Начало новой эпохи. Как работает оперативная память стандарта DDR4

Вот и вышли процессоры Intel Haswell-E. сайт уже успела протестировать топовый 8-ядерник Core i7-5960X , а также материнскую плату ASUS X99-DELUXE . И, пожалуй, главной «фишкой» новой платформы стала поддержка стандарта оперативной памяти DDR4.

Начало новой эпохи, эпохи DDR4

О стандарте SDRAM и модулях памяти

Первые модули SDRAM появились еще в 1993 году. Их выпустила компания Samsung. А уже к 2000 году память SDRAM за счет производственных мощностей корейского гиганта полностью вытеснила с рынка стандарт DRAM.

Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory. Дословно это можно перевести как «синхронная динамическая память с произвольным доступом». Поясним значение каждой характеристики. Динамической память является потому, что в силу малой емкости конденсаторов она постоянно требует обновления. К слову, кроме динамической, также существует и статическая память, которая не требует постоянного обновления данных (SRAM). SRAM, например, лежит в основе кэш-памяти. Помимо динамической, память также является синхронной, в отличие от асинхронной DRAM. Синхронность заключается в том, что память выполняет каждую операцию известное число времени (или тактов). Например, при запросе каких-либо данных контроллер памяти точно знает, сколько времени они будут до него добираться. Свойство синхронности позволяет управлять потоком данных и выстраивать их в очередь. Ну и пару слов о «памяти с произвольным доступом» (RAM). Это означает, что единовременно можно получить доступ к любой ячейке по ее адресу на чтение или запись, причем всегда за одно и то же время вне зависимости от расположения.

Модуль памяти SDRAM

Если говорить непосредственно о конструкции памяти, то ее ячейками являются конденсаторы. Если заряд в конденсаторе есть, то процессор расценивает его как логическую единицу. Если заряда нет - как логический ноль. Такие ячейки памяти имеют плоскую структуру, а адрес каждой из них определяется как номер строки и столбца таблицы.

В каждом чипе находится несколько независимых массивов памяти, которые представляют собой таблицы. Их называют банками. В единицу времени можно работать только с одной ячейкой в банке, однако существует возможность работы сразу с несколькими банками. Записываемая информация необязательно должна храниться в одном массиве. Зачастую она разбивается на несколько частей и записывается в разные банки, причем процессор продолжает считать эти данные единым целым. Такой способ записи называется interleaving. В теории, чем больше в памяти таких банков, тем лучше. На практике модули с плотностью до 64 Мбит имеют два банка. С плотностью от 64 Мбит до 1 Гбит - четыре, а с плотностью 1 Гбит и выше - уже восемь.

Что такое банк памяти

И несколько слов о строении модуля памяти. Сам по себе модуль памяти представляет собой печатную плату с распаянными на ней чипами. Как правило, в продаже можно встретить устройства, выполненные в форм-факторах DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). Первый предназначается для использования в полноценных настольных компьютерах, а второй - для установки в ноутбуки. Несмотря на один и тот же форм-фактор, модули памяти разных поколений отличаются количеством контактов. Например, решение SDRAM имеет 144 пина для подключения к материнской плате, DDR - 184, DDR2 - 214 пинов, DDR3 - 240, а DDR4 - уже 288 штук. Конечно, речь в данном случае идет о DIMM-модулях. Устройства, выполненные в форм-факторе SO-DIMM, само собой имеют меньшее число контактов в силу своих меньших размеров. Например, модуль памяти DDR4 SO-DIMM подключается к «материнке» за счет 256 пинов.

Модуль DDR (внизу) имеет больше пинов, чем SDRAM (вверху)

Вполне очевидно и то, что объем каждого модуля памяти высчитывается как сумма емкостей каждого распаянного чипа. Чипы памяти, конечно, могут отличаться своей плотностью (или, проще говоря, объемом). К примеру, прошедшей весной компания Samsung наладила серийное производство чипов с плотностью 4 Гбит. Причем в обозримом будущем планируется выпуск памяти с плотностью 8 Гбит. Также модули памяти имеют свою шину. Минимальная ширина шины составляет 64 бит. Это означает, что за такт передается 8 байт информации. При этом нужно отметить, что также существуют 72-битные модули памяти, в которых «лишние» 8 бит отведены для технологии коррекции ошибок ECC (Error Checking & Correction). Кстати, ширина шины модуля памяти также является суммой ширин шин каждого отдельно взятого чипа памяти. То есть, если шина модуля памяти является 64-битной и на планке распаяно восемь чипов, то ширина шины памяти каждого чипа равна 64/8=8 бит.

Чтобы рассчитать теоретическую пропускную способность модуля памяти, можно воспользоваться следующей формулой: A*64/8=ПС, где «А» - это скорость передачи данных, а «ПС» - искомая пропускная способность. В качестве примера можно взять модуль памяти типа DDR3 с частотой 2400 МГц. В таком случае пропускная способность будет равняться 2400*64/8=19200 Мбайт/с. Именно это число имеется в виду в маркировке модуля PC3-19200.

Как же происходит непосредственно чтение информации из памяти? Сначала подается адресный сигнал в соответствующую строку (Row), а уже затем считывается информация из нужного столбца (Column). Информация считывается в так называемый усилитель (Sense Amplifiers) - механизм подзарядки конденсаторов. В большинстве случаев контроллер памяти считывает сразу целый пакет данных (Burst) с каждого бита шины. Соответственно, при записи каждые 64 бита (8 байт) делятся на несколько частей. К слову, существует такое понятие как длина пакета данных (Burst Length). Если эта длина равна 8, то за один раз передается сразу 8*64=512 бит.

Модули и чипы памяти также имеют такую характеристику, как геометрия, или организация (Memory Organization). Геометрия модуля показывает его ширину и глубину. Например, чип с плотностью 512 Мбит и разрядностью (шириной) 4 имеет глубину чипа 512/4=128М. В свою очередь, 128М=32М*4 банка. 32М - это матрица, содержащая 16000 строк и 2000 столбцов. Она может хранить 32 Мбит данных. Что касается самого модуля памяти, то почти всегда его разрядность составляет 64 бита. Глубина же легко высчитывается по следующей формуле: объем модуля умножается на 8 для перевода из байтов в биты, а затем делится на разрядность.

На маркировке без труда можно найти значения таймингов

Необходимо сказать несколько слов и о такой характеристике модулей памяти, как тайминги (задержки). В самом начале статьи мы говорили о том, что стандарт SDRAM предусматривает такой момент, что контроллер памяти всегда знает, сколько времени выполняется та или иная операция. Тайминги как раз и указывают время, требующееся на исполнение определенной команды. Это время измеряется в тактах шины памяти. Чем меньше это время, тем лучше. Самыми важными являются следующие задержки:

  • TRCD (RAS to CAS Delay) - время, которое необходимо для активации строки банка. Минимальное время между командой активации и командой чтения/записи;
  • CL (CAS Latency) - время между подачей команды чтения и началом передачи данных;
  • TRAS (Active to Precharge) - время активности строки. Минимальное время между активацией строки и командой закрытия строки;
  • TRP (Row Precharge) - время, необходимое для закрытия строки;
  • TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - время между активацией строк одного и того же банка;
  • TRPD (Active bank A to Active bank B) - время между командами активации для разных банков;
  • TWR (Write Recovery time) - время между окончанием записи и подачей команды закрытия строки банка;
  • TWTR (Internal Write to Read Command Delay) - время между окончанием записи и командой чтения.

Конечно, это далеко не все существующие в модулях памяти задержки. Можно перечислить еще добрый десяток всевозможных таймингов, но лишь указанные выше параметры существенно влияют на производительность памяти. Кстати, в маркировке модулей памяти и вовсе указываются только четыре задержки. Например, при параметрах 11-13-13-31 тайминг CL равен 11, TRCD и TRP - 13, а TRAS - 31 такту.

Со временем потенциал SDRAM достигла своего потолка, и производители столкнулись с проблемой повышения быстродействия оперативной памяти. Так на свет появился стандарт DDR.1

Пришествие DDR

Разработка стандарта DDR (Double Data Rate) началась еще в 1996 году и закончилась официальной презентацией в июне 2000 года. С приходом DDR уходящую в прошлое память SDRAM стали называть попросту SDR. Чем же стандарт DDR отличается от SDR?

После того как все ресурсы SDR были исчерпаны, у производителей памяти было несколько путей решения проблемы повышения производительности. Можно было бы просто наращивать число чипов памяти, тем самым увеличивая разрядность всего модуля. Однако это отрицательно сказалось бы на стоимости таких решений - уж очень дорого обходилась эта затея. Поэтому в ассоциации производителей JEDEC пошли иным путем. Было решено вдвое увеличить шину внутри чипа, а передачу данных осуществлять также на вдвое повышенной частоте. Кроме этого, в DDR предусматривалась передача информации по обоим фронтам тактового сигнала, то есть два раза за такт. Отсюда и берет свое начало аббревиатура DDR - Double Data Rate.

Модуль памяти DDR производства Kingston

С приходом стандарта DDR появились такие понятия, как реальная и эффективная частота памяти. К примеру, многие модули памяти DDR работали на скорости 200 МГц. Эта частота называется реальной. Но из-за того, что передача данных осуществлялась по обоим фронтам тактового сигнала, производители в маркетинговых целях умножали эту цифру на 2 и получали якобы эффективную частоту 400 МГц, которую и указывали в маркировке (в данном случае - DDR-400). При этом в спецификациях JEDEC указано, что использовать термин «мегагерц» для характеристики уровня производительности памяти и вовсе некорректно! Вместо него необходимо использовать «миллионы передач в секунду через один выход данных». Однако маркетинг - дело серьезное, указанные в стандарте JEDEC рекомендации мало кому были интересны. Поэтому новый термин так и не прижился.

Также в стандарте DDR впервые появился двухканальный режим работы памяти. Использовать его можно было при наличии четного числа модулей памяти в системе. Его суть заключается в создании виртуальной 128-битной шины за счет чередования модулей. В таком случае происходила выборка сразу 256 бит. На бумаге двухканальный режим может поднять производительность подсистемы памяти в два раза, однако на практике прирост скорости оказывается минимален и далеко не всегда заметен. Он зависит не только от модели оперативной памяти, но и от таймингов, чипсета, контроллера памяти и частоты.

Четыре модуля памяти работают в двухканальном режиме

Еще одним нововведением в DDR стало наличие сигнала QDS. Он располагается на печатной плате вместе с линиями данных. QDS был полезен при использовании двух и более модулей памяти. В таком случае данные приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей во времени из-за разного расстояния до них. Это создает проблемы при выборе синхросигнала для считывания данных, которые успешно решает как раз QDS.

Как уже говорилось выше, модули памяти DDR выполнялись в форм-факторах DIMM и SO-DIMM. В случае DIMM количество пинов составляло 184 штуки. Для того чтобы модули DDR и SDRAM были физически несовместимы, у решений DDR ключ (разрез в области контактной площадки) располагался в ином месте. Кроме этого, модули памяти DDR работали с напряжением 2,5 В, тогда как устройства SDRAM использовали напряжение 3,3 В. Соответственно, DDR обладала меньшим энергопотреблением и тепловыделением в сравнении с предшественником. Максимальная частота модулей DDR составляла 350 МГц (DDR-700), хотя спецификациями JEDEC предусматривалась лишь частота 200 МГц (DDR-400).

Память DDR2 и DDR3

Первые модули типа DDR2 появились в продаже во втором квартале 2003 года. В сравнении с DDR, оперативная память второго поколения не получила существенных изменений. DDR2 использовала всю ту же архитектуру 2 n -prefetch. Если раньше внутренняя шина данных была вдвое больше, чем внешняя, то теперь она стала шире в четыре раза. При этом возросшую производительность чипа стали передавать по внешней шине с удвоенной частотой. Именно частотой, но не удвоенной скоростью передачи. В итоге мы получили, что если у DDR-400 чип работал на реальной частоте 200 МГц, то в случае DDR2-400 он функционировал со скоростью 100 МГц, но с вдвое большей внутренней шиной.

Также DDR2-модули получили большее количество контактов для присоединения к материнской плате, а ключ был перенесен в другое место для физической несовместимости с планками SDRAM и DDR. Вновь было снижено рабочее напряжение. Если модули DDR работали при напряжении 2,5 В, то решения DDR2 функционировали при разности потенциалов 1,8 В.

По большому счету, на этом все отличия DDR2 от DDR заканчиваются. Первое время модули DDR2 в отрицательную сторону отличались высокими задержками, из-за чего проигрывали в производительности планкам DDR с одинаковой частотой. Однако вскоре ситуация вернулась на круги своя: производители снижали задержки и выпускали более быстрые наборы оперативной памяти. Максимальная частота DDR2 достигала отметки эффективных 1300 МГц.

Различное положение ключа у модулей DDR, DDR2 и DDR3

При переходе от стандарта DDR2 к DDR3 использовался тот же самый подход, что и при переходе от DDR к DDR2. Само собой, сохранилась передача данных по обоим концам тактового сигнала, а теоретическая пропускная способность выросла в два раза. Модули DDR3 сохранили архитектуру 2 n -prefetch и получили 8-битную предвыборку (у DDR2 она была 4-битной). При этом внутренняя шина стала в восемь раз больше, чем внешняя. Из-за этого в очередной раз при смене поколений памяти увеличились ее тайминги. Номинальное рабочее напряжение для DDR3 было снижено до 1,5 В, что позволило сделать модули более энергоэффективными. Заметим, что, кроме DDR3, существует память типа DDR3L (буква L означает Low), которая работает с пониженным до 1,35 В напряжением. Также стоит отметить, что модули DDR3 оказались ни физически, ни электрически несовместимы с любым из предыдущих поколений памяти.

Конечно, чипы DDR3 получили поддержку некоторых новых технологий: например, автоматическую калибровку сигнала и динамическое терминирование сигналов. Однако в целом все изменения носят преимущественно количественный характер.

DDR4 - очередная эволюция

Наконец, мы добрались до совершенно новой памяти типа DDR4. Ассоциация JEDEC начала разработку стандарта еще в 2005 году, однако лишь весной этого года первые устройства появились в продаже. Как говорится в пресс-релизе JEDEC, при разработке инженеры пытались достичь наибольшей производительности и надежности, увеличив при этом энергоэффективность новых модулей. Что ж, такое мы слышим каждый раз. Давайте посмотрим, какие конкретно изменения получила память DDR4 в сравнении с DDR3.

На этой картинке можно проследить эволюцию технологии DDR: как менялись показатели напряжения, частоты и емкости

Один из первых прототипов DDR4. Как ни странно, это ноутбучные модули

В качестве примера рассмотрим 8-гигабайтный DDR4-чип с шиной данных шириной 4 бита. Такой девайс содержит 4 группы банков по 4 банка в каждой. Внутри каждого банка находятся 131 072 (2 17) строки емкостью 512 байт каждая. Для сравнения можно привести характеристики аналогичного DDR3-решения. Такой чип содержит 8 независимых банков. В каждом из банков находятся 65 536 (2 16) строк, а в каждой строке - 2048 байт. Как видите, длина каждой строки чипа DDR4 в четыре раза меньше длины строки DDR3. Это означает, что DDR4 осуществляет «просмотр» банков быстрее, нежели DDR3. При этом переключение между самими банками также происходит гораздо быстрее. Тут же отметим, что для каждой группы банков предусмотрен независимый выбор операций (активация, чтение, запись или регенерация), что позволяет повысить эффективность и пропускную способность памяти.

Основные преимущества DDR4: низкое энергопотребление, высокая частота, большой объем модулей памяти

Оперативная память – мадам капризная. В одиночку на многое не способная, но крайне привередливая в выборе пары: мол, не подселяйте мне кого попало. Причем неуживчивый характер ОЗУ может дать о себе знать как сразу после появления соседки, так и со временем. Например, когда вам срочно понадобится компьютер.

Сегодня поставим все точки над «Ё» в вопросах, можно ли совмещать разные планки оперативной памяти на одном ПК, возможна ли совместная работа ОЗУ разных поколений, типов, объема, частоты и производителей. И если возможна, то при каких условиях.


Связь поколений

Моя материнская плата имеет слоты для оперативки поколений DDR2 и DDR3. Можно ли установить на нее плашки того и другого типа?

Однозначный ответ – нет. Такие гибридные модификации материнских плат выпускались на рубеже перехода от стандарта DDR2 к DDR3. Они способны работать либо с памятью DDR2 частотой 667, 800 и 1066 mHz, либо с DDR3 частотой 1066 и 1333 mHz. Если установить на такую плату DDR2 и DDR3 вместе (разумеется, в слоты своего типа), компьютер не запустится.

DDR3 + DDR3L = ?

Возможно ли совместное использование двух модулей RAM, один из которых DDR-3, а второй – DDR-3 L? Чем второй отличается от первого?

Память DDR3 длительное время была безальтернативным выбором. И лишь незадолго до выхода на рынок DDR4 увидела свет ее новая модификация – DDR3L. Литера «L» в названии последней означает «low voltage» – низковольтная.

Оперативка DDR3L питается от напряжения 1,35 V, а ее предшественница потребляет 1,5 V – это и есть их главное различие. Внешне планки того и другого типа выгладят одинаково.

Стандарт DDR3L полностью совместим с материнскими платами и процессорами, предназначенными для DDR3, но не наоборот. Так, процессоры Intel микроархитектуры Skylake S официально не поддерживают DDR 3, хотя поддерживают DDR 3L.

Совместное использование модулей того и другого типа иногда возможно, но нежелательно. Вся память, установленная в слоты одной материнской платы, питается от напряжения одинакового уровня, поэтому в оптимальных условиях будет находиться только одна из планок. Компьютеры с такой конфигурацией ОЗУ работают, как правило, нестабильно, а некоторые и вовсе не включаются.

Объемы и каналы

Я хочу установить оперативку во все 4 слота, имеет ли значение объем каждого модуля? Какая комбинация будет работать быстрее – 4 планки по 2 Гб, 2 планки по 4 Гб или 1 планка на 8 Гб?

Единственное требование к объему оперативной памяти – чтобы он не превышал максимально допустимый, иначе компьютер не включится либо часть памяти останется неиспользуемой. Утверждения, что вся оперативка должна быть одинаковой емкости – миф. Много ее не бывает, поэтому ставьте сколько хотите.

Все современные десктопы и многие ноутбуки поддерживают многоканальный режим ОЗУ. При таком способе организации доступ к памяти идет не по одному, а по нескольким параллельным линиям, что заметно увеличивает производительность машины.

Материнские платы с четырьмя слотами ОЗУ (самый распространенный тип) работают в двухканальном режиме, то есть на 1 канал у них отведено 2 разъема.

Из трех представленных комбинаций самой быстрой будет вторая – 2 планки по 4 Гб, если распределить их по одной на канал. Почему две, а не четыре? Потому что фактическая скорость обмена данными между контроллером и каждым модулем ОЗУ неодинакова, и чем больше планок, тем больше времени затрачивается на их синхронизацию.

Чтоб модули оперативки работали в многоканальном режиме, они должны быть:

  • Одинаковой частоты.
  • Примерно одной емкости (небольшие различия иногда допустимы).
  • Одного типа (например, только DDR3 или DDR3L).

А их общее количество должно быть четным.

Кстати, слоты ОЗУ одного канала часто делают одноцветными. Но не всегда. Чтобы узнать, где они находятся на вашей материнке, лучше загляните в ее инструкцию.

Частоты и тайминги

Можно ли комбинировать и с разными таймингами? Если да, то на какой частоте они работают?

Можно. Каждая единица ОЗУ хранит информацию о поддерживаемых частотах и таймингах внутри себя (в микросхеме SPD). Контроллер памяти считывает эти данные и подбирает режим, в котором могут работать все модули. Как правило, это частота и тайминги самого медленного из них.

Разные производители

Обязательно ли покупать оперативку одного производителя?

Желательно приобретать оперативную память не просто одного бренда, а фабричные наборы из нескольких модулей. Эти устройства прошли совместное тестирование и гарантированно способны работать «в общей упряжке».

Случается, что ОЗУ одной марки и модели, купленные по отдельности, никак не могут «найти общий язык». Бывает и наоборот, когда различные по происхождению девайсы демонстрируют отличную командную работу. Как повезет, но первый вариант – скорее исключение. Чаще всего плашки разных производителей с близкими характеристиками оказываются совместимыми.

Можно ли совмещать разные планки оперативной памяти в одном компьютере обновлено: Апрель 26, 2018 автором: Johnny Mnemonic

Приветствую всех читателей сего мини-обзора, хочу сразу оговориться что профессиональных тестов и разгонного потенциала вы тут не увидите, по той простой причине что их полно в интернете. Тогда наверно вы зададитесь вопросом, к чему это все? И правильно, цель обзора выяснить есть ли прирост производительности при использовании 4-х модулей памяти по сравнению с 2-мя со стороны рядового пользователя. На просторах интернета можно найти немало подобной информации, но я решил приобрести дополнительный модули памяти в связи с нехваткой текущих, ну и заодно выполнить замеры и сравнить с тем что получу и в следствии поделиться с общественностью своими личными результатами.

Внешний вид, установка

И так поехали! Как вы заметили выше, у меня уже была оперативная память и ее объема не хватало. Как вы думаете, что у меня стояло? Все правильно корсары! А если быть точным то две Corsair XMS3 4Gb 1600 CL9 , соответственно долго не думая захожу в каталог DNS и начинаю поиск подобных модулей. Долго искать не пришлось, т.к. в этот раз в наличии оказались комплекты сразу из двух модулей (когда я брал свои первые плашки комплектов не было в наличии и пришлось урывать их по отдельности с разных частей города), для тех кто не в курсе скажу что покупать комплект по цене выгоднее чем покупать их по отдельности.

И тут я столкнулся с первым препятствием… В наличии было 2 «идентичных» комплекта, первое что бросилось в глаза это разница в цене ~500р, но присмотревшись я заметил что в маркировках различаются буквы (как в последствии выяснилось это ревизии), а именно: CMX8GX3M2A 1600C9 и CMX8GX3M2B 1600C9. В чем разница между данными модулями? Гугл мне подсказал что плашки ревизии «А» более ранние и функционируют на напряжении в «1,65В», а плашки ревизии «B» работают на напряжении «1,5В». Выяснив что у меня стоят плашки ревизии «А», выбора не осталось (дабы избежать конфликтов и проблем) и пришлось покупать кит CMX8GX3M2A1600C9 который стоил дороже ревизии «В».

Для полноты обзора добавлю несколько фотографий сделанных на мыльницу, что была под рукой.

Внешний вид упаковки


Внешний вид модулей памяти




Вид на системный блок со старыми модулями и свободными слотами под новые

И как вы наверно уже заметили, что тут я столкнулся со второй и пожалуй самой сложной проблемой, из всех. Все верно, охлаждение процессора ZALMAN CNPS 12X перекрыло самый крайний левый слот и для установки модуля в свое родное место пришлось демонтировать систему охлаждения. Но ничего, заодно обновил термопасту на процессоре.


Демонтированная система охлаждения


Установленные модули


Собранная и запущенная система (удивительно что на фото кулер "как бы не работает" поражаюсь своей мыльнице)

Игровые тесты

И так процесс установки окончен, теперь перейдем непосредственно к замерам производительности.
Компьютер на котором проходили замеры состоит из следующих основных компонентов:

Процессор Intel Core I7 2600K 4.4Ггц
Мат. плата Asus P8P67 Rev 3.1
Видеокарта Asus GTX660TI DC2 TOP

Для начала посмотрим как повлияла установка дополнительных модулей на время загрузки различных игр и самой операционной системы:

Как видно из таблицы установка четырех модулей дало нам в среднем фору в 2 секунды, но как говорится без изъянов быть не может и в этом плане отличились игры Counter-Strike Global Offensive и War Thunder – первая ускорилась аж на 4 секунды, а на последнего установка дополнительных модулей влияние на скорость загрузки не оказало.
Замеры времени в играх производились при помощи утилиты для захвата игрового видео PlayClaw 5, время загрузки ОС можно просматривать в отчетах Windows.

Теперь перейдем к другому показателю как FPS (кадров в секунду), сразу хочу сделать оговорку что все замеры проводились в разрешении 1920х1080 с отключенной вертикальной синхронизацией:

Ну и тут без греха не обойтись, почему то встроенный бенчмарк CS GO не показывает минимальный параметр FPS, а бенчмарк War Thunder наоборот максимальный. Поэтому пришлось оставить так как есть.
Как мы видим из показателей FPS добавление двух модулей в принципе положительно сказывается на минимальном FPS. Минимальный FPS можно увидеть только в War Thunder и Battlefield 3 и разница составила 5 FPS в обоих случаях. Если смотреть на средний FPS, то прирост составил 4 кадра в Battlefield 3 и 5 кадров в Counter-Strike Global Offensive, а вот по непонятным мне причинам средний FPS в War Thunder убивался ровно на 1 (я даже перезапускал 3 раза бенчмарк и все время он выдавал одни и те же цифры).
К сожалению это все игры, что установлены сейчас на моем компьютере, поэтому сделать замеры в других играх не представлялось возможным (хотелось побыстрее закончить сбор информации и перейти к работе).

Синтетические тесты

Ну и на последок немного информации для гурманов, а именно синтетические показатели до и после.


AIDA64 2x4Gb


AIDA64 4x4Gb




Sisoftware Sandra

Выводы

Повторюсь, что я покупал оперативную память в следствии нехватки 8гб, а не для повышения FPS в играх или времени загрузки. Собственно, цель достигнута – объем оперативной памяти увеличен, но по ходу были сделаны замеры в играх и поэтому на основе этого сделаю вывод: Если ваша цель повысить минимальныйсредний показатель FPS в играх, а так же ускорить время загрузки, то добавление дополнительных модулей (четыре вместо двух) поможет вам в этом . Решать только вам, стоят ли те 5 FPS и пара секунд потраченных денег.

А теперь немного откровения, объем оперативной памяти был увеличен в связи с необходимостью использования такой вещи как RamDisk – превращает вашу оперативную память в жесткий диск, на который можно устанавливать приложения или хранить различные данные (в моем случае это база данных). Скорость такого диска колоссальная, вот вам мои замеры по скорости чтения:
512 мбс Intel SSD 520 120Gb; 244 мбс RAID0 2xWD Caviar Black 250Gb Raid Edition 3 (На отдельном контроллере); 178 мбс WD Caviar Green 1Tb; 10.4Гбс RamDisk.

Спасибо всем за внимание.

При сборке нового компьютера, если предполагается установка топового процессора, неизбежно возникает вопрос, а какую память желательно ставить? Скорее всего, самым правильным ответом будет – самую быструю. Так ли это на самом деле? Нужна ли высокоскоростная память, оправдает ли ее использование высокую ее стоимость? Ресурс uk.hardware.info провел любопытное исследование зависимости скорости работы процессора от частоты работы памяти. Вот и давайте сделаем попытку разобраться, какую оперативную память DDR4 выбрать, какая скорость работы нужна, а на чем можно и сэкономить. С результатами предлагаю познакомиться.

Цель тестирования

Конечная цель – определить тот оптимум, то соотношение цена/производительность, при котором и персональное земноводное будет удовлетворено, и процессор сможет раскрыть весь свой потенциал. Да и собственное эго будет не в накладе, ибо не лохи же какие-нибудь, чтобы ставить к топовому CPU самую дешевую память.

Тут есть еще два момента. Во-первых, насколько используемое ПО (прикладное, игры и т. п.) способно использовать возможности более быстродействующей памяти, и, во-вторых, насколько аппаратная часть собираемого компьютера совместима с выбранными модулями памяти.

Если первое можно определить только практически, выполнив тесты, то с возможностью использования того или иного модуля можно определиться сразу, из-за чего отпадут некоторые варианты. Речь, конечно же, в первую очередь об АМД. Интеловские «камни» прекрасно работают с памятью DDR4-4000, а вот при частотах более 3000 МГц уже могут возникнуть сложности. По крайней мере, DDR4-4000 для них бесполезна.

Речь сейчас не идет о разгоне. Это отдельная тема. В штатном же режиме и Intel, и AMD официально поддерживают DDR4-2666, а вот дальше уже возможны варианты.

Для проверки, насколько масштабируется ПО в зависимости от скорости ОЗУ, были выбраны два топовых мэйнстримовских процессора Intel Core i7 8700K и AMD Ryzen 7 2700X. Проверки проводились на комплекте памяти G.Skill Trident Z объемом 16 ГБ, которая без проблем работает на частотах вплоть до 4000 МГц.

Видеокарта - NVidia GeForce GTX 1080 Ti, и чтобы даже этот мощный графический чип не стал узким местом, использовались игры, которые больше зависят от процессора, нежели от GPU.

Учитывая специфику работы памяти обоих процессора, вернее, в основном, AMD, были выбраны следующие частоты работы ОЗУ:

  • CPU Intel – 2133 МГц с CL13, 2666 МГц с CL14, 3200 МГц с CL14 and 4000 МГц с CL
  • CPU AMD – 2133 МГц с CL13, 2666 МГц с CL14, 2933 МГц с CL14,3200 МГц с CL14 and 3600 МГц с CL

Большую часть тестов составляют игры Assassin"s Creed Origins, Battlefield 1, F1 2017, GTA V и Rainbow Six Siege. Как было сказано выше, выбор в первую очередь обусловливался их процессорозависимостью. Тестирование проводилось при разрешениях FullHD (1920x1080) и WQHD (2560×1920). Использовались средние и ультра настройки графики.

Помимо игр, было проверено быстродействие в некоторых бенчмарках и прикладных программах.

Результаты тестирования в играх

Assassin"s Creed Origins

Игра известна тем, что хорошо «грузит» процессор.

Собственно, это видно по полученным результатам, особенно с процессором Intel и, в первую очередь, при FullHD разрешении. Разница между «базовой» частотой 2133 МГЦ и максимальной 4000 МГц составила 10-11% в зависимости от настроек графики. При переходе на более высокое разрешение, разница в количестве FPS снижается до 2-4%.

AMD Ryzen меньше реагировал на изменение скорости работы ОЗУ. Максимальный эффект от использования более скоростной памяти в разрешении FullHD составил 6%.

Battlefield 1

В этой игре при использовании процессора Intel на средних настройках графики в разрешении FullHD видеокарта упирается в максимальные 200 FPS и практически не зависит от быстродействия ОЗУ. Та же самая картина и в более высоком разрешении. Смысла в быстрой памяти в данном случае никакого.

Вот у AMD ситуация иная. Зависимость от быстродействия памяти налицо, и достигает 12-15% в зависимости от настроек графики в разрешении FullHD. При ультра настройках в разрешении WQHD различия скорости работы памяти сказываются гораздо меньше, причем больше всего проигрывает самый «тихоходный» комплект ОЗУ. Начиная с частоты 2666 МГц различия укладываются в процент.

F1 2017

Гоночные симуляторы, как правило, меньше зависят от видеокарты, но вот на быстродействие процессора, памяти и проч. обращают гораздо больше внимания. Подтверждают это и результаты.

Для Intel разница между самым медленным и самым быстрым комплектом ОЗУ составила 21% при средних настройках графики в FullHD. Переход на ультра настройки снизил этот результат почти вдвое. При разрешении WQHD использование самой быстрой памяти может принести увеличение количества FPS на 9% и 3% для средних и ультра настроек графики соответственно.

С AMD ситуация опять иная. Использование более быстрой памяти по сравнению с самой медленной DDR4-2133, приносит эффект порядка 12-15% на всех разрешениях и любых настройках графики. Причем, бОльшая часть прироста отмечается при переходе от DDR4-2133 на DDR4-2933. Дальше результаты тоже растут, но уже очень медленно.

GTA V

Игра известна своей процессорозависимостью и готовностью «употребить» все доступные ресурсы. Это отразилось и на результатах.

В случаем с Core i7 8700K, прирост FPS зависит от настроек графики, чем она выше, тем более оправдано использование ОЗУ с высокой частотой. Максимальный эффект при разрешении FullHD на ультра настройках – 16%. Больше всего это проявляется при переходе на память с частотой 3200 МГц. Вот дальше увеличение частоты дает уже менее заметный эффект.

AMD показывает такую же стабильность, как и в случае F1 2017. Вне зависимости от настроек, переход на более высокочастотную память принесет плюс 12-14% фэпээсов. Можно заметить, что эффект заметен до частоты 3200МГц. В дальнейшем увеличении смысла почти нет.

Rainbow Six Siege

Игра, весьма популярная у киберспортсменов, а посему, количество FPS – очень важный параметр.

Для CPU Intel наибольший эффект от скоростной памяти проявляется при FullHD разрешении и средних настройках «картинки» - 5%. Причем, при частоте ОЗУ 3200 МГЦ достигаются практически максимальные 333 FPS, и дальнейшее увеличение скорости работы памяти эффекта уже не дает.

При ультра настройках или при переходе на WQHD эффект от быстродействия ОЗУ укладывается максимум в пару процентов.

CPU AMD более чувствителен к изменению режима работы памяти, причем больше всего это заметно на средних настройках графии. С улучшением качества изображения зависимость от памяти снижается до 3%.

Результаты неигровых тестов

Наверное было бы не совсем правильно ограничиться только играми. Поэтому были проведены проверки в некоторых тестовых пакетах и реальных программах.

Cinebench 15 MT

Этот бенчмарк почти не заметил разницы между модулями памяти при использовании CPU Intel, впрочем, и при работе с AMD разница почти тоже нет.

В основном, «провалился» самый медленный вариант – DDR4-2133. Остальные показали очень похожие результаты.

x264

Кодирование видео также не особо зависит от скорости работы памяти.

Прирост составил 4% для Intel и 3% для AMD. Причем наибольшая разница между самым медленным модулем DDR4-2133 и всеми остальными, идущими очень близко друг к другу.

Winrar

Архиватор заметил изменение в работе памяти.

В случае использования интеловского процессора, это отразилось в 13-процентном ускорении работы между самым медленным и самым быстрым модулями ОЗУ. Впрочем, это не совсем верно. После DDR4-3200 увеличение частоты уже не дает никакого эффекта.

С AMD разница также составила те же 13%.

Google Chrome – Jetstream

В этом тесте ускорение при использовании более скоростной памяти с процессором Intel уложилось в 1%.

AMD работает быстрее на 4% при использовании более высоких частот ОЗУ.

Заключение. Так какую оперативную память DDR4 выбрать? Есть ли смысл гнаться за самой быстрой?

Какие выводы можно сделать? Не каждая игра заметит более скоростные «мозги». Да и прикладное ПО, порой, остается равнодушным ко всем этим мега и гигагерцам. «Бутылочное горло» может оказаться совсем не в скорости работы памяти.

И все же это не означает, что смысла в установке более быстродействующей памяти нет. Если говорить о платформе Intel Coffee Lake, то наибольший эффект достигается при использовании памяти в диапазоне от 2666 МГц до 3200 МГц.

Больше эффект заметен в случае использования AMD Ryzen 2. Экономия на ОЗУ может отобрать у процессора порядка 10% его возможностей. В данном случае использование модулей ниже DDR4-2666 не оправдано. Видимо не зря оба производителя сертифицировали именно эту память.

Граница разумности увеличения частоты работы ОЗУ также лежит в пределах до 3200 МГц, ибо выше, во-первых, эффект почти незаметен, а, во-вторых, есть проблемы с совместимостью.

Ну и на сладкое – самое горькое, про цены (по состоянию на середину июля 2018-го года). Как уже понятно, выбирать самую дешевую DDR4-2133 оправдано только при существенном дефиците денежных средств. Разумный выбор начинается с DDR4-2666. Надо ли выше – зависит от того, какие игры вы предпочитаете, какое ПО используете, и насколько разнятся результаты при разных частотах работы.

Теперь обратимся к конкретным цифрам в рублях. Для простоты в качестве ориентира возьмем «народный» бренд Kingston и линейку HyperX. Что получается по ценам? Два модуля по 8 ГБ DDR4-2133 оцениваются примерно в 11500 руб. и выше. Как уже договорились, этот вариант – только на самый крайний случай.

За более интересную DDR4-2666 придется отдать не менее 12300 руб., что, на мой взгляд, более чем оправдано, если всего за 800-1000 руб. мы получаем от процессора немного больше, чем при использовании более медленных модулей.

Актуальная для AMD ОЗУ DDR4-2933 стоит уже не менее 13500 руб. и, думаю, является оптимальным выбором. Похожий вариант DDR4-3000 для Intel стоит примерно столько же.

Если смотреть на модули частотой 3200 МГц, то придется готовить не менее 14000 руб., и надо учитывать, что эффект уже, в большинстве случаев, ниже, чем при переходе с 2133 на 2666 или 3000 МГц.

Дальше – больше. DDR4-3600 уже будет стоить никак не меньше 15500 руб., и оправданность покупки уже под вопросом. Разницы между этой памятью и, скажем, DDR4-3200 минимальна, и не надо еще забывать такую вещь, как бОльшие задержки, что также может сказаться на общем быстродействии.

Рассматривать более скоростную ОЗУ уже большого смысла я не вижу, ибо толку от нее практически никакого, а вот стоимость DDR4-4000 уже переваливает за 20000 руб. и стремится еще выше. Участвовавшие в тестировании модули G.SKILL в российской рознице стоят более 31000 руб. Такая покупка оправдана, если вы точно знаете, что такие скорости нужны, или для разгона. Для «штатного» использования эти траты излишни.

В конце концов, не следует слишком «зацикливаться» на скорости работы памяти. Если собирается игровой комп, то проблема может быть в производительности CPU или видеокарты, и лучше потратиться на устранение этих потенциальных «узких» мест, а не на наращивание скоростных показателей ОЗУ. Конфигурация должна быть сбалансирована, и при выборе надо избегать крайностей.

Как самая медленная, так и самая быстрая память – неоправданный выбор. Естественно, при штатном использовании или с минимальным разгоном.