DDR4 в настройках режимов Rocket Lake-S, Gear 1 и Gear 2
Intel Настольные процессоры 11-го поколения включают изменения во встроенный контроллер памяти. Вот почему мы решили сделать эту статью, где вы можете узнать, на каких скоростях вы должны разместить значения BMI Rocket Lake-S для режимов Gear 1 и Gear 2 для DDR4. Чтобы извлечь из этого максимальную пользу и убедиться, что ЦП правильно общается с Оперативная память.
Одним из изменений, которые Intel внесла в схему своих настольных процессоров Gen 11 с архитектурой Rocket Lake-S, является обновление контроллера памяти или северного моста. Часть ЦП, отвечающая за связь различных ядер с ОЗУ. Эти изменения влияют на выбор модулей DDR4 для ПК. Мы подскажем, какой выбор лучший.
Gear 1 против Gear 2 в Rocket Lake-S
Please enable JavaScript
Когда дело доходит до связи с ОЗУ, контроллер памяти в процессорах Intel с архитектурой Rocket-Lake-S имеет два разных режима работы, называемых Gear 1 и Gear 2. Gear 1 относится к тактовой частоте памяти или MCLK, в то время как в режиме Gear 2 , эта скорость уменьшается вдвое.
DDR4 является типом памяти DDR, тактовая частота памяти вдвое меньше, чем Гбит / с, которые предусмотрены в модели памяти, поэтому скорость памяти DDR4-3600 составляет 1800 МГц. Что касается связи встроенного контроллера памяти IMC с DDR-3600 в режиме Gear 1, это 1800 МГц, а в режиме Gear 2 — 900 МГц.
Причина, по которой это делается, не что иное, как увеличение тактовой частоты интерфейса памяти, увеличивает потребление энергии, поэтому снижение тактовой частоты может поддерживать более высокую скорость ОЗУ. Другая причина заключается в том, что по мере увеличения пропускной способности памяти вместе с ее процессором увеличивается и ее задержка.
ЦП, в отличие от графических процессоров, не имеют внутренних механизмов для маскировки задержки, а ОЗУ с увеличенной задержкой из-за увеличения пропускной способности контрпродуктивно. В режиме Gear 2 Intel жертвует пропускной способностью, но сохраняет низкую задержку и, таким образом, поддерживает производительность команд ЦП.
BCLK и QCLK на Intel Gen 11
Теперь, когда мы знаем различия между обоими режимами, необходимо знать, когда мы должны активировать режим Gear 1 или Gear 2 на процессоре. Поскольку было показано, что режим Gear 2 на определенных тактовых частотах — это не только единственный способ, которым их поддерживает ЦП, но и при определенных настройках режим Gear 2 обеспечивает лучшую производительность, чем режим Gear 1. Доступ через Gear 2 работает с меньшими задержками инструкций.
- БКЛК: Базовая тактовая частота BMI может составлять 100 МГц (100 x 1) или 133 МГц (100 x 1.33) в режиме Gear 1, а в режиме Gear 2 — 50 МГц (50 x 1) 0 66.67 МГц (50 x 1.33) .
- БКЛК: Множитель тактовой частоты в режиме Gear 1 может составлять от x 6 x 27. В режиме Gear 2 он может достигать x 63.
- МКЛК: Как мы уже говорили ранее, это тактовая частота памяти.
Формула, позволяющая узнать как BCLK, так и QCLK для достижения определенного MCLK, следующая:
Причина деления его на 2 заключается в том, что мы говорим о памяти DDR, чтобы сделать ее более доступной, мы решили устранить разделение, поскольку, если мы хотим знать, будет ли память DDR4-2400 совместима с Rocket Lake -S нам просто нужно убедиться, что BCLK * QCLK имеет результат 2400.
DDR4 не поддерживается Rocket Lake-S
Из информации, объясненной выше, мы можем узнать, какая память DDR4 совместима с Rocket Lake-S, какой BCLK можно использовать и какой множитель QCLK должен быть помещен в BMI в BIOS нашего ПК. Вот почему мы решили сделать две таблицы: одну, чтобы вы знали, как настроить BCLK и QCLK в режимах Gear 1, а другую — в режиме Gear 2.
Типы памяти, поддерживаемые в режиме Gear 1, можно увидеть в следующей таблице:
Как вы можете видеть в режиме Gear 1, можно подключить память DDR4-3600, изменив BCLK на режим 100 МГц x 1.33, что выше, чем у DDR4-3200, как максимальная тактовая частота, которую Intel гарантирует, что ее ЦП поколения . 11 поддержка. Это хорошие новости. Что касается DDR4-2800, она не поддерживается BCLK в режиме 100 МГц x 1 и требует режима 100 МГц x 1.33. Почему мы отметили это оранжевым? Кстати, если вам повезет, вы можете получить один из Rocket Lake-S с полнофункциональным множителем x 28.
Что касается режима Gear 2, то таблица выглядит следующим образом:
В режиме Gear 2 DDR4-4200 является типом DDR4 с самой высокой поддерживаемой скоростью, но для этого необходимо активировать BCLK в режиме 50 МГц x 1.33. В противном случае мы ограничимся DDR4-3100. Поскольку режим Gear 2 имеет меньшую задержку, чем режим Gear 1, мы рекомендуем его использовать. Не только для того, чтобы иметь возможность использовать память помимо DDR4-3200, которая является самым быстрым из официально поддерживаемых типов памяти, но и потому, что Gear 2 имеет более высокую производительность.
Как изменить BCLK и QCLK на Rocket Lake-S?
Это очень просто, вам нужно только сделать это в оперативной памяти, многие BIOS адаптируют скорость BCLK напрямую без дополнительных осложнений. Другие, с другой стороны, заставят вас изменить BCLK и QCLK вручную. В любом случае вы не должны забывать, что если вы обновляете память DDR4 на своем ПК с помощью Rocket Lake-S, вы должны внести соответствующие изменения в BIOS, чтобы активировать Gear или другой In Rocket Lake-S.
Как выбрать оперативную память
Оперативная память не менее важный компонент персонального компьютера, чем процессор или видеокарта. Но выбрать хорошую и, что главное, подходящую оперативку, пожалуй, даже сложнее.
Как узнать, какая оперативная память установлена в ПК
Проще всего это сделать с помощью утилиты CPU-Z. Программа покажет не только объем, но и название производителя чипов памяти. В нашем случае производитель планок памяти — Corsair, а чипов памяти — Micron.
Кроме того, CPU-Z выводит и множество другой полезной информации: тайминги, количество установленных модулей, объем одного модуля, режим работы (двухканальный или одноканальный) и ранг памяти. Подробнее читайте в нашей статье «Как узнать, какая оперативная память установлена на компьютере с Windows».
Сколько оперативной памяти нужно
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать, для каких целей используется компьютер. Если нужно только посидеть в соцсетях, посмотреть видео или выполнить другие несложные задачи, то будет достаточно 8 или на худой конец 4 гигабайт.
Однако для более комфортной работы необходимо 16 гигабайт. Даже интернет-серфинг может съедать очень много оперативной памяти. Если открыто всего несколько вкладок, то это не критично. Но если их штук 60 (при активной работе так бывает), то 8 гигабайт уже вряд ли хватит. Ведь кроме браузера, есть еще множество других процессов, которым тоже нужна свободная память.
Для бюджетного гейминга можно начать с 8 гигабайт, но оптимально — 16 гигабайт. Большие объемы пока не дают существенного преимущества, но если вы собираетесь стримить или нужна многозадачность, лишними не будут и 32 гигабайта. Также большой объем памяти всегда пригодится для профессиональных приложений, монтажа видео, обработки фото или 3D-моделирования.
Что такое частота и тайминги
Основные характеристики, по которым можно судить о производительности памяти — это частота и тайминги. Например, такие: 3600 МГц и 17−21−21−32. В идеале частота должна быть как можно выше, а тайминги при этом как можно ниже.
Тем не менее переплачивать за дорогие комплекты памяти стоит, только если вы знаете, зачем вам это нужно. В зависимости от сценария использования разница в производительности может быть несущественной. Кроме того, быстрые комплекты памяти будут бесполезны, когда производительность ограничивает другой компонент системы. Поэтому быструю память следует покупать к топовым комплектующим.
Выбирать комплект памяти следует в зависимости от платформы. На Intel до 11-го поколения разгон памяти доступен только на топовом Z-чипсете. К примеру, процессоры 10-го поколения Core i3 и i5 будут работать на частоте 2666 МГц, а Core i7 и i9 — на 2933 МГц, если материнская плата не поддерживает разгон. Если материнская плата на Z-чипсете, то достаточно будет выбрать профиль XMP с более высокой частотой, например 3600 МГц.
На 11-м поколении процессоров Intel присутствует делитель памяти с двумя режимами (Gear 1 и Gear 2), который может ограничивать частоту работы контроллера памяти до половины частоты ОЗУ. Согласно тестам, контроллер памяти работает в режиме Gear 1 (т. е. на синхронной с ОЗУ частоте) до 3600 МГц включительно. Если выставить частоту памяти выше, то включается Gear 2. Если же вы не собираетесь разгонять память, нужно придерживаться рекомендуемых значений Intel.
На AMD все несколько проще, так как все материнские платы AM4 позволяют разгонять память. На свежих чипсетах X570, B550 и A520 вполне можно ставить память 3600 МГц. На предыдущих поколениях все будет зависеть от конкретной связки материнской платы и процессора. На каких-то конфигурациях может работать 3600 МГц, а может не «завестись» 3200 МГц. Если не уверены, что дорогой комплект памяти заработает, лучше придерживайтесь рекомендаций производителя. Не мешает также ознакомиться со списком поддерживаемой памяти от производителя материнской платы.
Вообще, все что выше заявленной поддерживаемой частоты, уже будет считаться разгоном, и каких-либо гарантий в этом случае нет. Производители памяти указывают гарантированную частоту, но достижима ли она на вашей системе — большой вопрос.
Что важнее частота или тайминги? Обе характеристики важны, но отталкиваться нужно в первую очередь от таймингов. Разгон зачастую работает таким образом, что, повышая частоту, придется повышать и тайминги. И это не всегда оправдано. Если память стабильно работает только при высоких таймингах, то производительность может даже упасть. То обычно выгоднее снизить частоту, чтобы обеспечить более низкие тайминги.
Количество модулей и двухканальный режим
Чтобы память работала в двухканальном режиме, нужно как минимум 2 планки памяти. Есть также и четырехканальный режим, но он реализован на системах для энтузиастов и профессионалов, например, на сокете LGA 2066.
В двухканальном режиме производительность существенно вырастает, поэтому пренебрегать им — идея так себе. Память лучше сразу брать комплектом из двух планок. В крайнем случае можно купить одну планку и добавить вторую такую же через некоторое время.
Важно учитывать количество слотов на материнской плате. Если их четыре, то можно взять два модуля меньшего объема: 2 модуля по 4 гигабайта, вместо одного на 8 гигабайт. Тогда и возможность апгрейда остается, и двухканальный режим будет работать сразу. В некоторых случаях производительность будет даже выше. Однако это не всегда справедливо. Так, на системах с Ryzen первого поколения наблюдались проблемы с увеличением частоты памяти при использовании 4-х модулей.
Важно также устанавливать комплект памяти в правильные слоты на материнской плате. Если на материнской плате 4 слота, то память вставляется не в соседние слоты, а через один. Парные слоты могут быть одного цвета.
Также, если вы устанавливаете разные комплекты памяти, то могут не работать профили XMP. Память запустится с автоматическими настройками на штатной частоте. Наилучший вариант, конечно, купить сразу готовый комплект нужного объема, чтобы избежать проблем с совместной работой разных модулей.
Нужен ли радиатор
Наличие радиатора не играет решающей роли по цене, чтобы на этом можно было серьезно сэкономить. Другое дело, если вы ищете самую дешевую память, скорее всего, это окажется простой модуль зеленого цвета без охлаждения и с не самыми лучшими характеристиками.
Как правило, если память работает в штатном режиме с небольшим напряжением, то дополнительное охлаждение не нужно. Тем не менее, среди высокочастотной памяти вы и вовсе не найдете «голых комплектов», поэтому вопрос не актуален. В крайнем случае всегда можно заказать комплект радиаторов с Aliexpress.
В любом случае охлаждение не повредит. Единственный момент — радиаторы увеличивают габариты планок, и это может помешать установке, если у вас, например, громоздкая система охлаждения процессора.
Если же вы реально хотите сэкономить, то лучше откажитесь от подсветки модулей. Хотя и в этом случае разница может быть несущественной, даже в модельном ряду одного производителя.
Что такое XMP
XMP или Extreme Memory Profiles представляет собой готовые настройки параметров работы оперативной памяти, которые можно применить в BIOS для автоматического разгона. У AMD аналогичная технология называется DOCP.
В отличие от ручного разгона вы сможете активировать только те режимы работы, которые зашиты в профиль. Также будут доступны только совместимые с оборудованием профили. То есть вы не получите частоту выше 2666 МГц на все том же Intel Core i5-10400 °F. Однако если материнская плата под Intel позволяет разгонять память, то даже с этим процессором (без индекса К) все будет работать.
Обратите внимание, не все материнские платы и модули памяти поддерживают XMP. Проверяйте совместимость заранее.
Двухранговая и одноранговая память
Ранг памяти — это область памяти с шириной 64 бита, образованная определенным количеством чипов, которые распаяны на плате. Если память двухранговая, то, говоря простым языком, она представляет собой два виртуальных модуля.
Для простого пользователя важно знать, что двухранговая память обычно дает небольшое преимущество в производительности. Однако беспокоиться о ранге памяти стоит лишь владельцам топовых комплектующих. В том случае, если нужно выжать максимум кадров в секунду. В остальных случаях разницу в производительности можно и вовсе не заметить.
Как опознать двухранговую и одноранговую память? Если в характеристиках памяти не указан ранг, то проверить его можно несколькими способами. Во-первых, можно посмотреть ранг в программе CPU-Z. Однако такой вариант доступен лишь после покупки, поэтому подойдет не всем.
Во-вторых, до приобретения комплекта можно понять по внешнему виду модуля, если он не прикрыт радиатором (или если есть возможность заглянуть под него). Обычно, но не всегда, память, у которой чипы распаяны с обеих сторон, — двухранговая. В действительности дело вовсе не в расположении чипов. Но еще лучше посчитать количество самих чипов. Если их 8 — память одноранговая, 16 — двухранговая. То есть 8 чипов по 8 бит дают в итоге массив 64 бита.
Также стоит помнить, что модули памяти на 8 гигабайт в основном одноранговые, на 16 чаще встречаются двухранговые, а на 32 они всегда двухранговые.
DDR5 или DDR4: какую память выбрать для Alder Lake
Процессоры Alder Lake принесли с собой критическую массу новых технологий, благодаря которым им удалось стать лучшими CPU не только для игровых нагрузок, но и для систем рабочего назначения. Одним из важных новшеств, на которое Intel обращает особое внимание, стала поддержка DDR5 SDRAM. Благодаря росту эффективной частоты память нового поколения обеспечила заметное увеличение пропускной способности при доступе процессора к данным, что, вероятно, стало одним из слагаемых успеха Alder Lake. По крайней мере, именно так можно подумать, поскольку большинство обзоров свежих процессоров Intel ® , которые можно найти в Сети (в том числе и на 3DNews), проведены с использованием DDR5 SDRAM, а все имеющиеся на рынке флагманские материнские платы с процессорным гнездом LGA1700 ориентированы на поддержку именно этого типа памяти.
Но в реальности, если речь идёт о самостоятельной сборке новой системы, приобретение DDR5 SDRAM для Alder Lake – довольно сложное и затратное мероприятие. Такая память практически отсутствует в продаже, а там, где она всё-таки появляется, её стоимость оказывается в полтора-два раза выше, чем у аналогичной по ёмкости качественной DDR4 SDRAM.
Но к счастью, процессоры семейства Alder Lake обладают гибким контроллером памяти, который наряду с поддержкой DDR5 SDRAM сохранил совместимость и с привычной DDR4 SDRAM. Эта поддержка реализуется на уровне материнских плат – среди доступных на прилавках магазинов LGA1700-материнок есть платы со слотами DIMM как для DDR5, так и для DDR4 (но не теми и другими одновременно). Поэтому пользователи, которые не считают целесообразным тратиться на DDR5, имеют возможность комплектовать системы с новыми процессорами распространённой памятью прошлого стандарта.
Возникает закономерный вопрос: не теряется ли при выборе DDR4 SDRAM какое-то важное преимущество Alder Lake. Именно ответу на него и будет посвящён данный материал, в котором мы сравним на практике поведение новых процессоров при работе с DDR4 и DDR5. Подробное исследование необходимо, так как DDR4 действительно обладает меньшей рабочей частотой, а следовательно, и меньшей пропускной способностью, но при этом может обеспечить примерно полуторакратное преимущество в латентности. Иными словами, противостояние DDR4 и DDR5 сводится к выявлению фактора, который влияет на производительность Alder Lake и прочих современных процессоров сильнее, – задержки или всё же пропускная способность.
Двухканальная подсистема памяти с распространёнными модулями DDR4-3600 CL16 обеспечивают пиковую пропускную способность около 57 Гбайт/с и латентность CAS на уровне 8,9 нс. При этом подсистема памяти на очень быстрых (по современным меркам) модулях DDR5-6000 CL36 может выдать 96 Гбайт/с при латентности 12 нс. По этому простому примеру хорошо понятно, что однозначного вывода о преимуществах того или иного типа памяти, скорее всего, не будет. Каким-то приложениям важнее получать больше данных в единицу времени, но каким-то критичнее, чтобы данные поступали быстрее. Вместе с тем различие в параметрах подсистем памяти отчасти может сгладить вместительный L3-кеш Alder Lake, объём которого достигает 30 Мбайт. Всё это можно воспринимать как аргументы в пользу необязательности DDR5 при построении систем на базе Alder Lake, и, если они найдут подтверждение на практике, это будет означать существенное снижение порога вхождения в экосистему LGA1700 для многих энтузиастов. Осталось лишь всё как следует проверить, и мы это сделаем в рамках партнёрского проекта с компанией Intel, которая не стала возражать против тестирования Alder Lake с DDR4, а, напротив, предоставила для данного тестирования полный набор необходимого оборудования.
⇡#Чем в действительности так хороша DDR5 SDRAM
В момент анонса процессоров семейства Alder Lake компания Intel причисляла поддержку DDR5 SDRAM к числу их важных преимуществ. Звучали аргументы об абстрактном «новаторстве» нового типа памяти, первенстве компании в её внедрении в десктопной платформе, а также о значительном росте частоты и пропускной способности. Но пользователи смотрели на эти утверждения со скепсисом. Им явно не нравились присущие DDR5 латентности, а также то, что заявленная в спецификациях Alder Lake поддерживаемая частота модулей нового типа находилась не слишком далеко от той частоты, которая по плечу и современной DDR4 SDRAM.
Если заглянуть в спецификации процессоров Core™ 12-го поколения, то для них обещана совместимость лишь с DDR5-4800. Представленные в магазинах модули этого типа в лучшем случае могут предложить схему таймингов 36-36-36-72, но скорее это будет 38-38-38-76 или даже 40-40-40-76. На фоне вполне ординарной памяти, например DDR4-3600 с задержками 16-18-18-36 или оверклокерской DDR4-4400 с таймингами 19-19-19-43, DDR5 с такими параметрами действительно смотрится бледновато.
Но не всё так печально. Во-первых, производители памяти уже сейчас готовы предложить DDR5 с частотами вплоть до 6000 МГц, причём такая память без каких-либо проблем совместима с настольными процессорами Alder Lake, хоть это и не отражено в спецификации. А во-вторых, и что гораздо важнее, DDR5 подразумевает не один только прямолинейный рост частоты передачи данных. В действительности новый стандарт приносит с собой довольно существенные изменения в архитектуре и логике подсистемы памяти, благодаря которым у неё возрастает КПД. Например, по оценке Micron, работая на такой же, как DDR4 SDRAM, частоте, DDR5 в действительности способна обеспечить передачу на 36 % большего количества данных, а переход с DDR4-3200 на DDR5-4800 даёт 87-процентный прирост практически наблюдаемой пропускной способности.
Но откуда берутся такие значения прироста, казалось бы, на пустом месте? Чтобы понять это, необходимо вспомнить о том, что те частоты, которые ставятся в названии типов памяти, на самом деле частотами самой памяти не являются. Ядра оперативной памяти, представляющие собой массив миниатюрных конденсаторов, уже много лет работают примерно на одной и той же невысокой частоте — порядка 200 МГц. Растёт лишь эффективная частота интерфейса модулей памяти, что обеспечивается вовсе не ускорением устройств DRAM, а увеличением их числа – то есть, наращиванием параллелизма.
Именно это и произошло при переходе от DDR4 к DDR5. Новые модули памяти предполагают вдвое большее количество групп банков (8 против 4), в то время как число банков в группе остаётся таким же, как и раньше (4). И это не только позволяет заполнять данными вдвое более быструю шину памяти, но и заодно увеличивает эффективность транзакций, так как рост числа групп банков позволяет оставлять одновременно открытым большее количество страниц и тем самым увеличить вероятность доступа к данным по простой схеме – с низкими задержками.
Увеличение частоты интерфейса памяти, то есть плотности передаваемой по шине памяти информации, обеспечивается другим простым приёмом – удвоением длины пакетов, которыми выполняются пересылки. Если в DDR4 SDRAM в один пакет входило 8 последовательных пересылок по шине данных, то в DDR5 их стало 16, что, соответственно, и привело к росту эффективных скоростей, которые как раз и указываются в названии модулей в виде четырёхзначного числа.
Однако на этом этапе возникла проблема, связанная с чрезмерным увеличением размера пакета. Ширина шины данных обычного модуля памяти – 64 бит, и объединение 16 пересылок в одном пакете означает, что за один приём из модуля поступало бы 128 байт данных. С точки зрения современных процессоров это очень неудобный объём, поскольку длина строки кеш-памяти вдвое меньше – 64 байт. Чтобы устранить эту нестыковку, в архитектуру DDR5 было внесено ещё одно кардинальное изменение – 64-битную шину каждого модуля разделили на две независимые 32-битные части.
Иными словами, единый физический модуль DDR5 по логической организации как бы представляет собой два независимых модуля с 32-битной шиной, собранные на едином куске текстолита. Таким образом, в DDR5 двухканальный режим доступа реализуется в пределах одного модуля. И именно на это нововведение, помимо увеличения эффективной частоты, обращают внимание в первую очередь, рассказывая о преимуществах DDR5 перед DDR4. Однако нужно понимать, что увеличения скорости передачи данных это на самом деле не приносит, поскольку один 64-битный канал заменяется двумя каналами с шириной 32 бит. Впрочем, определённый выигрыш такая организация всё-таки может дать благодаря тому, что она позволяет выполнять с половинками модуля две разных операции одновременно – раньше подобной возможности не существовало.
Дополнительный рост эффективности DDR5 достигается ещё и за счёт того, что такая память научилась «освежать» информацию в ячейках побанково, в то время как ранее эта операция проводилась для всех банков сразу. Регенерация заряда в ячейках памяти является залогом сохранности данных и требует повторения через установленные промежутки времени. Этот процесс в DDR4 требовал прекращения любых других операций, что по факту периодически блокировало любые полезные операции. В DDR5-памяти регенерацию стало возможно выполнять поочерёдно для разных банков в группах, в то время как остальные банки остаются доступны для обращений. И это увеличивает производительность DDR5 на дополнительные 6-9 %.
Но в конечном итоге все архитектурные изменения в DDR5 увеличивают её скорость в смысле роста частоты передачи данных и более эффективного использования шины. Вопрос латентности при этом обходится стороной. И почему это так, вполне очевидно. Ничего сделать с этой характеристикой невозможно: она обусловлена задержкой базовых ядер DRAM и временем, затрачиваемым на формирование более длинных, чем ранее, пакетов данных.
⇡#Особенности контроллера памяти Alder Lake
Для того чтобы процессоры Alder Lake могли реализовать весь заложенный в DDR5 SDRAM потенциал, они снабжены двумя двухканальными контроллерами памяти – по контроллеру на каждый «канал» в привычном смысле (в наиболее распространённом случае контроллер на модуль). В том случае, если в системе с процессором Alder Lake используется DDR4 SDRAM, в каждом из двух контроллеров задействуется только первый канал. Если в системе применяется DDR5 SDRAM, то два канала каждого из контроллеров работают с парами 32-битных субканалов, реализованных в пределах модулей. Это значит, что DDR5 SDRAM позволяет включить в системах на базе процессоров Alder Lake четырёхканальный режим памяти, в то время как при использовании DDR4 SDRAM доступен лишь двухканальный режим. Но не нужно забывать: суммарная ширина шины памяти в обоих случаях остаётся одинаковой – 128 бит. Просто в случае DDR5 она формируется четырьмя 32-битными каналами, а в случае DDR4 – двумя каналами по 64 бит.
DDR4 SDRAM – два канала
DDR5 SDRAM – четыре канала
Другой ключевой момент – использование множителей, связывающих частоту контроллеров памяти с частотой шины памяти и введённых ещё в Rocket Lake. В прошлом поколении процессоров таких множителей было два, а в нынешнем их стало уже три. Они носят условные названия Gear 1, Gear 2 и Gear 4 и по сути обеспечивают работу шины памяти на частоте, либо совпадающей с частотой контроллера памяти (Gear 1), либо превышающей её вдвое (Gear 2), либо превосходящей её вчетверо (Gear 4). Необходимость в таких делителях вызвана тем, что частота, максимально достижимая для являющегося частью CPU контроллера памяти, ограничена, и её верхний предел находится существенно ниже тех скоростей, на которые способны модули памяти, в особенности DDR5 SDRAM.
В процессорах Rocket Lake максимальным по частоте режимом памяти, возможным при выборе наиболее эффективного в смысле производительности множителя Gear 1 (то есть при синхронном режиме) был DDR4-3600 или, при удачном стечении обстоятельств, DDR4-3733. В Alder Lake контроллер памяти стал немного более податливым, и ему может покориться частота ближе к 4,0 ГГц. Тем не менее граница, при которой происходит автоматическое переключение контроллера из режима Gear 1 в Gear 2, формально всё равно осталась на уровне 3,6 ГГц. В сумме это значит, что с настройками по умолчанию синхронный режим памяти доступен в Alder Lake для модулей со скоростью до DDR4-3600, но при ручном конфигурировании в Gear 1 можно заставить работать и DDR4-4000. Благо переключение режимов контроллера по желанию пользователя доступно в BIOS практически любой материнской платы на LGA1700 .
Переход к более скоростной памяти стандарта DDR4 потребует в любом случае отказаться от синхронности и перейти к режиму Gear 2, включение которого, как и раньше, налагает некоторый штраф на производительность подсистемы памяти. По этой причине использовать с Alder Lake высокоскоростную DDR4 – не самая лучшая затея. Гораздо рациональнее не выходить за рамки синхронного Gear 1 и ограничиться использованием DDR4-3600 или DDR4-4000.
Но с DDR5 ситуация совсем иная. Частоты самых простых модулей начинаются с отметки DDR5-4800, а значит, синхронный режим Gear 1 для них не может быть доступен в принципе. Поэтому для любой DDR5 нужно пользоваться режимом с удвоением частоты шины памяти Gear 2. Он применим для всех существующих в настоящее время модулей DDR5, и именно его включит контроллер памяти Alder Lake по умолчанию при установке процессора в любую материнскую плату с поддержкой DDR5 SDRAM.
Учетверяющий частоту памяти множитель Gear 4 работоспособен тоже, но применять его сейчас смысла нет. Штраф, налагаемый на производительность при его активации, выше, чем с множителем Gear 2. Поэтому он может потребоваться только тогда, когда с режимом Gear 2 частота контроллера памяти дойдёт до пограничных значений, то есть не раньше, чем частоты DDR5 перешагнут через отметку 7200 МГц.
Нужно отметить и ещё одну деталь. Частота работы контроллера памяти формируется подобно процессорной частоте – как произведение множителя на некую базовую частоту. Эта базовая частота в LGA1700-системах может быть выбрана из двух вариантов – 100 или 133 МГц. Между этими значениями нет различий в производительности, но они влияют на множество доступных для выбора частот памяти, определяя шаг между ближайшими значениями. Но и здесь есть нюанс – максимальный рабочий множитель, который в Alder Lake применим для частоты контроллера памяти, составляет 30x, поэтому в случае скоростных вариантов DDR4 в режиме Gear 1 базовая частота контроллера памяти 100 МГц оказывается бесполезна. А вот в системах с DDR5, где используется режим Gear 2, можно без проблем выбирать оба значения, хотя материнские платы с поддержкой DDR5 по умолчанию склоняются к использованию 100-МГц частоты.
В принципе, современные материнские платы учитывают всё это автоматически при выборе того или иного варианта памяти, однако в BIOS материнских плат есть возможность ручного переключения базовой частоты для контроллера памяти.
⇡#Как питается DDR5 SDRAM
Ещё одно заметное отличие модулей DDR5 состоит в том, что они используют иную схему питания и более низкие напряжения. Преобразователь напряжения в новой памяти переместился с материнской платы на сами модули, и теперь они получают от платы 5 В и формируют из него необходимые напряжения непосредственно на месте. Это позволяет улучшить стабильность питания чипов и снизить электромагнитные помехи, однако сами модули из-за необходимости размещения на них силовых элементов теперь получаются несколько более дорогими. Но зато благодаря этому проблемы с неудачными схемами питания слотов DIMM на материнских платах должны уйти в прошлое.
Установленная на каждом модуле интегральная схема управления питанием, согласно спецификации, должна подавать напряжения на пять линий, из которых значимыми являются два основных напряжения: VDD – напряжение, подаваемое на ядра памяти, и VDDQ – напряжение на цепях ввода-вывода. Номинальное значение этих напряжений – 1,1 В, однако производители оверклокерской памяти сразу же принялись завышать эти величины, поскольку это помогает чипам DDR5-памяти устойчиво работать на более высоких частотах.
Несмотря на переезд схем питания с материнской платы в модули, возможности управления напряжениями памяти через BIOS никуда не делись. LGA1700-платы предлагают полный набор средств для управления питанием модулей памяти, и напряжения VDD и VDDQ можно увеличивать как минимум до 1,435 В с шагом 5-10 мВ. Вместе с тем существуют и модули с более высоким верхним пределом изменения напряжений — это определяется контроллером питания, который выбрал производитель . Кроме того, поскольку каждый модуль имеет свой собственный стабилизатор напряжения, их питанием можно управлять раздельно.
Вопреки ожиданиям, снижение основных напряжений, от которых питаются чипы DDR5, на 0,1 В по сравнению с DDR4 не влечёт за собой уменьшение нагрева модулей. Напротив, похоже, что DDR5 будут присущи сравнительно высокие температуры.
Всё дело в силовой схеме, которая выделяет довольно много тепла, особенно в случае повышения напряжений. Поэтому массивные радиаторы на оверклокерских модулях DDR5 SDRAM – это отнюдь не декоративный, а реально необходимый элемент.
⇡#Идеальная DDR5 – G.Skill Trident Z5 RGB F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK
Для тестирования нам удалось получить память DDR5-6000 серии Trident Z5 RGB компании G-Skill. Комплект F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK, который попал в лабораторию, включает в себя два модуля объёмом по 16 Гбайт. Каждый из таких модулей, как и полагается оверклокерской DDR5, снабжён теплорассеивающими пластинами и управляемой RGB-подсветкой, проходящей по их верхнему краю.
По фотографиям памяти G.Skill нетрудно заметить, что модули DDR5 сильно похожи на модули DDR4. И это действительно так. Они имеют одинаковые размеры, и даже число контактов в ножевом разъёме осталось тем же – 288 штук. Однако DDR5 и DDR4 не взаимозаменяемы не только на логическом, но и на механическом уровне. Установить модуль нового типа в DDR4 DIMM не получится как минимум из-за иного расположения ключа-прорези в разъёме. Он сместился ближе к середине модуля, пусть это и не сразу бросается в глаза.
Хотя память F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK рассчитана на схему таймингов 40-40-40-76, в то время как в ассортименте компании есть аналогичный вариант с более агрессивными задержками 36-36-36-76, она всё равно оказалась идеальным полигоном для экспериментов. Причина прежде всего в том, что в скоростных вариантах DDR5 SDRAM производства G.Skill используются отборные чипы Samsung, которые в настоящее время представляются наилучшим вариантом по масштабируемости частот при росте напряжения. Иными словами, такая память может быть названа полноправной преемницей модулей DDR4 с легендарными чипами Samsung B-die.
Справедливости ради необходимо упомянуть, что хорошим потенциалом по разгону обладают и чипы DDR5, производимые SK Hynix, однако память на их основе встречается пока очень редко. При этом максимально распространённые чипы производства Micron, к сожалению, масштабируются довольно плохо. Однако именно их можно найти в наиболее распространённых модулях DDR5-4800 и DDR5-5200, и заставить такие комплекты памяти работать в режимах DDR5-5600 и быстрее почти невозможно.
Согласно спецификации, комплект G.Skill F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK рассчитан на работу при напряжении 1,3 В – это напряжение примерно на 20 % превышает штатную величину, которая для DDR5 SDRAM установлена стандартом в 1,1 В. Однако с DDR5-памятью ситуация такая же, как и с DDR4, – именно увеличение напряжения питания становится фундаментом роста частоты. И уровень 1,3 В не кажется слишком большим – некоторые производители DDR5 не стесняются декларировать для своей памяти ещё более высокие напряжения – вплоть до 1,4 В.
Модули, входящие в комплект G.Skill F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK, – одноранговые, в основе каждого модуля используется по восемь 16-Гбит чипов. К сожалению, двухранговых модулей DDR5 объёмом 16 Гбайт не бывает, это обуславливается тем, что 16 Гбит – минимальная ёмкость доступных чипов.
G.Skill предварительно тестирует свои скоростные модули DDR5 на совместимость с LGA1700-платами компаний ASUS и MSI, и именно такие платы можно рекомендовать для раскрытия всех возможностей новой памяти. Для облегчения конфигурирования в F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK есть XMP-профиль, однако возможности XMP 3.0 в этих модулях пока не задействуются. Вариант подготовленных производителем настроек предлагается лишь один.
⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования
Выше мы в подробностях рассказали, в чём DDR5 превосходит DDR4 с точки зрения теории. Однако выкладки так и не дают ответа на вопрос, достаточен ли набор улучшений, предложенный в новой памяти, для того, чтобы у потребителей возник реальный стимул для использования с процессорами Alder Lake именно DDR5 SDRAM. Ведь, во-первых, явно не в пользу DDR5 складываются экономические факторы, а во-вторых, эта память отталкивает от себя слишком высокими значениями латентностей.
Чтобы разрешить все сомнения, мы решили изучить производительность Alder Lake при комплектации системы распространёнными вариантами модулей DDR4 и DDR5, работающими на различных частотах.
В состав тестовых систем вошли следующие комплектующие:
- Процессор: Intel Core i7-12700K (Alder Lake, 8P+4E-ядер + HT, 3,6-5,0/2,7-3,8 ГГц, 25 Мбайт L3).
- Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
- Материнские платы:
- ASUS ROG Strix Z690-F Gaming WiFi (LGA1700, Intel Z690);
- ASUS ROG Strix Z690-A Gaming WiFi D4 (LGA1700, Intel Z690).
- 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 14-15-15-35 (G.Skill Trident Z Neo F4-3600C14D-32GTZN);
- 2 × 16 Гбайт DDR4-4400 SDRAM, 19-19-19-43 (Crucial Ballistix MAX BLM2K16G44C19U4B);
- 2 × 16 Гбайт DDR5-4800 SDRAM, 38-38-38-70 (Kingston Fury Beast KF548C38BBK2-32);
- 2 × 16 Гбайт DDR5-6000 SDRAM, 40-40-40-76 (G.Skill Trident Z5 RGB F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK).
Послуживший основой тестовых систем процессор Core i7-12700K использовался в разогнанном состоянии. Частота P-ядер была увеличена до 5,0 ГГц, частота E-ядер – до 4,0 ГГц, частота L3-кеша – до 4,3 ГГц. Работа тестового CPU в таком состоянии была возможна при увеличении напряжения питания до 1,425 В при выборе пятого уровня Load-Line Calibration. Для улучшения стабильности работы памяти при высоких частотах до 1,25 В было увеличено напряжение на системном агенте.
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 c установленными обновлениями KB5005635 и KB5006746 и использованием следующего комплекта драйверов:
- AMD Chipset Driver 3.10.08.506;
- Intel Chipset Driver 10.1.18838.8284;
- Intel SerialIO Driver 30.100.2105.7;
- Intel Management Engine Interface 2124.100.0.1096;
- NVIDIA GeForce 496.49 Driver.
Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:
Приложения:
- 7-zip 21.02 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 3,1 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
- Adobe Photoshop 2021 22.4.3 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта Puget Systems Adobe Photoshop CC Benchmark 18.10, моделирующего типичную обработку изображения, сделанного цифровой камерой.
- Adobe Photoshop Lightroom Classic 10.3 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 16-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Fujifilm X-T1.
- Adobe Premiere Pro 2021 15.4.0 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
- Blender 2.93.5 – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели pavillon_barcelona_v1.2 из Blender Benchmark.
- Corona 1.3 — тестирование скорости рендеринга при помощи одноимённого рендерера. Для измерения производительности используется стандартное приложение Corona 1.3 Benchmark.
- Microsoft Visual Studio 2017 (15.9.40) – измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта – профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 2.79b.
- Topaz Video Enhance AI v2.3.0 – тестирование производительности в основанной на ИИ программе для улучшения детализации видео. В тесте используется исходное видео в разрешении 640×360, которое увеличивается в два раза с использованием модели Artemis Anti Aliasing v9.
- x264 r3059 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.
- x265 3.5+8 10bpp — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.
Игры:
- Chernobylite. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra.
- Civilization VI: Gathering Storm. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
- Cyberpunk 2077. Разрешение 1920 × 1080: Quick Preset = Ray Tracing – Ultra.
- Far Cry 6. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA.
- Hitman 3. Разрешение 1920 × 1080: Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = Ultra, Shadow Quality = Ultra, Mirrors Reflection Quality = High, SSR Quality = High, Variable Rate Shading = Quality.
- Marvel’s Guardians of the Galaxy. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Preset = Ultra.
- Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA.
- The Riftbreaker. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Texture Quality = High, Raytraced soft shadows = On, Ray traced shadow quality = Ultra, Raytraced ambient occlusion = On.
- A Total War Saga: Troy. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme.
- Watch Dogs Legion. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, RTX = Off, DLSS = Off.
Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.
⇡#DDR5 против DDR4: тесты производительности
Первая часть тестирования посвящена сравнению производительности Core i7-12700K при работе с DDR4- и DDR5-памятью при выборе модулей различной частоты. Здесь мы будем предполагать, что память работает с настройками по умолчанию, то есть все задержки настраиваются в системе автоматически с применением профилей XMP. Именно такой подход к конфигурированию использует большинство пользователей, и сравнение, проведённое в этом разделе, позволит выяснить, даёт ли выбор более современной и более дорогой памяти какие-либо преференции в наиболее типичных случаях.
В качестве типовых режимов работы DDR4 использовались настройки, которые свойственны популярным модулям памяти Crucial Ballistix, основанным на чипах Micron Rev. E: DDR4-3200 с таймингами 16-18-18-36, DDR4-3600 с таймингами 16-18-18-38, DDR4-4000 с таймингами 18-19-19-39 и DDR4-4400 со схемой задержек 19-19-19-43. Во всех случаях параметр Command Rate устанавливался в 1T, а режимы Gear 1/Gear 2 выбирались по умолчанию: DDR4-3200 и DDR4-3600 работала в синхронном режиме с контроллером памяти, а для более быстрых вариантов памяти использовалось соотношение частот контроллера и памяти 1:2.
DDR5-память также тестировалась в четырёх режимах: DDR5-4800, DDR5-5200, DDR5-5600 и DDR5-6000. Во всех четырёх случаях использовалась схема таймингов 36-36-36-76 и режим Gear 2, однако настройка Command Rate 1T применялась только для DDR5-4800 и DDR5-5200, в то время как работа памяти на более высокой частоте требовала уже включения Command Rate 2T.
Также в контексте этого сравнения важно обратить внимание на то, что используемые в нём модули DDR4, как и большинство представленных на рынке модулей этого типа объёмом 16 Гбайт, – двухранговые. В то же время модули DDR5 аналогичного объёма всегда имеют одноранговую организацию.
Итак, после необходимых предварительных замечаний давайте наконец посмотрим на результаты синтетического теста Cache & Memory Benchmark из утилиты AIDA64. Результаты вполне ожидаемы: DDR5 заметно выигрывает по пропускной способности, в то время как коньком DDR4 является низкая латентность.
Однако, глядя на графики, можно заметить интересные нюансы. Так, можно констатировать, что DDR5 действительно показывает себя более эффективной технологией. В то время как практическая пропускная способность DDR4 составляет 89-93 % от теоретической, в случае DDR5 этот показатель возрастает до 97-98 %. Таким образом, удвоение числа каналов действительно даёт некоторый положительный эффект, и масштабирование производительности подсистемы памяти при переходе от DDR4 к DDR5 идёт быстрее увеличения частоты.
При этом рост практической латентности при переходе на DDR5 совсем не выглядит катастрофическим. Более того, в том случае, если DDR4 работает на высокой частоте в режиме контроллера Gear 2, заметной разницы в латентности вообще не наблюдается. Выигрывают у DDR5 лишь синхронные режимы DDR4 с низкими задержками, то есть DDR4-3200 и DDR4-3600.
По результатам синтетического теста начинает казаться, что выбор для Alder Lake старой DDR4-памяти должен заметно ограничивать его производительность. Однако тестирование в ресурсоёмких приложениях показывает, что всё далеко не так. Задачи, в которых DDR5 даёт однозначно более высокую производительность, действительно существуют. Такая картина наблюдается, например, при архивировании файлов в 7-zip, пакетной обработке фотографий в Lightroom, рендеринге видео в Premiere Pro, перекодировании видео кодеком x265 или при компиляции кода в Visual Studio. В них даже самая медленная DDR5-4800 оказывается быстрее, чем любой из вариантов DDR4. Причём преимущество в производительности даже примитивной DDR5-4800 может в отдельных случаях доходить до весомых 8-10 %, хотя в основном речь всё же идёт о превосходстве на уровне единиц процентов.
Но в то же время есть масса вариантов ресурсоёмкой нагрузки, производительность при которой от типа выбранной памяти практически не зависит. Редактирование фото в Photoshop, увеличение разрешения видео в Topaz AI или финальный рендеринг относятся к задачам, где Alder Lake может с DDR4-памятью работать ничуть не хуже, чем с новейшей DDR5.
Однако если посмотреть на игры, то DDR5 в целом выглядит всё же привлекательнее. Ниже приводится диаграмма с усреднёнными показателями частоты кадров, построенная по результатам тестов в десяти играх. И из неё следует, что DDR5-4800 обеспечивает лучшую производительность, чем любой из вариантов DDR4, с точки зрения как среднего, так и минимального FPS. А если говорить о наиболее скоростной на данный момент памяти DDR5-6000, то с ней достигается как минимум 6-процентное превосходство в играх над любым из имеющихся вариантов DDR4.
Впрочем, в отдельных играх соотношение производительности может быть совсем не таким. Из десяти игр, выбранных для тестов, явное преимущество DDR5-памяти проявляется лишь в шести. А в некоторых случаях обладающая более низкими задержками DDR4-память может оказаться даже более предпочтительным вариантом. Например, подобная ситуация складывается в Chernobylite или в Far Cry 6.
Вывод из представленных результатов можно сделать такой: да, DDR5 действительно для Alder Lake подходит лучше, но пока ни о каком радикальном преимуществе речь не идёт. Новая память даёт единицы процентов выигрыша и может быть реально полезна лишь в каких-то штучных задачах обработки контента. Что же касается геймеров, то им гоняться за DDR5, похоже, особого смысла нет вообще. Особенно сейчас, когда эта память не слишком доступна как по цене, так и по наличию на прилавках.
Однако пока речь шла о том, как показывает себя Alder Lake с разной памятью, если для неё выбраны настройки по умолчанию. В то же время подсистема памяти в современных системах может быть подвергнута глубокой оптимизации путём тщательной ручной настройки таймингов. И энтузиасты, которые привыкли идти таким путём, могут не согласиться с полученными результатами. Поэтому у настоящего тестирования есть вторая часть, к ней и переходим.
⇡#DDR5 против DDR4 с настроенными таймингами
В этом разделе речь пойдёт о том, что произойдёт, если из имеющихся на рынке модулей памяти попытаться выжать больше путём тонкой подстройки. Как мы неоднократно показывали, подбор более агрессивных, чем заложено в спецификациях и XMP, таймингов нередко позволяет значительно улучшить производительность, по крайней мере в случае DDR4. Так может быть, если подвергнуть такую память вдумчивой оптимизации, она окажется даже лучше DDR5? Давайте проверим.
Для того чтобы в системе с DDR4 получить максимально возможное быстродействие, в этой части тестирования мы воспользовались комплектом DDR4 SDRAM, основанным на чипах Samsung B-die. Такая память даёт возможность минимизировать задержки сильнее, чем любые другие комплекты. Вместе с тем мы не стали пытаться максимально увеличивать частоту памяти, а нацелились на работу в режиме DDR4-4000 – максимальном, в котором Alder Lake даёт возможность использовать одинаковые частоты контроллера и памяти, Gear 1. Синхронность довольно заметно снижает практические латентности, а именно за это мы и боремся, пытаясь извлечь из DDR4 дополнительные проценты быстродействия.
В конечном итоге выбранный комплект смог стабильно работать в состоянии DDR4-4000 с таймингами 16-16-16-34, а полностью все параметры можно увидеть на скриншоте.
DDR4-память с оптимизированными вручную таймингами логично сравнивать с такой же тщательно настроенной DDR5. Поэтому мы постарались подкрутить настройки и у имеющегося в нашем распоряжении комплекта DDR5-6000. Дополнительно разогнаться по частоте он не смог, зато оказался податлив при снижении таймингов. Стабильность не нарушилась при выборе схемы 34-34-34-68, а полный набор настроек выглядел так.
Чтобы сравнение настроенной DDR4-4000 и DDR5-6000 было более наглядным, на диаграммы с результатами мы также поместили показатели производительности платформы на базе Alder Lake при использовании DDR4-3200 и DDR5-4800 – тех типов памяти, которые для неё положены по спецификации Intel. Тайминги в этом случае выбирались по умолчанию, и это позволяет увидеть, насколько параметры подсистемы памяти способны повлиять на потенциал современного процессора.
Начнём снова с результатов синтетического теста памяти из AIDA64. Он показывает, что настроенная DDR5-6000 в полтора раза превосходит настроенную DDR4-4000 по практической пропускной способности, но в то же время заметно проигрывает ей по латентности. С точки зрения задержки результат DDR4-4000 лучше на 20 %.
Полученные при синтетическом тестировании результаты дают понять, что относительная производительность Alder Lake с DDR4 и DDR5 будет не такой, как при тестировании с настройками по умолчанию. И показатели быстродействия, полученные в приложениях, – тому подтверждение. Память DDR5 остаётся предпочтительным вариантом при архивировании данных, при перекодировании видео, в Lightroom и Premiere Pro. Но в то же время находятся задачи, где настроенная DDR4-4000 позволяет процессору Alder Lake развить более высокую производительность. Такая ситуация наблюдается в Photoshop, при компиляции исходного кода или в рендере Corona.
Ситуация в играх выглядит ещё интереснее. Судя по графику усреднённой игровой производительности, DDR4-4000 почти не отстаёт от DDR5-6000: разница между этими вариантами памяти не превышает 1 %. Иными словами, настройка таймингов DDR4 позволяет получить больший прирост, чем настройка DDR5, и в результате разница в быстродействии Alder Lake с разными типами памяти становится совсем небольшой, особенно при игровом использовании системы.
Если пройтись по отдельным играм, то выяснится, что DDR5 имеет преимущество перед DDR4 в семи случаях из десяти. Но при этом заметное превосходство DDR5-6000, достигающее нескольких процентов, отмечается лишь в одной игре – Marvel’s Guardians of the Galaxy. В остальных же случаях речь идёт о преимуществе на уровне 1-2 %. И это значит, что в текущих реалиях DDR4 вполне может заменить DDR5 в игровых системах. Единственное, память при этом должна быть качественной, быстрой и тщательно настроенной.
Intel называет поддержку новой памяти DDR5 SDRAM одним из ключевых преимуществ Alder Lake. И отчасти это правда: DDR5 действительно помогает этим процессорам показывать рекордную производительность. Однако положительный эффект, который даёт такая память, не стоит переоценивать. Главной причиной, почему Alder Lake оказались такими удачными, является отнюдь не память, а их микроархитектура. Поэтому LGA1700-системы, укомплектованные DDR4 SDRAM, имеют полное право на существование: память прошлого поколения процессоры Alder Lake как минимум не портит.
Тем не менее существует определённый круг приложений, на которые DDR5 SDRAM оказывает поистине магический эффект. Эти приложения объединяет потоковая обработка больших объёмов данных, и в них использование DDR5 с высокой пропускной способностью может дать весьма заметный прирост производительности – вплоть до двузначного числа процентов. Однако, во-первых, таких приложений совсем немного, а во-вторых, к ним совершенно точно не относятся игры. Поэтому говорить о важности DDR5 можно лишь применительно к конфигурациям, задействованным в специфичной профессиональной деятельности, которая связана с обработкой медиаконтента высокого разрешения.
Большинство же среднестатистических пользователей вполне могут перейти на платформу Intel нового поколения в варианте с DDR4. Но чтобы производительность Alder Lake при этом раскрылась наилучшим образом, акцент при выборе DDR4-памяти стоит сделать на сочетании достаточно высоких частот и низких латентностей. Идеальным вариантом является память, способная работать с низкими задержками в режимах от DDR4-3600 до DDR4-4000. Кроме того, сильно помогает повысить быстродействие Alder Lake минимизация таймингов вручную, хотя этот процесс и довольно трудоёмок. Но зато, как показали тесты, настроенная DDR4-4000 делает игровую систему на базе Alder Lake почти такой же быстрой, как если бы в ней была установлена новейшая DDR5-6000.
Впрочем, среди читателей этой статьи наверняка найдутся и максималисты, которые посчитают, что комбинирование новейших процессоров Core с памятью прошлого поколения – не по фэншуй. И таким энтузиастам мы рекомендуем обращать внимание на комплекты DDR5 SDRAM, которые хорошо масштабируются по частоте и допускают снижение таймингов. В первую очередь это память, основанная на чипах Samsung, а во вторую – на чипах SK Hynix. Обычно такие микросхемы попадают в модули, рассчитанные на скорости DDR5-6000 и выше.
Но всё же для среднестатистического пользователя в данный момент преимущества DDR5 не столь очевидны, чтобы оправдать её значительно более высокую цену. Пока DDR5 не станет широко доступна на рынке, пока её типичные частоты не повысятся на пару ступенек, пока стоимость таких модулей не перестанет включать в себя наценку за новизну и эксклюзивность, привычная DDR4 SDRAM будет оставаться предпочтительным вариантом для Alder Lake. Обнаружить какую-то особенную синергию между новыми процессорами и новой памятью в её сегодняшнем виде нам не удалось. В теории DDR5 SDRAM обладает более высокой эффективностью, но по состоянию на сегодняшний день DDR4 SDRAM на архитектурные улучшения новой памяти уверенно отвечает разгоном и низкими таймингами.
Разгон оперативной памяти на платформе Intel: есть ли смысл?
Сегодня поговорим об оперативной памяти: выясним, что такое XMP, посмотрим, что даёт его включение, и определимся, есть ли смысл разгонять память вручную. Разбираться в вопросе будем на примере DDR4: несмотря на уже появившееся пятое поколение DDR-памяти, широко распространена она будет ещё нескоро.
XMP: плюсы и минусы
Итак, что такое XMP? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно начать с азов. Оперативная память любого стандарта имеет т.н. минимальную базовую частоту. Согласно спецификациям JEDEC, для DDR4 — это 2133 МГц. Есть и ещё одна важная цифра: рекомендуемая частота оперативной памяти для того или иного процессора. Скажем, для Intel Core i7-6700K , вышедшего в 2015 году, она составляла те же 2133 МГц, но впоследствии только увеличивалась из-за растущих аппетитов ЦП. Так, Core i9-9900K требовал уже 2666 МГц, а Core i9-11900K — 3200 МГц. Но как достичь таких частот, если база — 2133 МГц? С помощью разгона. Разгонять память можно либо самостоятельно, что потребует знаний, времени и опыта, либо пользуясь профилем, в котором уже заложены нужные параметры частот, напряжений и таймингов (задержек). Такие профили создаются изготовителями оперативной памяти и носят название Xtreme Memory Profile — XMP. Таким образом, XMP — это фактически заводской разгон, для активации которого нужно лишь нажать пару клавиш.
Ещё один плюс такого способа разгона в том, что современный рынок предлагает огромный выбор памяти с частотами XMP вплоть до 5100 МГц, — вот только не факт, что всё это будет работать. И вот почему.
Во-первых, успешный разгон памяти зависит не только от самих DDR-модулей: не меньшую роль играют материнская плата с процессором. Если материнка из бюджетных, то у неё, скорее всего, мало слоёв металлизации и слабая компонентная база, что вполне может сказаться и на частотах, и на таймингах.
Процессор же важен потому, что в нём находится контроллер памяти, который задаёт потолок её разгона, и качество этого контроллера разнится от ЦП к ЦП, даже если это одна и та же модель. Из-за объёмов производства завод физически не в состоянии протестировать каждый сошедший с конвейера процессор вручную, и поэтому в его паспорте указывается не предел возможностей, а гарантированные режимы. Скажем, для Intel Core i9-11900K, о котором мы говорили выше, рекомендованная частота памяти — 3200 МГц. В пределах этих значений он стабилен, ну а всё, что лежит за этим порогом, — чистая фортуна: до запуска процессора в готовой системе узнать, насколько он удачный, невозможно. Из-за этого и возникают ситуации, когда кто-то покупает память с частотой 5100 МГц в XMP, приносит её домой, а там ничего не работает, хотя у кого-то ещё с таким же процессором и памятью всё прошло как по маслу. Такие случаи называют «проигрышем в кремниевой лотерее».
У XMP есть и второй подводный камень, и кроется он в таймингах и напряжениях. Нужно понимать: XMP-профиль — это довольно скудный набор информации, хранимый в SPD-модуле оперативки. Из действительно полезного там лишь пять первичных таймингов и нужное для старта памяти напряжение. Всё остальное — забота автоматики материнской платы, которой потребуется подобрать несколько десятков второстепенных таймингов, напряжение на контроллер памяти, напряжение для системного агента процессора… И это лишь базовые параметры: вспомогательных куда больше. Нетрудно догадаться, что при таком количестве переменных шанс ошибки весьма велик, поэтому нередко материнка не в состоянии запустить память вообще. Подобное любят списывать на несовместимость, хотя на самом деле это лишь неверно выставленные автоматом значения в BIOS. Реальное объяснение в этом случае звучит куда проще: «Мы не тестировали эту память с этой платой и поэтому не научили их работать вместе».
Чтобы подстраховаться, производители пишут код программного обеспечения (BIOS) материнской платы так, чтобы выставленные автоматикой значения были безопасными — то есть далёкими от максимально возможных. Ну и, наконец, профили XMP далеко не всегда оптимальны. Дело тут в том, что компании любят привлекать покупателей красивыми цифрами частот, отодвигая тайминги на второй план. И вот вы сталкиваетесь с выбором между комплектом от Patriot с частотой 3733 МГц и таймингами 17-21-21-41 и от Crucial с 3200 МГц и задержками 16-18-18-36. Наверное, первый вариант быстрее, но так ли это на практике? Также стоит держать в уме, что XMP далёк от максимума, на который способны чипы памяти в реальности. Имеет ли смысл выжимать из них все соки вручную? На все эти вопросы ответят результаты тестирования — к ним и перейдём.
Методика тестирования
Комплект тестового железа мы взяли следующий. Процессор Intel Core i9-11900K с 4,3 ГГц кольцевой шиной, разогнанными до 4,9 ГГц ядрами и 100 МГц AVX-сдвигом. Материнскую плату ASUS ROG Strix Z590-E Gaming , видеокарту Nvidia GeForce RTX 3060 Ti FE и память Patriot Viper PVB416G400C9K с чипами Samsung B-Die.
Поскольку память в нашем случае очень гибкая, с её помощью нам удалось смоделировать несколько типичных ситуаций. Первая будет отражать картину, при которой XMP-профиль в ПК не активирован вовсе. Такое часто случается, когда ПК заказывается уже собранным, и человек пользуется им как есть, не вникая в настройки BIOS. Соответственно, DDR при таком сценарии запускается на базовых 2133 МГц с прописанными в SPD таймингами. В нашем случае это 15-15-15-36 CR2 при напряжении 1,2 В.
Следующий подготовленный нами профиль имитирует популярный комплект памяти от Crucial: BL16G32C16U4B. Частота, тайминги и напряжение соответствующие: 3200 МГц, 16-18-18-36 CR2, 1,35 В.
Его сравним с более высокочастотным XMP-вариантом от Patriot: PVS416G373C7K. Для его моделирования мы скопировали в BIOS такие параметры: 3733 МГц, 17-21-21-41 CR2, 1,35 В.
Далее посмотрим, что нам даст ручной разгон. Сохранив ту же частоту в 3733 МГц, поднимем напряжение до 1,55 В и опустим первичные тайминги до 14-14-14-28 CR1. Оставшиеся вторичные и третичные задержки не будем оставлять автоматике, как в предыдущих случаях, а оптимизируем самостоятельно.
Теперь самый высокочастотный пресет: 4000 МГц, 15-15-15-30 CR1 и 1,6 В. Он тут вместо родного для нашей памяти (Patriot Viper PVB416G400C9K) XMP-профиля с частотой 4000 МГц, таймингами 19-21-21-41 CR2 и напряжением 1,35 В. Сделать профиль таким мы решили из-за процессора 11900K, у которого контроллер памяти отличается от всех тех, что встречались у Intel с момента появления архитектуры Skylake.
Он использует такие же делители, как у AMD. При соотношении 1:1 — или, как это называет Intel, в режиме Gear1 (частота контроллера памяти равна частоте оперативной памяти) — достигается наименьшая латентность (задержка) подсистемы памяти, но её частотный потенциал при этом ограничен 3733-3800 МГц. В соотношении 2:1 (Gear2) становятся доступны значения от 4000 МГц. Однако так контроллер и DDR-модули работают в асинхронном режиме, что затормаживает всю подсистему памяти, и дивиденды от её высокой частоты сводятся на нет. Чтобы это продемонстрировать, мы ускорили наш XMP-профиль, зажав первичные и второстепенные тайминги до возможного при выбранном напряжении предела: так нагляднее.
Производительность измерялась прежде всего в играх. Настройки: Full HD, ультра-пресеты графики, выключенные RT-эффекты и отключённое сглаживание. Из рабочих программ выбрали Adobe Premiere Pro (визуализация пятиминутного ролика в 4K-разрешении кодеком H.264), Sony Vegas Pro (та же задача, но с использованием кодека x264) и Blender (встроенный бенчмарк). Из чистой синтетики взяли 7-Zip , Corona Benchmark и Aida64 Extreme.
Отметим, что частоты ядер процессора и его кольцевой шины всегда оставались неизменными. Так мы исключили их влияние на итоговую производительность.
Результаты
Для начала сравним два наших «фейковых» XMP-профиля со стоковой памятью. И сразу сказать можно одно: если вы заказывали готовую сборку ПК, никогда не слышали о заводских профилях разгона или сбрасывали настройки BIOS — проверьте, активирован ли у вас XMP или нет. Без него производительность что в играх, что в рабочем ПО печальная: разница в сравнении с XMP в среднем 18% (минимальная разница зафиксирована в Assassin’s Creed Valhalla и составила 2%, максимальная — в Dying Light 2 : 60%) . Поэтому если вышло так, что XMP вашей памяти — это где-то 2666 Мц с CL-таймингом в районе 19, что не редкость, то пробуйте её разгонять или хотя бы снизить задержки.
Следующее, на что хотим обратить внимание, — это разница между двумя XMP. В большинстве тестов её либо практически нет, либо она складывается в пользу пресета с меньшей частотой. Объясняется это слишком высокими таймингами для имитируемой нами Patriot PVS416G373C7K. Они нивелируют все преимущества 3733 МГц, из чего следует простой вывод: сами по себе мегагерцы ничего не дают.
Теперь XMP против вручную настроенных модулей (3733 МГц 14-14-14-28 CR1). В случае с софтом прибавка мала, поэтому если ваш домашний ПК — это рабочая станция, особого смысла морочить голову нет.