Привет, GT! Все мы любим новое железо — приятно работать за быстрым компьютером, а не смотреть на всякие прогрессбары и прочие песочные часики. Если с процессорами и видеокартами всё более-менее понятно: вот новое поколение, получите ваши 10-20-30-50% производительности, то с оперативкой всё не так просто.
Где прогресс в модулях памяти, почему цена на гигабайт почти не падает и чем порадовать свой компьютер — в нашем железном ликбезе.
Стандарт памяти DDR4 имеет ряд преимуществ перед DDR3: большие максимальные частоты (то есть пропускная способность), меньшее напряжение (и тепловыделение), и, само собой, удвоенная ёмкость на один модуль.
Комитет инженерной стандартизации полупроводниковой продукции при Electronic Industries Alliance (более известный как JEDEC) трудится над тем, чтобы ваша оперативная память Kingston подходила к материнской плате ASUS или Gigabyte, и по этим правилам играют все. По части электрики, физики и разъёмов всё жёстко (оно и понятно, нужно обеспечить физическую совместимость), а вот в отношении рабочих частот, объёмов модулей и задержек в работе правила допускают некоторую волатильность: хотите сделать лучше — делайте, главное, чтобы на стандартных настройках у пользователей не было проблем.
Именно так получились в своё время модули DDR3 с частотой выше, чем 1600 МГц, и DDR4 с частотами выше 3200 МГц: они превышают базовые спецификации, и могут работать как на «стандартных» параметрах, совместимых со всеми материнскими платами, так и с экстремальными профилями (X.M.P.), протестированными на заводе и зашитыми в BIOS памяти.
Основные улучшения в этой сфере ведутся сразу в нескольких направлениях. Во-первых, производители непосредственно микросхем памяти (Hynix, Samsung, Micron и Toshiba) постоянно улучшают внутреннюю архитектуру чипов в пределах одного техпроцесса. От ревизии к ревизии внутреннюю топологию доводят до совершенства, обеспечивая равномерность нагрева и надёжность работы.
Во-вторых, память потихоньку переходит на новый техпроцесс. К сожалению, здесь нельзя проводить улучшения также быстро, как делают (делали последние лет 10) производители видеокарт или центральных процессоров: грубое уменьшение размеров рабочих частей, то есть транзисторов, потребует соответствующего снижения рабочих напряжений, которые ограничены стандартом JEDEC и встроенными в CPU контроллерами памяти.
Поэтому единственное, что остаётся — не только «поджимать» производственные нормы, но ещё и параллельно увеличивать скорость работы каждой микросхемы, что потребует соответствующего повышения напряжения. В итоге и частоты растут, и объёмы одного модуля.
Примеров такого развития много. В 2009-2010 году нормальным был выбор между 2/4 гигабайтами DDR3 1066 МГц и DDR3 1333 МГц на один модуль (обе были выполнены по 90-нм техпроцессу). Сегодня же умирающий стандарт готов предложить вам 1600, 1866, 2000 и даже 2133 МГц рабочих частот на модулях в 4, 8 и 16 ГБ, правда внутри уже 32, 30 и даже 28 нм.
К сожалению, подобный апгрейд стоит немалых денег (в первую очередь на исследования, закупку оборудования и отладку производственного процесса), так что ждать радикального уменьшения цены 1 ГБ оперативки до выхода DDR5 не придётся: ну а там нас ждёт очередное удвоение полезных характеристик при той же цене производства.
Растущий объём и скорость работы напрямую влияет на ещё один параметр оперативной памяти — задержки (они же тайминги). Работа микросхем на высоких частотах до сих пор не желает нарушать законы физики, и на различные операции (поиск информации на микросхеме, чтение, запись, обновление ячейки) требуются определённые временные интервалы. Уменьшение техпроцесса даёт свои плоды, и тайминги растут медленнее, чем рабочие частоты, но здесь необходимо соблюдать баланс между скоростью линейного чтения и скоростью отклика.
Например, память может работать на профилях 2133 МГц и 2400 МГц с одинаковым набором таймингов (15-15-15-29) — в таком случае разгон оправдан: при большей частоте задержки в несколько тактов только уменьшатся, и вы получите не только увеличение линейной скорости чтения, но и скорости отклика. А вот если следующий порог (2666 МГц) требует увеличения задержек на 1-2, а то и 3 единицы, стоит задуматься. Проведём простые вычисления.
Делим рабочую частоту на первый тайминг (CAS). Чем выше соотношение — тем лучше:
Полученное значение — знаменатель в дроби 1 секунда / Х * 1 000 000. То есть чем выше число, тем ниже будет задержка между получением информации от контроллера памяти и отправкой данных назад.
Как видно из расчётов, наибольший прирост — апгрейд с 2133 до 2400 МГц при тех же таймингах. Увеличение задержки на 1 такт, необходимое для стабильной работы на частоте 2666 МГц всё ещё даёт преимущества (но уже не такие серьёзные), а если ваша память работает на повышенной частоте только с увеличением тайминга на 2 единицы — производительность даже немного снизится относительно 2400 МГц.
Верно и обратное: если модули совершенно не хотят увеличивать частоты (то есть вы нащупали предел для конкретно вашего комплекта памяти) — можно попытаться отыграть немного «бесплатной» производительности, снизив задержки.
На самом деле факторов несколько больше, но даже эти простые расчёты помогу не напортачить с разгоном памяти: нет смысла выжимать максимальную скорость из модулей, если результаты станут хуже, чем на средних показателях.
В плане софта от подобных манипуляций в первую очередь выигрывают задачи, постоянно эксплуатирующие память не в режиме потокового чтения, а дёргающие случайные данные. То есть игры, фотошоп и всякие программистские задачи.
Аппаратно же системы со встроенной в процессор графикой (и лишённые собственной видеопамяти) получают значительный прирост производительности как при снижении задержек, так и при увеличении рабочих частот: простенький контроллер и невысокая пропускная способность очень часто становится бутылочным горлышком интегрированных GPU. Так что если ваши любимые «Цистерны» еле-еле ползают на встроенной графике старенького компа — вы знаете, что можно попробовать предпринять для улучшения ситуации.
Как не странно, больше всего от подобных улучшений выигрывают среднестатистические пользователи. Нет, безусловно, оверклокеры, профессионалы и игроки с полным кошельком получают свои 0.5% производительности, применяя экстремальные модули с запредельными частотами, но их доля на рынке мала.
Белые алюминиевые радиаторы снять достаточно просто. Шаг нулевой: заземляемся об батарею или ещё какой металлический контакт с землёй и даём стечь статике — мы же не хотим дать нелепой случайности убить модуль памяти?
Шаг первый: прогреваем модуль памяти феном или активными нагрузками на чтение-запись (во втором случае вам надо быстренько выключить ПК, обесточить его и снять оперативку, пока она ещё горячая).
Шаг второй: находим сторону без наклейки и аккуратно подцепляем радиатор чем-нибудь в центре и по краям. Использовать печатную плату как основание для рычага можно, но с осторожностью. Внимательно выбираем точку опоры, стараемся избегать давления на на хрупкие элементы. Действовать лучше по принципу «медленно, но верно».
Шаг третий: открываем радиатор и разъединяем замки. Вот они, драгоценные чипы. Распаяны с одной стороны. Производитель — Micron, модель чипов 6XA77 D9SRJ.
8 штук по 1 Гб каждый, заводской профиль — 2400 МГц @ CL16.
Правда, дома снимать теплораспределители не стоит — сорвёте пломбу и плакала ваша пожизненная1 гарантия. Да и родные радиаторы отлично справляются с возложенными на них функциями.
Попробуем измерить эффект от разгона оперативки на примере комплекта HyperX Fury HX426C16FW2K4/32. Расшифровка названия даёт нам следующую информацию: HX4 — DDR4, 26 — заводская частота 2666 МГц, C16 — задержки CL16. Далее идёт код цвета радиаторов (в нашем случае — белый), и описание комплекта K4/32 — набор из 4 модулей суммарным объёмом 32 ГБ. То есть уже сейчас видно, что оперативка незначительно разогнана ещё при производстве: вместо штатных 2400 прошит профиль 2666 МГц с теми же таймингами.
Помимо эстетического удовольствия от созерцания четырёх «Белоснежек» в корпусе вашего ПК этот набор готов предложить весомых 32 гига памяти и нацелен на пользователей обычных процессоров, не особо балующихся разгоном CPU. Современные Intel’ы без буквы K на конце окончательно лишились всех возможных способов получения бесплатной производительности, и практически не получают никаких бонусов от памяти с частотой выше 2400 МГц.
В качестве тестовых стендов мы взяли два компьютера. Один на базе Intel Core i7-6800K и материнской плате ASUS X99 (он представляет платформу для энтузиастов с четырёхканальным контроллером памяти), второй с Core i5-7600 внутри (этот будет отдуваться за мэйнстримовое железо со встроенной графикой и отсутствующим разгоном). На первом проверим разгонный потенциал памяти, а на втором будем измерять реальную производительность в играх и рабочем софте.
Со стандартными профилями JEDEC и заводским X.M.P. память имеет следующие режимы работы:
Легко заметить, что настройки таймингов под 2400 МГц делают память не такой отзывчивой, как профили 2133 и 2666 МГц.
Попытки завести память на частоте 2900 МГц с повышением задержек до 16-17-18, 17-18-18, 17-19-19 и даже с подъёмом напряжения до 1.3 Вольта ничего не дали. Без серьёзных нагрузок компьютер работает, но фотошоп, архиватор или бенчмарк плюются ошибками или сваливают систему в BSOD. Похоже, что частотный потенциал модулей выбран до конца, и единственное, что нам остаётся — уменьшать задержки.
Лучший результат, который удалось достичь с тестовым комплектом из 4 модулей — 2666 МГц при таймингах CL13-14-13. Это существенно увеличит скорость доступа к случайным данным (2666 / 13 = 205.07) и должно показать неплохое улучшение результатов в игровом бенчмарке. В двухканальном режиме память разгоняется лучше: специалисты из oclab ухитрились довести комплект из двух 16 Гб модулей до частоты 3000 МГц @ CL14-15-15-28 с подъёмом напряжения до 1.4 Вольта — отличный результат.
Для нашего i5 со встроенной графикой в качестве бенчмарка мы выбрали GTA V. Игра не молодая, использует API DirectX 11, который давно известен и отлично вылизан в драйверах Intel, любит потреблять оперативную память и нагружает систему сразу по всем фронтам: GPU, CPU, Ram, чтение с диска. Классика. Вместе с этим GTA V использует т.н. «отложенный рендеринг», благодаря которому время расчёта кадра меньше зависит от сложности сцены, то есть методика испытания будет чище, а результаты — нагляднее.
За средний FPS возьмём значения, укладывающиеся в нормальное течение игры: пролёт самолёта, езда в городе, уничтожение супостатов имеют равномерный профиль нагрузки. По таким сценам (отбросив 1% лучших и худших результатов из массива данных) и получим средне-игровой FPS.
Просадки определим по сценам со взрывами и сложными эффектами (водопад под мостом, закатные пейзажи) аналогичным образом.
Подлагивания и неприятные фризы при резкой смене окружения (переключение от одного тестируемого случая к другому) случаются даже на монструозной GTX 1080Ti, постараемся их отметить, но в результаты не возьмём: в игре оно не встречается, и это, скорее, косяк самого бенчмарка.
Конфигурация демо-стенда
Для начала выставим стандартные частоты X.M.P.-профиля: 2666 МГц с таймингами 15-17-17. Встроенный бенчмарк GTA V выдаёт идентичный FPS и одинаковые просадки на минимальных и средних настройках в разрешении 720p: в большинстве сцен счётчик колеблется в районе 30–32, а в тяжёлых сценах и при смене одной локации на другую FPS проседает.
Причина очевидна — мощностей GPU достаточно, а вот блоки растеризации просто не успевают собрать и отрисовать большее число кадров в секунду. На «высоких» настройках графики результаты стремительно ухудшаются: игра начинает упираться непосредственно в скромные вычислительные возможности интегрированной графики.
Собственной памяти у GPU нет, и он вынужден постоянно дёргать системную. Пропускная способность DDR4 в двухканальном режиме на частоте 2133 МГц составит 64 бит (8 байт) ? 2 133 000 000 МГц ? 2 канала — порядка 34 Гб/с, с небольшими (до 10%) накладными потерями.
Для сравнения, пропускная способность подсистемы памяти у самой скромной дискретной карточки NVIDIA GTX 1030 — 48 Гб/с, а GTX 1050 Ti (которая легко выдаёт в GTA V 60 FPS на максимальных настройках в FullHD) — уже 112 Гб/с.
На заднем плане виден тот самый водопад под мостом, просаживающий FPS во внутриигровом бенчмарке.
Результаты бенчмарка просели до 28 FPS в среднем, а лаги при смене локаций и взрывах их ненапряжных просадок превратились в неприятные микрофризы.
Снижение таймингов значительно сократило время ожидания ответа от памяти, а стандартные результаты с данной частотой у нас уже есть: можно будет сравнить три бенчмарка и получить наглядную картину. Пропускная способность для 2666 МГц уже 21.3 Гб/с ?2 канала ~ 40 Гб/с, сравнимо с младшей NVIDIA.
Максимальный FPS практически не вырос (0.1 не показатель и находится на грани погрешности измерений) — здесь мы всё ещё упираемся в скромные возможности ROP’ов, а вот все просадки стали менее заметны. В сценах с водопадом из-за высокой вычислительной нагрузки результат не изменился, во всех остальных — то есть на прогрузках, взрывах и прочих радостях, замедлявших работу видеоядра вырос в среднем на 10-15%. Вместо 25–27 кадров в нагруженных событиями эпизодах — уверенные 28–29. В целом игра стала ощущаться значительно комфортнее.
Нельзя оценивать скорость работы оперативной памяти по одной только частоте. У DDR4 достаточно большие тактовые задержки, и при прочих равных стоит выбирать память не только удовлетворяющую потребности вашего железа по рабочей частоте и объёму, но и уделять внимание этому параметру.
Проведённые тесты показали, что компьютеры на базе Intel Core i-серии со встроенной графикой получают заметный прирост производительности при использовании высокоскоростной памяти с низкими задержками. Видеоядро не имеет собственных ресурсов для хранения и обработки данных и пользуется системными отлично отвечает (до определённого предела) на рост частоты и снижение таймингов, так как от скорости доступа к памяти напрямую зависит время отрисовки кадра со множеством объектов.
Самое важное! Линейка Fury выпускается в нескольких цветах: белом, красном и чёрном — можно подобрать не только быструю память, но и подходящую по стилю к остальным комплектующим, как делают специалисты из HyperPC.
Закон Кирхгоффа и немного магии школьного образования позволяют утверждать, что память с чёрными радиаторами несколько будет холоднее в работе, чем другие варианты. Ну а для неверующих в свяфтую Физику есть замечательный пруф на образовательном канале МИФИ.
Если с мэйнстримовыми решениями всё понятно, то в топовом сегменте, где каждый системник — маленькое произведение искусства применение памяти и накопителей HyperX из обычных продуктовых линеек — как знак качества. При создании каждого кастомного проекта приходится учитывать множество факторов: тепловые нагрузки, пожелания капризного клиента, распределение воздушных потоков, акустические вопросы (мощный компьютер и тихий мощный компьютер — задачи, отличающиеся по сложности на порядок). HyperPC постоянно совершенствуют свои технологические процессы и остаются верны надёжным комплектующим — отсюда и превосходные результаты в их уникальных сборках. Но если вы предпочитаете готовым компьютерам — самобсор, то подобный комплект или одиночные модули HyperX Fury DDR4 можно приобрести в сети Юлмарт.
На этом всё, но мы не прощаемся. Прохладному лету — горячие темы, подписывайтесь на наш блог и все интересности не пройдут мимо.
1 — Из-за особенностей российского законодательства «пожизненная» гарантия будет действовать всего 10 лет со дня приобретения. Впрочем, в масштабах компьютерного железа с текущими темпами развития технологий и 10 лет срок не малый, а там и законодательство может измениться.
Где прогресс в модулях памяти, почему цена на гигабайт почти не падает и чем порадовать свой компьютер — в нашем железном ликбезе.
DDR4
Стандарт памяти DDR4 имеет ряд преимуществ перед DDR3: большие максимальные частоты (то есть пропускная способность), меньшее напряжение (и тепловыделение), и, само собой, удвоенная ёмкость на один модуль.
Комитет инженерной стандартизации полупроводниковой продукции при Electronic Industries Alliance (более известный как JEDEC) трудится над тем, чтобы ваша оперативная память Kingston подходила к материнской плате ASUS или Gigabyte, и по этим правилам играют все. По части электрики, физики и разъёмов всё жёстко (оно и понятно, нужно обеспечить физическую совместимость), а вот в отношении рабочих частот, объёмов модулей и задержек в работе правила допускают некоторую волатильность: хотите сделать лучше — делайте, главное, чтобы на стандартных настройках у пользователей не было проблем.
Именно так получились в своё время модули DDR3 с частотой выше, чем 1600 МГц, и DDR4 с частотами выше 3200 МГц: они превышают базовые спецификации, и могут работать как на «стандартных» параметрах, совместимых со всеми материнскими платами, так и с экстремальными профилями (X.M.P.), протестированными на заводе и зашитыми в BIOS памяти.
Прогресс
Основные улучшения в этой сфере ведутся сразу в нескольких направлениях. Во-первых, производители непосредственно микросхем памяти (Hynix, Samsung, Micron и Toshiba) постоянно улучшают внутреннюю архитектуру чипов в пределах одного техпроцесса. От ревизии к ревизии внутреннюю топологию доводят до совершенства, обеспечивая равномерность нагрева и надёжность работы.
Во-вторых, память потихоньку переходит на новый техпроцесс. К сожалению, здесь нельзя проводить улучшения также быстро, как делают (делали последние лет 10) производители видеокарт или центральных процессоров: грубое уменьшение размеров рабочих частей, то есть транзисторов, потребует соответствующего снижения рабочих напряжений, которые ограничены стандартом JEDEC и встроенными в CPU контроллерами памяти.
Поэтому единственное, что остаётся — не только «поджимать» производственные нормы, но ещё и параллельно увеличивать скорость работы каждой микросхемы, что потребует соответствующего повышения напряжения. В итоге и частоты растут, и объёмы одного модуля.
Примеров такого развития много. В 2009-2010 году нормальным был выбор между 2/4 гигабайтами DDR3 1066 МГц и DDR3 1333 МГц на один модуль (обе были выполнены по 90-нм техпроцессу). Сегодня же умирающий стандарт готов предложить вам 1600, 1866, 2000 и даже 2133 МГц рабочих частот на модулях в 4, 8 и 16 ГБ, правда внутри уже 32, 30 и даже 28 нм.
К сожалению, подобный апгрейд стоит немалых денег (в первую очередь на исследования, закупку оборудования и отладку производственного процесса), так что ждать радикального уменьшения цены 1 ГБ оперативки до выхода DDR5 не придётся: ну а там нас ждёт очередное удвоение полезных характеристик при той же цене производства.
Цена улучшений, разгон и поиски баланса
Растущий объём и скорость работы напрямую влияет на ещё один параметр оперативной памяти — задержки (они же тайминги). Работа микросхем на высоких частотах до сих пор не желает нарушать законы физики, и на различные операции (поиск информации на микросхеме, чтение, запись, обновление ячейки) требуются определённые временные интервалы. Уменьшение техпроцесса даёт свои плоды, и тайминги растут медленнее, чем рабочие частоты, но здесь необходимо соблюдать баланс между скоростью линейного чтения и скоростью отклика.
Например, память может работать на профилях 2133 МГц и 2400 МГц с одинаковым набором таймингов (15-15-15-29) — в таком случае разгон оправдан: при большей частоте задержки в несколько тактов только уменьшатся, и вы получите не только увеличение линейной скорости чтения, но и скорости отклика. А вот если следующий порог (2666 МГц) требует увеличения задержек на 1-2, а то и 3 единицы, стоит задуматься. Проведём простые вычисления.
Делим рабочую частоту на первый тайминг (CAS). Чем выше соотношение — тем лучше:
2133 / 15 = 142,2
2400 / 15 = 160
2666 / 16 = 166,625
2666 / 17 = 156,823
Полученное значение — знаменатель в дроби 1 секунда / Х * 1 000 000. То есть чем выше число, тем ниже будет задержка между получением информации от контроллера памяти и отправкой данных назад.
Как видно из расчётов, наибольший прирост — апгрейд с 2133 до 2400 МГц при тех же таймингах. Увеличение задержки на 1 такт, необходимое для стабильной работы на частоте 2666 МГц всё ещё даёт преимущества (но уже не такие серьёзные), а если ваша память работает на повышенной частоте только с увеличением тайминга на 2 единицы — производительность даже немного снизится относительно 2400 МГц.
Верно и обратное: если модули совершенно не хотят увеличивать частоты (то есть вы нащупали предел для конкретно вашего комплекта памяти) — можно попытаться отыграть немного «бесплатной» производительности, снизив задержки.
На самом деле факторов несколько больше, но даже эти простые расчёты помогу не напортачить с разгоном памяти: нет смысла выжимать максимальную скорость из модулей, если результаты станут хуже, чем на средних показателях.
Практическое применение разгона памяти
В плане софта от подобных манипуляций в первую очередь выигрывают задачи, постоянно эксплуатирующие память не в режиме потокового чтения, а дёргающие случайные данные. То есть игры, фотошоп и всякие программистские задачи.
Аппаратно же системы со встроенной в процессор графикой (и лишённые собственной видеопамяти) получают значительный прирост производительности как при снижении задержек, так и при увеличении рабочих частот: простенький контроллер и невысокая пропускная способность очень часто становится бутылочным горлышком интегрированных GPU. Так что если ваши любимые «Цистерны» еле-еле ползают на встроенной графике старенького компа — вы знаете, что можно попробовать предпринять для улучшения ситуации.
Мэйнстрим
Как не странно, больше всего от подобных улучшений выигрывают среднестатистические пользователи. Нет, безусловно, оверклокеры, профессионалы и игроки с полным кошельком получают свои 0.5% производительности, применяя экстремальные модули с запредельными частотами, но их доля на рынке мала.
Что под капотом?
Белые алюминиевые радиаторы снять достаточно просто. Шаг нулевой: заземляемся об батарею или ещё какой металлический контакт с землёй и даём стечь статике — мы же не хотим дать нелепой случайности убить модуль памяти?
Шаг первый: прогреваем модуль памяти феном или активными нагрузками на чтение-запись (во втором случае вам надо быстренько выключить ПК, обесточить его и снять оперативку, пока она ещё горячая).
Шаг второй: находим сторону без наклейки и аккуратно подцепляем радиатор чем-нибудь в центре и по краям. Использовать печатную плату как основание для рычага можно, но с осторожностью. Внимательно выбираем точку опоры, стараемся избегать давления на на хрупкие элементы. Действовать лучше по принципу «медленно, но верно».
Шаг третий: открываем радиатор и разъединяем замки. Вот они, драгоценные чипы. Распаяны с одной стороны. Производитель — Micron, модель чипов 6XA77 D9SRJ.
8 штук по 1 Гб каждый, заводской профиль — 2400 МГц @ CL16.
Правда, дома снимать теплораспределители не стоит — сорвёте пломбу и плакала ваша пожизненная1 гарантия. Да и родные радиаторы отлично справляются с возложенными на них функциями.
Попробуем измерить эффект от разгона оперативки на примере комплекта HyperX Fury HX426C16FW2K4/32. Расшифровка названия даёт нам следующую информацию: HX4 — DDR4, 26 — заводская частота 2666 МГц, C16 — задержки CL16. Далее идёт код цвета радиаторов (в нашем случае — белый), и описание комплекта K4/32 — набор из 4 модулей суммарным объёмом 32 ГБ. То есть уже сейчас видно, что оперативка незначительно разогнана ещё при производстве: вместо штатных 2400 прошит профиль 2666 МГц с теми же таймингами.
Помимо эстетического удовольствия от созерцания четырёх «Белоснежек» в корпусе вашего ПК этот набор готов предложить весомых 32 гига памяти и нацелен на пользователей обычных процессоров, не особо балующихся разгоном CPU. Современные Intel’ы без буквы K на конце окончательно лишились всех возможных способов получения бесплатной производительности, и практически не получают никаких бонусов от памяти с частотой выше 2400 МГц.
В качестве тестовых стендов мы взяли два компьютера. Один на базе Intel Core i7-6800K и материнской плате ASUS X99 (он представляет платформу для энтузиастов с четырёхканальным контроллером памяти), второй с Core i5-7600 внутри (этот будет отдуваться за мэйнстримовое железо со встроенной графикой и отсутствующим разгоном). На первом проверим разгонный потенциал памяти, а на втором будем измерять реальную производительность в играх и рабочем софте.
Разгонный потенциал
Со стандартными профилями JEDEC и заводским X.M.P. память имеет следующие режимы работы:
DDR4-2666 CL15-17-17 @1.2V
DDR4-2400 CL14-16-16 @1.2V
DDR4-2133 CL12-14-14 @1.2V
Легко заметить, что настройки таймингов под 2400 МГц делают память не такой отзывчивой, как профили 2133 и 2666 МГц.
2133 / 12 = 177.75
2400 / 14 = 171.428
2666 / 15 = 177.7(3)
Попытки завести память на частоте 2900 МГц с повышением задержек до 16-17-18, 17-18-18, 17-19-19 и даже с подъёмом напряжения до 1.3 Вольта ничего не дали. Без серьёзных нагрузок компьютер работает, но фотошоп, архиватор или бенчмарк плюются ошибками или сваливают систему в BSOD. Похоже, что частотный потенциал модулей выбран до конца, и единственное, что нам остаётся — уменьшать задержки.
Лучший результат, который удалось достичь с тестовым комплектом из 4 модулей — 2666 МГц при таймингах CL13-14-13. Это существенно увеличит скорость доступа к случайным данным (2666 / 13 = 205.07) и должно показать неплохое улучшение результатов в игровом бенчмарке. В двухканальном режиме память разгоняется лучше: специалисты из oclab ухитрились довести комплект из двух 16 Гб модулей до частоты 3000 МГц @ CL14-15-15-28 с подъёмом напряжения до 1.4 Вольта — отличный результат.
Натурные испытания
Для нашего i5 со встроенной графикой в качестве бенчмарка мы выбрали GTA V. Игра не молодая, использует API DirectX 11, который давно известен и отлично вылизан в драйверах Intel, любит потреблять оперативную память и нагружает систему сразу по всем фронтам: GPU, CPU, Ram, чтение с диска. Классика. Вместе с этим GTA V использует т.н. «отложенный рендеринг», благодаря которому время расчёта кадра меньше зависит от сложности сцены, то есть методика испытания будет чище, а результаты — нагляднее.
За средний FPS возьмём значения, укладывающиеся в нормальное течение игры: пролёт самолёта, езда в городе, уничтожение супостатов имеют равномерный профиль нагрузки. По таким сценам (отбросив 1% лучших и худших результатов из массива данных) и получим средне-игровой FPS.
Просадки определим по сценам со взрывами и сложными эффектами (водопад под мостом, закатные пейзажи) аналогичным образом.
Подлагивания и неприятные фризы при резкой смене окружения (переключение от одного тестируемого случая к другому) случаются даже на монструозной GTX 1080Ti, постараемся их отметить, но в результаты не возьмём: в игре оно не встречается, и это, скорее, косяк самого бенчмарка.
Конфигурация демо-стенда
CPU: Intel Core i5-7500 (4c4t @ 3.8 ГГц)
GPU: Intel HD530
RAM: 32 GB HyperX Fury White (2133 МГц CL12, 2666 МГц CL15 и 2666 МГц CL13)
MB: ASUS B250M
SSD: Kingston A400 240 GB
Для начала выставим стандартные частоты X.M.P.-профиля: 2666 МГц с таймингами 15-17-17. Встроенный бенчмарк GTA V выдаёт идентичный FPS и одинаковые просадки на минимальных и средних настройках в разрешении 720p: в большинстве сцен счётчик колеблется в районе 30–32, а в тяжёлых сценах и при смене одной локации на другую FPS проседает.
Причина очевидна — мощностей GPU достаточно, а вот блоки растеризации просто не успевают собрать и отрисовать большее число кадров в секунду. На «высоких» настройках графики результаты стремительно ухудшаются: игра начинает упираться непосредственно в скромные вычислительные возможности интегрированной графики.
2133 МГц CL12
Собственной памяти у GPU нет, и он вынужден постоянно дёргать системную. Пропускная способность DDR4 в двухканальном режиме на частоте 2133 МГц составит 64 бит (8 байт) ? 2 133 000 000 МГц ? 2 канала — порядка 34 Гб/с, с небольшими (до 10%) накладными потерями.
Для сравнения, пропускная способность подсистемы памяти у самой скромной дискретной карточки NVIDIA GTX 1030 — 48 Гб/с, а GTX 1050 Ti (которая легко выдаёт в GTA V 60 FPS на максимальных настройках в FullHD) — уже 112 Гб/с.
На заднем плане виден тот самый водопад под мостом, просаживающий FPS во внутриигровом бенчмарке.
Результаты бенчмарка просели до 28 FPS в среднем, а лаги при смене локаций и взрывах их ненапряжных просадок превратились в неприятные микрофризы.
2666 МГц CL13
Снижение таймингов значительно сократило время ожидания ответа от памяти, а стандартные результаты с данной частотой у нас уже есть: можно будет сравнить три бенчмарка и получить наглядную картину. Пропускная способность для 2666 МГц уже 21.3 Гб/с ?2 канала ~ 40 Гб/с, сравнимо с младшей NVIDIA.
Максимальный FPS практически не вырос (0.1 не показатель и находится на грани погрешности измерений) — здесь мы всё ещё упираемся в скромные возможности ROP’ов, а вот все просадки стали менее заметны. В сценах с водопадом из-за высокой вычислительной нагрузки результат не изменился, во всех остальных — то есть на прогрузках, взрывах и прочих радостях, замедлявших работу видеоядра вырос в среднем на 10-15%. Вместо 25–27 кадров в нагруженных событиями эпизодах — уверенные 28–29. В целом игра стала ощущаться значительно комфортнее.
TL;DR и результаты
Нельзя оценивать скорость работы оперативной памяти по одной только частоте. У DDR4 достаточно большие тактовые задержки, и при прочих равных стоит выбирать память не только удовлетворяющую потребности вашего железа по рабочей частоте и объёму, но и уделять внимание этому параметру.
Проведённые тесты показали, что компьютеры на базе Intel Core i-серии со встроенной графикой получают заметный прирост производительности при использовании высокоскоростной памяти с низкими задержками. Видеоядро не имеет собственных ресурсов для хранения и обработки данных и пользуется системными отлично отвечает (до определённого предела) на рост частоты и снижение таймингов, так как от скорости доступа к памяти напрямую зависит время отрисовки кадра со множеством объектов.
Самое важное! Линейка Fury выпускается в нескольких цветах: белом, красном и чёрном — можно подобрать не только быструю память, но и подходящую по стилю к остальным комплектующим, как делают специалисты из HyperPC.
Закон Кирхгоффа и немного магии школьного образования позволяют утверждать, что память с чёрными радиаторами несколько будет холоднее в работе, чем другие варианты. Ну а для неверующих в свяфтую Физику есть замечательный пруф на образовательном канале МИФИ.
Если с мэйнстримовыми решениями всё понятно, то в топовом сегменте, где каждый системник — маленькое произведение искусства применение памяти и накопителей HyperX из обычных продуктовых линеек — как знак качества. При создании каждого кастомного проекта приходится учитывать множество факторов: тепловые нагрузки, пожелания капризного клиента, распределение воздушных потоков, акустические вопросы (мощный компьютер и тихий мощный компьютер — задачи, отличающиеся по сложности на порядок). HyperPC постоянно совершенствуют свои технологические процессы и остаются верны надёжным комплектующим — отсюда и превосходные результаты в их уникальных сборках. Но если вы предпочитаете готовым компьютерам — самобсор, то подобный комплект или одиночные модули HyperX Fury DDR4 можно приобрести в сети Юлмарт.
На этом всё, но мы не прощаемся. Прохладному лету — горячие темы, подписывайтесь на наш блог и все интересности не пройдут мимо.
1 — Из-за особенностей российского законодательства «пожизненная» гарантия будет действовать всего 10 лет со дня приобретения. Впрочем, в масштабах компьютерного железа с текущими темпами развития технологий и 10 лет срок не малый, а там и законодательство может измениться.
Поделиться с друзьями
Комментарии (37)
Conscience
30.06.2017 23:41+1Статью не читал, но осуждаю. За последний год цена на оперативку выросла в 1.5-2 раза. Мне кажется производители оперативной памяти немножечко охренели.
sumanai
01.07.2017 03:18-1Сегодня же умирающий стандарт готов предложить вам 1600, 1866, 2000 и даже 2133 МГц рабочих частот
Брал ваши же модули DDR3 на 2400.
da-nie
01.07.2017 10:09+2как и с экстремальными профилями (X.M.P.), протестированными на заводе и зашитыми в BIOS памяти.
Если не секрет, откуда у памяти BIOS (basic input/output system)?Igor_O
01.07.2017 13:12+1Подозреваю, что имелся в виду чип SPD, который используется BIOSом для выяснения параметров модуля памяти… Есть стандарт, что в этом чипе должно быть прошито в первых скольки-то байтах, но объем и остальная информация не регламентируются и могут быть использованы производителем произвольным образом.
GennPen
01.07.2017 13:31+1Если с мэйнстримовыми решениями всё понятно, то в топовом сегменте, где каждый системник — маленькое произведение искусства применение памяти и накопителей HyperX из обычных продуктовых линеек — как знак качества.
В топовых компьютерах не пользуются встроенной графикой (да и в мейнстримовых как правило тоже). А в прошлой статье вы сами на практике доказали, что даже двухкратное увеличение шины данных памяти прибавляет от силы 1-2 к/сек если используется дискретная видеокарта.
atomlib
01.07.2017 15:00+1В статье не упоминается случай Ryzen. Там Infinity Fabric, которая соединяет две половинки процессора и всю периферию, работает на частоте ОЗУ. На практике есть какой-то прирост в кадрах в секунду.
Docs
03.07.2017 19:23А еще есть процессоры AMD FX, для которых разгон памяти и контроллера памяти дает больший прирост, чем повышение тактовой частоты
VT100
01.07.2017 20:00+2Грамотный архитектор и опытный п
рогроаммист с хорошим фреймворком — способны занять изображением песочных часов (или крутящегося колёсика) любой доступный объём ОЗУ.
mistergrim
02.07.2017 08:01С каждым новым поколением преподносится как большое достижение тот факт, что снижено энергопотребление.
А радиаторы всё больше и больше лепят.
NioriX
03.07.2017 09:11Добрый день представителям кингстон. Извиняюсь перед сообществом за свой комментарий не в тему.
К представителям кингстон есть вопрос по не про разгон и не про оперативку, а про гарантию и карту памяти. Имеется SDC4 и недавно она навернулась. Использовалась в свое время в телефоне, потом просто лежала, и в тот момент когда она понадобилась выяснилось что ей конец. В кардридере ведет себя странно, по индикатору/светодиоду на ридере видно что он пытается ее читать постоянно. Разделов не видно. В фотике не форматируется (прерывается на середине, т.е что то фотик все же видит) Есть ли возможность ее как то оживить или поменять в рамках гарантии в данном случае?
oxygen4ik
03.07.2017 19:23Самое важное! Линейка Fury выпускается в нескольких цветах
Kingston опять повели себя как девочки :) а если серьёзно, я себе буду чёрную и красную ставить ( под цвет слотов на p6t se подходит).
ib0t
03.07.2017 19:24Интересно почему минус у предыдущего коммента, ведь это логично в некоторых случаях, например в ноутбуках — и так уже не дают возможности апгрейда распаивая память. Установка же ее на подложку процессора даст плюс в скорости и компактности. А для встроенного видео в теж же ультрабуках так вообще праздник.
dinordis
03.07.2017 19:24«Примеров такого развития много. В 2004-2005 году нормальным был выбор между 2/4 гигабайтами DDR3 1066 МГц и DDR3 1333 МГц на один модуль (обе были выполнены по 90-нм техпроцессу).»
Автор Вы имели ввиду 2009-10 годы ибо в 2004-05 царствовала DDR, а DDR2 только начинала свое шествие. Был также Rambus RAM, но к тому моменту он уже практически не использовался в ПК.
jerry_kiwi
03.07.2017 19:24Очень странный демо-стенд.
Вы его зачем таким собрали?
Если как число-молотилку — то тогда уж бенчи питона, R и прочего вот всего такого были бы уместнее
А как игровой — но хз-хз…
johngran
03.07.2017 19:24Хорошая статья.
Немного закингстонитизированная, но для новичков доступно и доходчиво.
Главная особенность, как по мне, среднему пользователю бубны с памятью не нужны, спасибо JEDEC.
Quei
03.07.2017 19:24Не наблюдаю никакого прогресса за последние 5 лет точно. DDR4 — по сути DDR3 со стандартизированными более высокими частотами. SRAM, если я правильно понимаю, должна быть дороже не более чем в 3-4 раза, но гораздо быстрее. Почему модули на этом типе памяти Kingston не выпускает?
a5b
08.07.2017 23:10SRAM требует значительно больше площади на бит: 6T или 8T транзисторов против 1T1C для DRAM. Сравнение плотностей из книги 2012 года https://www.chips2020.net/chapter/towards-terabit-memories — https://www.chips2020.net/sites/default/files/styles/large/public/Fig.11.1_gs_3.jpg
Иногда применяются eDRAM как замена крупных массивов SRAM (кэш L3/L4): http://www.realworldtech.com/wp-content/uploads/2013/04/Haswell-eDRAM-1.png (Figure 1. SRAM and DRAM bit cell size for Intel and IBM) из http://www.realworldtech.com/intel-dram/2/
The DRAM cell area is reported as 0.029µm2 compared to 0.092µm2 for Intel’s densest SRAM cell, roughly a 3.1? improvement.
"Почему модули на этом типе памяти Kingston не выпускает?" — в процессорах стоит контроллер DRAM памяти, и он не сможет напрямую работать с другим интерфейсом. В некоторых сетевых устройствах микросхемы SRAM применяются: https://en.wikipedia.org/wiki/Quad_Data_Rate_SRAM
da-nie
09.07.2017 09:52Полагаю, контроллер в процессоре не заметит разницы между DRAM и SRAM. Ведь SRAM ничто не мешает поддерживать RAS и CAS и полностью имитировать все циклы выборки. Она от DRAM отличается ведь только отсутствием необходимости регенерации.
Кстати, давно уже ждём FRAM. :)
Andruwkoo
03.07.2017 19:24с небольшими (до 10%) накладными потерями
на самом деле в DDR3 накладные расходы порядка 20-30 процентов при пакетном доступе и могут достигать 80-90 процентов при одиночных транзакциях. Думаю, что в DDR4 ситуация не лучше.
Igor_O
TL;DR Прогресс в оперативной памяти пал жертвой гонки за мухогерцами процессоров. ТЛДР, если уж вы его решили использовать, нужно ставить в начало статьи.
Вообще, с прогрессом в оперативной памяти все как-то очень грустно, даже не смотря на новинки и рост объемов…
Всего каких-то 20 лет назад (какой я старый...) Intel не стеснялся говорить, что большая часть оборудования, на котором производятся суперпрогрессивные процессоры Pentium — это БУ оборудование с фабрик по производству чипов оперативной памяти. Т.е. техпроцессы для самых крутых процессоров (простите за каламбур) отставали от оперативной памяти почти на десяток лет. Когда в конце 80-х я еще был программистом, никому в голову не могло придти при оптимизации учитывать время доступа к памяти. Ежу было понятно, что получение данных из памяти не может занять больше такта процессора. В 90 коту было понятно, что достаточно данные выровнять по ширине шины памяти. (Олег, который мне в 1992-м году объяснял разницу между котом и ежом, если ты это читаешь, большой привет! Проявись как нибудь!)
neomedved
В чём разница между котом и ежом?
Zonzen
+1
neomedved
В том, что я не пытаюсь оскорблять людей без причины?
Igor_O
Куда-то вас в странную область занесло… Видеть оскорбления везде, и в особенности там, где их нет… это надо уметь.
А коты и ежи — это часть тайного знания о градациях и уровнях понятности базовых и элементарных понятий.
neomedved
Раньше они были, а теперь их нет. Я только не понимаю, почему метка "(комментарий был изменён)" видна только в профиле.
Igor_O
Что-то странное у вас происходит. У меня ни один комментарий в этом посте не имеет пометки о редактировании, ни здесь, ни в профиле. Оскорблений — не было.
Alaunquirie
А у меня имеет:
kumaxim
И кот и ёж могут сворачиваться в клубочек :-)
Один из вопросов, который мне задавал психиатр на последней медкомиссии.
neomedved
Хех, вопрос был про разницу, а вы нашли сходство.
RolexStrider
Например, на ZX Spectrum, там была «быстрая» и «медленная», ЕМНИП. Что-то связанное с особенностью доступа к видеопамяти.
А позже, конец 90-х — начало 00-х — там уже кэши пошли, на SRAM. Сначала внешние (редкий, если не сказать редчайший зверь эпохи 486-х, что-то по формфактору на DIMM похожее, по цене вертолёта), ну а потом понеслось: L1, L2, L3, (L4 уже есть, или я что-то пропустил?)
Igor_O
Ну особенности с доступом к видеопамяти были много где. И в те времена чаще всего грузили все, что можно в видеопамять сразу, а потом только операции копирования блоков внутри видеопамяти средствами видеопроцессора.
А еще были забавные звери вроде «Электроника УКНЦ»… С двумя одинаковыми процессорами, один из которых считался видеопроцессором, с PDP архитектурой… Народ там забавные вещи делал…
da-nie
На спектруме видеопамять была медленной. Потому что работа с ней процессора имела низкий приоритет, по сравнению с видеоконтроллером и процессор приостанавливался в случае конфликта. Однако, была схема с прозрачным доступом к памяти (из-за особенностей цикла выполнения команды у Z80 это можно было сделать) и там притормаживания не было.
А вот, например, у приставки PSP если текстуры загрузить в видеопамять (а её всего 2 МБ), то текстурирование идёт гораздо быстрее.
rogoz
Broadwell
vitalyvitaly
COAST-модуль, «кэш на палочке» — это уже ранние Pentium, в виде микросхем 32-256 килобайт кэш L2 должен был стоять на любой нормальной плате где-то с 386DX-33 (но китайцы часто ставили муляжи). Для систем 386 это чаще всего был единственные кэш L1, потому что внутренний процессорный кэш в 8-16 килобайт получило в основном только поколение 486 и выше (но в редких продвинутых клонах 386 от IBM или Cyrix он тоже имелся). Была популярна идея сделать все ОЗУ компьютера на «статике», еще во времена 386DX-25 — и такие брендовые компьютеры выпускались, но как-то это дело не пошло на рынке — стоимость зашкаливала, проапгрейдить такой компьютер обычными модулями было нельзя, и видимо, проще оказалась покупка новых систем с новыми процессорами, которые все равно уделывали компьютер с памяться на статике по скорости.