.

Охлаждать оперативную память чаще всего предлагается пассивным способом. Для этого нужно купить специальный радиатор, который выполнен из теплопроводящего материала вроде алюминия и крепится на планку ОЗУ. Когда та начинает перегреваться, он быстро забирает её тепло на себя и за счёт увеличенной площади (радиаторы всегда больше по размерам, чем сама ОЗУ), отдаёт тепло вовне.

Стоят такие радиаторы недорого, и выглядят довольно стильно, а зачастую даже имеют собственную подсветку. За это их и любят геймеры, которые стремятся установить по радиатору на каждую используемую планку. Но, как мы уже выяснили выше, оперативке в играх не приходится испытывать повышенные нагрузки, поэтому и практической пользы от радиаторов ОЗУ для геймеров, кроме разве что внешней привлекательности, не будет.

Ноутбуку охлаждение оперативной памяти тоже не нужно. Радиаторы слишком громоздкие, чтобы установить их в корпус небольшого, пусть и игрового, лэптопа. Ему просто негде там разместиться. Поэтому запомните правило — радиаторы ОЗУ нужны только стационарным компьютерам, да и то не всем.

Сколько оперативной памяти нужно компьютеру

Стандартом для ПК в 2022 году были 8-гигабайтные планки ОЗУ. Этого объема большинству пользователей хватало за глаза и за уши. Но многие любят, чтобы всего, включая оперативку, было с запасом, да и серьёзные задачи зачастую требуют наращивания этого вида памяти. Поэтому на 2023 год «базу» всё-таки лучше не брать. Тем более, что и переплатить за планку на 16 ГБ придется не так много.

Всё, что больше — уже на ваше усмотрение. Даже если у вас много денег, особого смысла брать 32 или 64 ГБ оперативной памяти для компьютера, где она будет простаивать, просто нет. Такие объёмы считаются рабочими, и могут пригодиться только в тяжёлых сценариях использования, которые требуют одновременного выполнения нескольких задач вроде редактирования нескольких десятков слоёв в Photoshop или использовании трёх и более вкладок в Google Chrome. Шутка :).

Впрочем, надо учитывать, что некоторые компьютеры, в основном это, конечно, ноутбуки, позволяют выбрать объём оперативной памяти только один раз — на этапе покупки. Поэтому нарастить ОЗУ уже после вам не удастся. В частности, от этой проблемы страдают компьютеры Mac на процессорах Apple Silicon. Они используют так называемую объединенную память, которая распаяна на одной плате вместе с процессором и накопителем, и извлечь ее оттуда невозможно.

Как выбрать оперативную память. Итоги

При выборе оперативной памяти нужно учитывать следующие факторы:

1. Какой стандарт оперативной памяти (DDR3 или DDR4) поддерживает ваш процессор. Как правило, эта информация указывается прямо в его спецификациях, поэтому тут никакой тайны нет. Если у вас, камень, вышедший хотя бы в течение последних 5 лет, то он будет поддерживать планки DDR4 — их и берите. А DDR5, хоть они уже и доступны в продаже, наобум лучше не брать — они имеют ограниченную совместимость и могут не подойти. Только если вы наверняка знаете, что ваш процессор поддерживает этот класс, и вам он действительно нужен (но тогда зачем вам эта статья?).

2. Не гонитесь за самыми высокими показателями тактовой частоты. Во-первых, ваш процессор может просто их не потянуть, и тогда даже самая быстрая память будет работать на частоте, которую поддерживает используемый чип. Во-вторых, оперативку почти всегда можно разогнать, сэкономив на покупке планки с невысокой частотой и потом увеличив показатели ее быстродействия принудительно.

3. Выбирайте планки оперативной памяти одного стандарта и одной тактовой частоты. Если вы установите в свою машину ОЗУ с частотой 2133 и 3200 МГц, процессор автоматически уравняет их, и они смогут работать на минимальной частоте, не превышающей 2133 МГц.

4. Следите за тем, чтобы размер планки ОЗУ подходил для вашего устройства. Если помните, для обычных ПК, как правило, вам подойдёт планка DIMM-оперативки, которая имеет стандартный размер. А вот компактные SO-DIMM и тем более серверные планки лучше избегать — стандартному ПК они всё равно не подойдут.

Сравниваем частоты DDR4 в XMP и OC на Intel Core i9-12900K — i2HARD

В сегодняшнем материале поговорим о работе DDR4 с 12-м поколением процессоров Intel и влиянии частоты памяти на производительность. Затронем как сравнение xmp, так и не менее интересное сравнение частот с близкими в наносекундах первичными таймингами и затянутыми второстепенными. Заодно ещё раз наглядно покажем тот потенциал производительности, который скрыт за пределами первичных таймингов. Естественно, основа сравнения — игровые тесты.

Содержание:

• Тестовый стенд
• Подбираем частоты XMP для DDR4
• Тесты памяти с разными XMP
• Тесты в играх
• Синтетические тесты
• Разгон
• Синтетические тесты
• Тесты в играх
• Заключение

Тестовый стенд

Итак, в качестве тестового стенда выступит Core i9-12900K с фиксированными частотами ядер на 5,2 и 4,1 ГГц для производительных и энергоэффективных соответственно. Материнская плата — ASUS ROG Strix Z690-A D4, видеокарта — ROG STRIX RTX 3090, операционная система — Windows 11.

• Процессор: Intel Core i9-12900K
• Материнская плата: ASUS ROG STRIX Z690-A GAMING WIFI D4
• Память DDR4: G.SKILL F4-3600C14D-32GTESA 2×16 ГБ
• Видеокарта: ASUS GeForce RTX 3090 ROG STRIX OC
• Система охлаждения: кастом
• Корпус: открытый стенд

Подбираем частоты XMP для DDR4

На памяти остановимся чуть подробнее. Заданная тема вроде бы предполагает большой набор комплектов, но мы обойдёмся всего одним. Дело в том, что на действительно удачных микросхемах памяти можно в точности эмулировать практически любую конфигурацию таймингов xmp из предложенных производителями. А наш комплект G.Skill как раз обладает такими чипами. Хmp 3600 МГц с RCD 14 — это серьёзная заявка и комплект себя зарекомендовал на практике.

Начнём с малого. 3200 МГц уже привычно являются неким стандартом и отправной точкой для DDR4 памяти в сборке игрового сетапа. Что-то лучше таймингов 14-14-14 представить трудн. И именно этот вариант будет отвечать за частоту 3200, которая является максимально гарантированной для Alder Lake и одновременно пределом для материнских плат с чипсетом, ограниченным в разгоне памяти.

Собственно, родной xmp комплекта 3600 МГц — 14-14-14-34, ровно те же первичные тайминги с напряжением на 100 мВ выше. Отдельно высчитанные задержки Aida 64 несут мало пользы, но в данном случае на одном и том же процессоре и с одним и тем же комплектом памяти нс могут дать смутные намёки на производительность в отдельных задачах. Также частота 3600 МГц, скорее всего, станет границей возможностей не K процессора с заблокированным напряжением SA.

Выбор следующей частоты стоит объяснить. Гарантировать работоспособность контроллера памяти intel 12го поколения в Gear1 на частотах выше 3600 МГц нет никакой возможности и довольно часто можно встретить экземпляр с предельным значением как раз где-то на отметке в 3866 МГц. Причём для серий i7 и ниже это наиболее актуально. Встречаются как удачные по контроллеру процессоры, так и не очень. Но было бы слишком оптимистично заявлять, что все работают с частотами выше 3866 МГц. Более того, просто включить xmp в биосе и удачно загрузиться, скорее всего, не выйдет. Высока вероятность, что придётся вручную задать напряжение SA и VDDQ TX.

Найти достойный комплект с именно такой частотой нелегко, зато можно обратить внимание на частоты выше. Допустим, у вас роскошный аналог нашего комплекта с xmp 4000МГц CL14, но процессор не может одолеть планку выше 3866 МГц. В этом случае без вмешательства в тайминги можно будет просто чуть снизить эффективную частоту.

Значения выше 4000 МГц в Gear1 уже для наиболее удачных экземпляров процессоров. Не будем стесняться и сразу поднимем планку до 4200 МГц, выше — уже для обладателей исключительной удачи. Этой частоты хватит для обозначения уровня условно максимального быстродействия. Дальше выбор первичных таймингов. Тут всё не так просто. Элитных комплектов с близкой частотой нет, 14-15 использовать не совсем честно. С другой стороны, честное сравнение мы оставим на секцию с настройкой, так что выбрать тайминги от реально существующего комплекта 4266 МГц 17-18 будет вполне резонно. СL в наносекундах чуть уплыл за границы 8-ми, но всё ещё лучше, чем у xmp 3200 МГц.

Стоит попробовать использовать и режим Gear2. Для двуранговых комплектов это испытание не самое лёгкое, но удалось добиться работы на частоте 4600 МГц CR1. В данный момент ниша высокочастотных наборов занята в основном микросхемами Hynix с высоким RCD. Для Samsung B-Die можно было бы использовать 18-22, но чтобы отмести всякие сомнения, единственная конфигурация Gear 2 будет снабжена довольно низкими значениями CL-RCD — 17-18. Частоты ниже не очень интересны и наверняка проиграют доступным в 1 к 1 варианте, что уже выявлялось прежних наших сравнениях.

Заканчиваем длительное вступление и переходим к игровым тестам.

Тесты памяти с разными XMP

Тесты в играх

Starcraft 2, 1080p, максимальные настройки. Это игра, которую в требовательности к пропускной способности памяти заподозрить трудно, скорее в ней важно время доступа. Тем не менее, из трёх высокочастотных XMP впереди 4200 МГц, хотя в терминах нс по таймингу CL он и самый медленный. С другой стороны, 3200 МГц CL 14, отстающий и по частоте, и по приведённому к нс значению первичных таймингов, закономерно в отстающих и с самым большим отрывом от соседнего xmp — около 4%. Остальные сравниваемые конфигурации отличаются минимально, причём особенно близки 3600 и 3866 МГц, хотя номинально у второго варианта и частота выше, и CL меньше в нс.

А как там поживает Gear2? Старкафт — явно не та игра, где увеличение ПСП могло бы сказаться положительно на фоне снижения частоты контроллера памяти. Если сравнить с XMP 3600 МГц, то ожидаемо получаем отставание в этой игре, не говоря уже о более высоких значениях частот в режиме 1 к 1. Фактически в Старкрафте 4600 МГц в Gear2 показывают результат близкий к 3200 МГц и это с преимуществом по абсолютной задержке первичных таймингов.

Total War Saga Troy, 1080p, максимальный пресет, экстремальное качество травы и такой же размер отрядов, масштабирование — 50%. Подход к использованию процессора с такими настройками противоположен старкрафтовскому, все вычислительные мощности используются по-максимуму. Вполне ожидаемо ПСП начинает играть важную роль с таким количеством ядер. В этих условиях преимущество xmp 3600 МГц над 3200 МГц достигает 10%. В целом различие между всеми конфигурациями увеличилось. Так, между крайними вариантами накапливается более 25% разницы.

Gear2 тоже не падает лицом в грязь с такой нагрузкой. Увеличение пропускной способности памяти положительно сказывается на фпс в экстремальной трое. Память на частоте 4600 МГц не только опережает 3600МГц в синхронном режиме, но и 3866 МГц, лишь немногим уступая лидеру. Разница между 4200 и 3866 МГц почти такая же значительная, как и между вариантами с самой низкой частотой в сравнении.

Теперь от игр-индикаторов обратимся к чуть более реальным примерам: Cyberpunk 2077, 1080p, пресет трассировка лучей ультра, угол обзора — 85, DLSS ультрапроизводительность, освещение трассировкой выключено, тени и и отражения включены. Различия между конфигурациями стали меньше, чем в Трое, как и общий процент загруженности процессора, но тенденции сохранились. Самая большая разница — между 3200 и 3600 МГц: около 7% по среднему значению и до 10% по редким событиям. А для 4200 и 3866 МГц различие составило 6-8%.

Режим с половинной частотой контроллера памяти в этой игре чувствует себя очень уверенно, значительно опережает 3600 МГц в Gear1 и совсем немного уступает только самому высокочастотному варианту синхронной работы памяти.

Плавно снижаем требования к количеству ядер. Следующая игра — Far Cry 6, 1080p, ультра пресет, HD текстуры выключены, обе настройки трассировки включены, масштабирование — 0,5. Меньше загруженных ядер — меньше различий в производительности между памятью с разной частотой. Тем не менее, между 3200 и 3600 МГц имеется зазор в 5% по среднему количеству кадров в секунду, а в редких событиях и того больше. Удивительным выглядит наличие измеряемой разницы между 3600 и 3866 МГц профилями, при этом между двумя высокочастотными конфигурациями различия меньше. Нет такой конкуренции между ядрами за ПСП — нет и влияния в десятки процентов; между крайними вариантами связок процессор-память чуть больше 10% разницы.

Тем более удивительным кажется приличный результат Gear2 режима. Он быстрее 3600 МГц в синхронном режиме и не уступает 3866 МГц профилю. Конечно, для постоянных наших зрителей такие результаты не будут новостью. Похожее сравнение ранее проводилось и для процессоров Интел 11 поколения. Многие выводы не утратили актуальности.

Итак, если вы не собираетесь копаться в таймингах оперативной памяти и экспериментировать с разгоном частоты, то главное внимание стоит уделить частоте XMP. Первичные тайминги тоже влияют на итоговую производительность, но, как мы выяснили в прошлом материале со сравнением DDR4 и DDR5, их вклад не так высок.

Кроме того, там же можно проследить почти отсутствующее влияние на итоговую игровую производительность при упоре в возможности видеокарты. Но не стоит пренебрегать качеством планок памяти вовсе. Многие соревновательные дисциплины, а вернее уверенный киберспортивный уровень фпс зависит строго от конфигурации DDR.

Синтетические тесты

Несколько тестов с синтетической и подобной рабочей нагрузкой дополнят картину сравнения xmp.

Geekbench 5 заметно откликается на частоту памяти только в многопоточном результате. Отличия между 3200 и 3600 МГц сопоставимы с разницей у 3866 и 4200 МГц. Gear2 режим чуть лучше 3866МГц с синхронной частотой памяти и контроллера.

Не каждый рендер способен получить прибавку от увеличения производительности подсистемы памяти, но Corona может. В бенчмарке можно выделить наибольшую разницу между первыми двумя конфигурациями, дальнейшее повышение частоты без настройки вторичных таймингов слабо влияет на итоговую производительность. 4600 МГц в 2 к 1 режиме чувствует себя не очень уверенно в бенчмарке, лишь немного обгоняет синхронные 3600 МГц.

В бенчмарке архиватора 7-zip главное, как и полагается, скорость сжатия. Различия между профилями с сопоставимой разницей по частоте схожие — около 9%. Gear2 режим памяти на частоте 4600 МГц выдаёт схожие с 3866 МГц профилем результаты.

Разгон

Теперь перейдём к настройке второстепенных таймингов, заодно проведём интересное сравнение. Будем отталкиваться от вполне посильных для многих комплектов набора первичек 16-16 на частоте 4200 МГц, а для частот ниже выберем максимально близкие по абсолютному значению в наносекундах аналоги. Скалировать будем набор первичек и RFC, остальные тайминги будут идентичны, что в целом как бы тоже не совсем правильно, но по факту влияние незначительного их уменьшения на частотах ниже 4200 МГц будет неотличимо от погрешности измерений.

Итак, для 3866 МГц получаем 15-15 и RFC 272. Наносекунды в Аиде увеличились незначительно, а вот ПСП сократилось заметно.

Не устанем напоминать: сейчас Aida не умеет верно измерять этот параметр для Alder lake. Гначения выше теоретических максимумов и числа можно использовать в качестве абстрактных баллов, и главное — не трогать частоту шины.

Для 3600 МГц расчёт предлагает те же CL-RCD, что и для xmp, но RAS ниже, а RFC уже 256. Aida накидывает чуть больше 1 нс по сравнению с предыдущей конфигурацией. Баллы ПСП ожидаемо снижаются.

3200 МГц получают очень привлекательные 12-12 тайминги CL и RCD, RFC 224. Дополнительно выставим CR1, который для этой частоты заработает почти наверняка. А вот для более высоких значений без подбора памяти, процессора и материнских плат уже всё не так очевидно.

Ещё плюс одна наносекунда и баллы ПСП меньше 60 тысяч.

Если начинать отсчёт от возможных для нашего комплекта памяти 4200 МГц 15-15, то не факт, что вышло бы на полутора вольтах завести 11-ые тайминги для 3200 МГц.

Синтетические тесты

Посмотрим что дала настройка таймингов в бенчмарке 7-zip. Рост результатов в сжатии очень заметный — около 25%, чуть меньше только на частоте 3600 МГц — 21%. Примечательно, что лучший результат профиля разгона 4200 МГц с выставленными только первичными таймингами отстаёт от настроенной памяти на частоте 3200 МГц. Причём теперь между 3200 и 3600 МГц самая небольшая разница — около 4%. Лидерство захватила пара 3866 и 4200 МГц — полновесные 7%.

Бенчмарк Corona демонстрирует не такую впечатляющую прибавку результатов — около 5%. Больше всех приобрела частота 3200 МГц, что в целом неудивительно, Самые отстающие по нс тайминги выведены на общий, равный уровень и теперь между всеми четырьмя вариантами около 1% разницы. Несмотря на небольшую прибавку, результат настроенной памяти на 3200 МГц снова лучше, чем у xmp 4200 МГц.

Geekbench 5 со своей хитрой системой приоритетов и подсчёта баллов немного выбивается из общей картины. Во-первых, различия по однопотоку стали ещё меньше, а в многопоточном результате настроенная память с частотой 3200 МГц не смогла обогнать ранее полученный результат профиля на частоте 4200 МГц — 2% преимущества. Между настроенными комплектами различия сократились и почти выровнялись на уровне тех же двух процентов.

Тесты в играх

Теперь самое интересное — игры. И набор их будет шире. Начнём, как и положено, с глубоко уважаемого Старкрафта. Рост результатов на всех частотах составил около 7%, расстановка не поменялась, а чуть сместившиеся сотые доли после усреднения результатов дали и вовсе равное значение для 3600 и 3866 МГц. Но вы должны понимать, что 3/10 сокрушительного поражения не скрыть. Различия пар с самой высокой частотой и самой низкой сравнимы. Стоит упомянуть, что лучший результат профиля с заданными только первичными таймингами равен полученному сейчас на 3200 МГц.

В Трое настройка второстепенных таймингов памяти позволила задышать процессору полной грудью и почти покорить рубеж 200 Вт энергопотребления. В этом показательном тесте можно нащупать некий рубеж по частоте памяти для новых Alder Lake. Переход от 3200 к 3600 МГц отражается в приросте производительности от 8 до 9%. Дальнейшие шаги по частоте дают немного меньше. Например, сопоставимая прибавка при переходе от 3866 к 4200 МГц уже прибавляет только 6%. Общий рост FPS на каждой частоте от настройки таймингов превысил 15%. Для 3200 МГц и вовсе все 21%. Ещё бы немного и все профили из первой части тестирования остались бы позади, а так xmp 4200 МГц немного, но впереди.

В Киберпанке снова отмечаем схожие соотношения, что и в Трое, но с меньшей разницей в процентах. Напомним, что абсолютное значение первичных таймингов в нс в сравнении практически одинаково. Но частота оказывает влияние на результат, переход от 3200 к 3600 МГцам опять самый чувствительный — 6-7%. Дальнейшие шаги прибавляют 3-4% к среднему ФПС и немного больше к ФПС в редких событиях. Общий рост производительности от настройки таймингов 12 и более %, в случае с 3200 МГц — 15%, что почти позволило сравняться с результатом xmp на 4200 МГц.

Со снижением задействованных процессорных вычислительных мощностей снижается и прирост от увеличения быстродействия памяти. Вв Far Cry 6 это заметно, как и чёткое разграничение процента прибавки от частот. Для 4200 МГц это всего 5% по среднему FPS, а для частот ниже процент увеличивается на 2-3 единицы с каждым шагом, достигая 13% у 3200 МГц. Такой расклад позволяет и на этой частоте обойти лучший результат профилей из первой части сравнения. В этом же столкновении настроенной памяти Фаркрай неохотно реагирует на увеличение частоты. Только многократные повторения и усреднения позволяют делать какие-то выводы.

Придётся обратиться к непререкаемому авторитету в делах распределения памяти по сортам — к Ларе нашей Крофт. 1080p, максимальный пресет, масштабирование — 20%, сглаживание выключено, замер только третьей части встроенного теста. В этой игре прирост ФПС от повышения частоты более плавный и по среднему значению можно ожидать 3-4% прибавки на каждом шаге из представленных вариантов.

Обратимся к киберспортивным дисциплинам с соответствующими настройками. Сначала CS:GO. Разрешение оставим 1080p — это важно для корректного отображения мониторинга. Итак, различия между всеми вариантами почти незаметные. И их можно выявить только многократным повторением и усреднением. Более того, даже различия с xmp были бы не так велики.

Совсем другое дело — Call of Duty: Warzone. Здесь разрешение 1080p более уместно, настройки схожие с реально используемым. Необходимо заметить, что замеры производились в реальном онлайн-матче, из-за этого обеспечить 100% повторяемость условий нет никакой возможности. Тем не менее, результаты получают неплохую повторяемость и в целом на них можно ориентироваться. Итак, различия между 3200 и 3600 получились совсем незначительными, в то время как увеличение частоты памяти до 3866 МГц демонстрирует увеличение среднего значения кадров в секунду на 4%. Следующий шаг с повышением частоты до 4200 МГц тоже добавляет 4%. Трудно сказать, проблемы ли это с повторяемостью, либо действительно в Варзон желательна память с более высокой частотой.

Заключение

С упором в видеокарту различия между частотами памяти быстро сходят на нет, впрочем и в соревновательных играх вроде CS:GO найти прирост не так просто. Однако более современные киберспортивные дисциплины требуют быструю память для комфорта геймплея. Безотносительно игр чистая или потенциальная производительность связки процессор-память напрямую зависит от настроек памяти. Несколько поколений процессоров и игр назад зависимость итоговых ФПС от частоты памяти при равных в нс таймингах была не так выражена, тогда как с Alder lake приходится обращать внимание и на этот параметр. Или вернее было бы сказать, что комфортная планка эффективной частоты DDR4 сместилась с 3000-3200 МГц в район 3600-3800 МГц.

Получается такая ситуация: если судить о производительности связки процессор-память, то естественно максимально возможная частота ОЗУ предпочтительна. Если какие-то ограничения не позволяют в синхронном режиме использовать значения выше 3600 МГц эффективной частоты, то переход в Gear2 режим с частотами памяти значительно выше 4000 МГц имеет смысл.

Рассуждения выше объективно важны для максималистов и настоящих энтузиастов. Для XMP всё проще — лучше выбирать комплект с 3600 МГц или выше.

Сравнение частот DDR4 SDRAM

Компьютеры используют вид энергозависимой памяти, называемой оперативной памятью (ОЗУ), которая помогает быстро извлекать данные и приложения, используемые в данный момент. Это помогает повысить эффективность, а также скорость передачи данных.

В этом блоге вы узнаете об основных частотах DDR4 (четвёртое поколение с удвоенной скоростью передачи данных), чем они отличаются и почему они являются важным компонентом для повышения мощности высокопроизводительных компьютеров.

Незнакомы с некоторыми  терминами в этом блоге? Мы вас прикрыли! Ознакомьтесь с нашим глоссарием основных терминов для защищенных компьютеров здесь.

Что такое DDR4?

DDR4 расшифровывается как Double Data Rate Fourth Generation. Это форма оперативной памяти (ОЗУ). В частности, SDRAM (синхронная динамическая оперативная память), что означает, что она синхронизирована с тактовой частотой, для которой оптимизирована ОЗУ.

DDR4 была выпущена в 2014 году, а затем в ноябре 2021 года была выпущена DDR5. 

Преимущества DDR4

DDR4:

ОЗУ DDR4 на нашей процессорной плате TKL8255.

Приложения DDR4 

По сути, чем лучше ваша оперативная память, тем быстрее и эффективнее ваша система будет выполнять любую задачу.

Например, если вы инженер-программист, вы сможете быстрее компилировать код. Если вы разрабатываете чертежи CAD (автоматизированное проектирование) для инженеров-механиков и электриков, вы сможете разрабатывать чертежи намного быстрее.

Если вы геймер, вы сможете получить доступ к своим локально сохраненным ресурсам намного быстрее, что обеспечит более плавный игровой процесс.

Варианты DDR4

При высоком уровне чем выше частота, тем выше скорость передачи данных.

Скорость передачи данных DDR измеряется в МТ/с (мегапередачи в секунду). Например, DDR4-2666 означает, что она работает на базовой частоте 1333 МТ/с, но поскольку она считывает данные дважды, она работает так, как если бы ее частота составляла 2666 МТ/с.

Рабочее напряжение остается неизменным на уровне 1,2 В независимо от частоты. Кроме того, плотность чипа зависит от производителя, поскольку она связана с объемом памяти ОЗУ. Размер оперативной памяти влияет на плотность чипов.

Вообще говоря, высокочастотные модули DIMM (двухрядные модули памяти, карты, на которых хранятся микросхемы оперативной памяти) при первом запуске имеют более высокую стоимость.

Со временем ценовой паритет выравнивается, и, в конце концов, более низкая частота становится дороже из-за отсутствия предложения, поскольку производители переходят на новые технологии.

Давайте посмотрим на разные частоты DDR4. Мы обсудим основные особенности как 16 ГБ, так и 32 ГБ каждого.

DDR4-2400

Максимальная скорость передачи данных: 2400 МТ/с

Стоимость 16 ГБ (одна флешка): от 60 до 70 долларов США

Стоимость 32 ГБ (одна флешка): от 100 до 110 долларов США

DDR4-2666 (DDR4-2667)

DDR4-2666 технически является DDR4-2666.66, поэтому иногда записывается как DDR4-2667.

Максимальная скорость передачи данных: 2666 МТ/с

Стоимость 16 ГБ (один накопитель): от 60 до 90 долларов США

Стоимость 32 ГБ (один накопитель): от 110 до 170 долларов США

DDR4-2933

Максимальная скорость передачи данных: 2933 МТ/с

Стоимость 16 ГБ (один накопитель): от 75 до 100 долларов США

Стоимость 32 ГБ (один накопитель): от 140 до 195 долларов США

DDR4-322

Максимальная скорость передачи данных: 3200 МТ/с

Стоимость 16 ГБ (один накопитель): от 70 до 90 долларов США

Стоимость 32 ГБ (один накопитель): от 85 до 140 долларов США

Тесты DDR4

Как вы можете видите, стоимость одной планки DDR4 увеличивается в двух случаях: когда увеличивается объем ее памяти и когда увеличивается ее частота.

Люди, желающие приобрести планку памяти DDR4, могут спросить себя: «Оправданы ли дополнительные затраты?»

При поиске модулей памяти DDR3 емкостью 16 ГБ вы увидите, что цены варьируются от 40 до 170 долларов; однако цены на флешки на 16 ГБ DDR4 намного стабильнее и немного ниже: от 60 до 90 долларов.

Это по двум причинам. Во-первых, по мере появления нового поколения DDR производство предыдущего поколения замедляется. Во-вторых, с нашей в настоящее время ограниченной цепочкой поставок детали и компоненты, которые были дефицитными, теперь стали практически несуществующими, что привело к астрономическому росту цен.

Исследование, проведенное ResearchGate, сравнило DDR4 с DDR3, и они смогли сформулировать преимущества DDR4 по сравнению с DDR3 в 6 ключевых областях. Ниже приведены их результаты: 

Источник: researchgate.net

Исследование пришло к выводу, что благодаря увеличенному объему памяти, высокой скорости передачи данных и низкому энергопотреблению DDR4 имеет явное преимущество перед DDR3 при работе с большими и сложными приложений, требующих высокой пропускной способности, быстрой обработки и низкого напряжения. Прочитайте все исследование здесь.

Да, DDR5 обеспечивает повышенную скорость передачи данных (до 7200 МТ/с), более низкое энергопотребление (1,1 В) и больший объем памяти (512 ГБ), но это становится жизнеспособным вариантом, только если ваша система совместима с последними Поколение ГДР.

Для наших целей мы рассмотрим поколения DDR, которые могут поддерживать наши системы. (Подробнее об этом в следующем разделе.)

Как DDR4 интегрируется с нашими продуктами

ОЗУ временно хранит данные из любого приложения, что позволяет извлекать указанные данные быстрее, чем если бы процессор пытался получить доступ к той же информации на жестком диске. водить машину.

Чем выше частота ОЗУ, тем быстрее могут быть извлечены данные, что приводит к более быстрой работе приложений.

Наши высокопроизводительные вычислительные решения поддерживают процессоры Intel® Cascade Lake с поддержкой DDR4-2400 и DDR4-2666, процессоры Intel® Ice Lake, также известные как процессоры Xeon SP, с поддержкой DDR4-2933 и DDR4-3200.

Память ECC (код коррекции ошибок) поддерживается на всех наших платформах, но только на тех, которые используют процессоры Intel® Xeon.

Мы используем максимальную память, поддерживаемую настоящим процессором, или выше, с пониженной тактовой частотой.

Например, процессор Xeon Silver 4316 в нашей модели 3U BAM поддерживает память DDR4-2666, но мы указываем DDR4-3200 для всех продуктов 3U BAM, поскольку мы хотим обеспечить одинаковую скорость для каждой линейки продуктов. В этом случае DDR4-3200 просто отключится.

Как мы тестируем DDR4

Вообще говоря, наши текущие предложения продуктов поддерживают DDR4-2666 до DDR4-3200.

Мы используем следующие приложения для стресс-тестирования каждого модуля и анализа их на наличие ошибок. Возможно, вы знакомы с некоторыми из используемых нами инструментов, например: 

1. Бурнин
2. Мемтест86
3. Стресс-тест

Есть много других инструментов, которые мы используем для стресс-тестирования и измерения производительности. Мы используем приложение Sandra Sisoft Benchmark для получения результатов тестов памяти.

Мы используем инструмент Intel® Platform System Memory Rank Margin Tool для анализа данных о запасе памяти, полученных из системы. Он сравнивает данные со спецификацией типа модуля памяти и выдает результат или отказ в зависимости от того, соответствует ли память спецификации.

Чем DDR4 отличается от DDR5

Самая большая разница между DDR4 и DDR5 заключается в том, что DDR5 поддерживает частоты от 4200 до 7200 МТ/с. DDR5 также имеет более низкое рабочее напряжение 1,1 В, что означает, что потребляется меньше энергии.

DDR6 выйдет где-то между 2024 и 2025 годами. Мы будем использовать DDR5 и, в конечном итоге, DDR6, как только процессор и/или набор микросхем будут поддерживать DDR5 и/или DDR6.

Чтобы узнать больше о различиях между DDR4 и DDR5, нажмите здесь.

Заключительные мысли

В Trenton мы стремимся предоставить нашим клиентам индивидуальные вычислительные решения, которые помогают повысить эффективность, сократить время задержки и минимизировать общую стоимость владения (TOC).

DDR4 увеличивает скорость передачи данных, обеспечивая ЦП компьютера мгновенный доступ ко всем данным, приложениям и операционным системам, используемым в настоящее время, поэтому он может выполнять критические задачи и эффективно управлять общими операциями системы.

В качестве участников программы Intel® Early Access наши клиенты получают доступ к новейшим вычислительным технологиям еще до того, как они поступят на рынок. Это, в свою очередь, позволяет нашим компьютерам поддерживать последнее поколение DDR, как только процессоры и/или наборы микросхем смогут его поддерживать.

Со сниженным рабочим напряжением, увеличенной скоростью передачи данных и увеличенным объемом памяти DDR4 увеличивает пропускную способность и загружает производительность на границе в режиме реального времени каждый раз.

Что такое скорость оперативной памяти и как она влияет на производительность моего ПК?

На производительность вашего ПК влияют несколько факторов. Центральный процессор (ЦП) или процессор является важным и очевидным элементом — ясно, что чем быстрее ЦП, тем быстрее будет работать ваш ПК. Другое дело — хранилище: твердотельные накопители (SSD) работают намного быстрее, чем вращающиеся жесткие диски (HDD) старой школы. Другим важным фактором производительности является оперативная память, или скорость памяти. Не все ОЗУ созданы одинаковыми, некоторые из них намного быстрее, чем другие. Разница не будет заметна обычному пользователю, который в основном просматривает веб-страницы, но если вы геймер или креативный профессионал, скорость оперативной памяти может быть важна.

Это руководство познакомит вас с идеей скорости оперативной памяти и даст общее представление о том, как она влияет на производительность ПК.

Параметры ОЗУ

Первым компонентом скорости ОЗУ и наиболее часто упоминаемым является скорость передачи данных. Это просто объем данных, который ОЗУ может передать вашему ЦП и обратно. Сегодня большая часть оперативной памяти называется оперативной памятью с удвоенной скоростью передачи данных (DDR) с номером после аббревиатуры, указывающим на ее поколение. Например, DDR4 для четвертого и текущего поколения. После этого идет число, обозначающее скорость, которую он может выполнять, измеряемую в мегагерцах (МГц) или миллионах циклов в секунду.

На момент написания этого руководства скорости оперативной памяти варьируются от DDR4-1600 (или скорость передачи данных 1600 МГц) до DDR4-3200 (или скорость передачи данных 3200 МГц). Вы также увидите ОЗУ, написанное как спецификация PC4, которая представляет собой скорость передачи данных, умноженную на восемь. Таким образом, DDR4-1600 также может называться PC4-12800, а DDR4-3200 также может называться PC4-25600.

Учитывая все вышесказанное, чем выше скорость передачи данных, тем быстрее ОЗУ. Это достаточно просто. Современная оперативная память работает лучше всего, когда она установлена ​​в соответствующих парах модулей памяти — это часть «двойной скорости передачи данных» DDR4. Если установлен только один модуль памяти или используются несоответствующие модули, то скорость передачи данных будет вдвое ниже спецификации. Например, DDR4-3200 будет работать на частоте всего 1600 МГц.

Следующим компонентом скорости ОЗУ, который вы можете найти в списке для модуля памяти, является тайминг или коэффициент задержки. Это может быть очень сложно, поэтому мы не будем подробно описывать это здесь, но вы увидите числа в формате 7-8-8-24 при чтении спецификаций ОЗУ. Эти четыре числа относятся к времени, которое требуется оперативной памяти для выполнения определенных функций. По сути, чем меньше эти числа, тем быстрее будет работать ОЗУ.

Что это означает для вашего ПК

Как мы уже говорили, чем быстрее ваша оперативная память, тем больше данных может передаваться в ваш ЦП, хранилище и из них, а в случае встроенной графики, которая использует системную оперативную память, графический процессор (ГП) каждую секунду. Дискретный графический процессор будет иметь свою собственную память, обозначаемую как некоторое поколение видеопамяти или видеопамяти; например, видеопамять в настоящее время превышает GDDR6.

Хотя скорость оперативной памяти важна, лучше иметь больше оперативной памяти, чем более быструю. Если вы настраиваете свой ПК и имеете бюджетные ограничения, вам может оказаться выгоднее купить больше оперативной памяти с более низкой скоростью, чем меньшее количество более быстрых модулей. Если вам интересно, сколько оперативной памяти купить, ознакомьтесь с другим нашим руководством по оперативной памяти.

Быстрая оперативная память лучше, но не жизненно необходима

Подчеркну, всегда лучше иметь более быстрые компоненты, если вы можете себе это позволить. Но скорость оперативной памяти для большинства людей менее важна, чем производительность процессора, графического процессора и хранилища, и опять же, лучше иметь больше оперативной памяти, чем более быструю. Если вы хотите обновить свой компьютер, чтобы сделать его быстрее, то потратив деньги на дополнительные модули оперативной памяти, более быстрый процессор, более мощный графический процессор или твердотельный накопитель вместо жесткого диска, вы получите большую отдачу от затраченных средств.