Процессоры Intel Core i5-6400 и i7-6700K с DDR3-1600 и DDR4-2133

Сравниваем память разных типов на одной платформе


Как показывает исторический опыт, разработчики компьютерных платформ всегда не слишком охотно стремились поддерживать оперативную память существенно разных типов. Причина проста: наиболее эффективную работу способен продемонстрировать контроллер (неважно, интегрированный ли в чипсет или в собственно процессор), в наилучшей степени «заточенный» под какой-то определенный тип памяти и учитывающий все его особенности. Пытаться добиться хорошей работы с разными типами памяти — значит, либо сделать все средне, либо все равно в наибольшей степени оптимизировать работу под один тип, реализовав поддержку другого лишь «для галочки». Впрочем, известны истории и удачные опыты: достаточно вспомнить процессоры AMD, долгое время отлично работавшие хоть с DDR2, хоть с DDR3. «Универсальным» же чипсетам Intel под LGA775 приходилось несколько хуже, поскольку узким местом зачастую была собственно шина FSB, связывающая чипсет с процессором, так что большого смысла в использовании «более перспективного» стандарта памяти (DDR2 вместо DDR для i915 или DDR3 вместо DDR2 позднее) не наблюдалось. Поэтому нет ничего удивительного в том, что, интегрировав контроллер памяти в процессор, Intel практически всегда ограничивалась лишь одним типом памяти. Впрочем, период с 2009 по 2014 гг. все равно ознаменовался господством DDR3, так что и необходимости такой не было.

Однако этот подход сильно ограничил память DDR4 сразу после ее появления: оказалось, что ее негде использовать. Первой платформой, поддерживающей DDR4, стала LGA2011-3. И по уже сложившейся традиции, поддерживала она только DDR4. Что, в принципе, было достаточно логично: платформа изначально дорогая, ориентированная на узкий сегмент рынка, так что никого не смущала ни низкая (на тот момент) доступность модулей DDR4, ни высокая (опять же — на тот момент) их цена.

А вот над тем, с какой памятью должны работать процессоры семейства Skylake, компании пришлось крепко подумать. Дело в том, что этот кристалл был рассчитан уже не только на мощные модульные системы, но и на ноутбуки и даже планшеты, причем разных ценовых категорий — вплоть до бюджетных. А это означало, что могут потребоваться не только DIMM емкостью от 4 ГБ (с ними сейчас дела уже обстоят нормально: и в продаже широко представлены, и уровень цен аналогичен DDR3), но и SO-DIMM. Последние ранее использовать было просто негде, так что их никто не выпускал — со всеми вытекающими. В результате Intel сочла правильным пойти на компромисс: основным типом памяти для Skylake является DDR4, но все процессоры этого семейства поддерживают и DDR3L. Обратите внимание: именно DDR3L, а не обычную DDR3, что в очередной раз указывает нам именно на компактный низкопотребляющий сегмент. А чтоб не плодить соблазнов, компания ввела и дополнительные ограничения: максимальная официально поддерживаемая частота DDR3L составляет всего 1600 МГц, а не 2133 МГц — как для DDR4. Кроме того, изначально вообще шла речь об ограниченной поддержке различных конфигураций памяти частью чипсетов. В общем, казалось бы, обложили со всех сторон.

Однако на практике все оказалось менее однозначно. Во-первых, как и предполагалось на основе опыта с Bay Trail и Braswell, наличие официальной поддержки DDR3L позволяет производителям системных плат «неофициально» поддерживать и обычную DDR3. Во-вторых, К-серия процессоров традиционно позволяет весьма гибко менять в том числе и множители для памяти, так что теоретически на части плат с этими процессорами DDR3 можно легко разогнать за пару гигагерц (при наличии желания). В-третьих (что тоже неудивительно), производители плат довольно спокойно отнеслись к рекомендациям Intel, так что слоты под DDR3 можно увидеть и на некоторых модификациях топовых плат на базе чипсета Z170. Словом, полная свобода. Или почти полная.

Так ли она нужна? Вообще говоря, не очень. Как минимум, покупатели компактных систем и тех же ноутбуков, как правило, вариантов лишены — ибо сложно найти такого гика, который серьезно будет при выборе ориентироваться на поддерживаемый тем же ноутбуком тип памяти. К тому же, сразу после покупки этот вопрос вообще редко бывает актуален, а если со временем возникнет желание память поменять, нужно будет просто купить подходящую — только и всего. При покупке нового компьютера «с нуля» тоже имеет смысл ориентироваться на DDR4: как уже было сказано выше, при объемах от 4-8 ГБ (а меньше устанавливать уже и смысла нет) это обойдется практически в те же деньги, что и DDR3. Апгрейд? Сложно представить себе человека, который готов менять и процессор, и плату, но «держится» двумя руками за старые модули памяти — тем более, что и старое «железо» продавать обычно проще в комплекте. Возможна, конечно, ситуация, когда плата просто сгорела, а процессор поменять хочется — тут уже может возникнуть желание обойтись минимальными затратами, оставив на месте старые компоненты. Но это имеет смысл, если памяти достаточно, да и ее максимальная частота тогда большого значения не имеет — в старой системе могли стоять модули DDR3-1333 или что-то вроде того. В общем, на практике большого смысла в предложенной Intel гибкости для конечного пользователя нет. Однако, с другой стороны, посмотреть, как это работает, интересно. Мы уже тестировали систему на базе Core i5-6400 с DDR3L-1600, а сегодня решили немного расширить тему.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор Intel Core i5-6400 Intel Core i7-6700K
Название ядра Skylake Skylake
Технология пр-ва 14 нм 14 нм
Частота ядра std/max, ГГц 2,7/3,3 4,0/4,2
Кол-во ядер/потоков 4/4 4/8
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ 128/128 128/128
Кэш L2, КБ 4×256 4×256
Кэш L3 (L4), МиБ 6 8
Оперативная память 2×DDR3L-1600
2×DDR4-2133
2×DDR3L-1600
2×DDR4-2133
TDP, Вт 65 91
Графика HDG 530 HDG 530
Кол-во EU 24 24
Частота std/max, МГц 350/950 350/1150
Цена T-12873939 T-12794508

Повторим, что процессор Core i5-6400 с DDR3L-1600 мы уже протестировали, так что сегодня сравним те результаты с полученными при использовании данного процессора совместно с DDR4-2133. Но поскольку это младший четырехъядерный процессор семейства, делать выводы по нему одному не слишком интересно, так что мы взяли еще и топовый Core i7-6700K с DDR4-2133, а также протестировали данный процессор с DDR3-1600 и... Идеальным вариантом была бы DDR3-2133, благо такой памяти у нас много, однако ни одну пару модулей не удалось заставить работать на этой частоте на плате Asus B150 Pro Gaming D3. Максимум, что она умеет — 1866 МГц, что уже выше официальных спецификаций, но ниже обычной для DDR4 частоты (для DDR4 тоже можно выбрать такой режим, но практического смысла в этом нет). В общем, если хотите (зачем-то) использовать высокочастотную DDR3 — придется, пожалуй, аккуратно подбирать плату (скорее всего, экзотическую не менее, чем само такое желание — типа Z170 + DDR3). Мы же ограничились доступным режимом DDR3-1866 — по крайней мере, будет видно, где прирост от увеличения частоты памяти, а где — от оптимизаций контроллера. Если последних нет, то 1866 — это ровно середина между 1600 и 2133, а если есть — это будет сразу видно по нелинейности результатов. Нелинейность, впрочем, может быть вызвана и несколько более высокими задержками DDR4, но они будут «тянуть» производительность «вниз», а оптимизации — «вверх». Вот и посмотрим, кто сильнее.

Что касается прочих условий тестирования, то объем памяти (8 ГБ) и системный накопитель (Toshiba THNSNH256GMCT емкостью 256 ГБ) были одинаковыми для всех испытуемых. Видео — только встроенное, что для поиска разницы между конфигурациями памяти наиболее интересно: GPU куда более «жаден» до ее производительности, нежели процессорные ядра.

Методика тестирования

Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков iXBT Application Benchmark 2015 и iXBT Game Benchmark 2015. Все результаты тестирования в первом бенчмарке мы нормировали относительно результатов референсной системы, которая в этом году будет одинаковой и для ноутбуков, и для всех остальных компьютеров, что призвано облегчить читателям нелегкий труд сравнения и выбора:

Процессор Intel Core i5-3317U
Чипсет Intel HM77 Express
Память 4 ГБ DDR3-1600 (двухканальный режим)
Графическая подсистема Intel HD Graphics 4000
Накопитель SSD 128 ГБ Crucial M4-CT128M4SSD1
Операционная система Windows 8 (64-битная)
Версия видеодрайвера графического ядра Intel 9.18.10.3186

iXBT Application Benchmark 2015

5% для i5-6400 и вдвое больше для почти вдвое более быстрого здесь i7-6700K — очень даже неплохо. И зависимость от частоты памяти фактически линейная. Но не стоит торопиться с выводами: в данном случае у нас одна программа из двух в большей степени зависит от GPU, так что возможно всякое.

Например — вот такое, где для i5-6400 разница сокращается до 2,5%, а для i7-6700K, напротив, подскакивает до 17,5%. Причем собственно от частоты памяти зависимость почти отсутствует, т. е. быстрая DDR3 бесполезна. А почему полезна быстрая DDR4? Точнее, почему она в одном случае очень полезна, а в другом — тоже почти бесполезна? Есть у нас подозрение, что это связано во многом и с архитектурой всей системы памяти. В частности, кэш L3 давно синхронизирован с процессорными ядрами, но это всего порядка 3 ГГц для i5-6400 и целых 4 ГГц для i7-6700K. А еще второй процессор работает с куда более «свободным» теплопакетом.

9% и 10% — почти одинаково для обоих испытуемых. Но вот от разгона памяти с 1600 до 1866 МГц испытуемые получают не 5% прироста, а всего-то 1,5%, т. е. дело в первую очередь не в частоте, а в прочих тонкостях работы.

Около 2% и более 6% — как видим, уже не в первый раз собственно мощность процессоров имеет значение. Это скорее хорошо, чем наоборот — ведь сохранить старую память может быть более интересно как раз покупателям более дешевых устройств, нежели выбирающим топовый процессор в линейке. И в очередной раз выигрыш не за счет частоты.

Повторяемость результатов становится все более однообразной. Конкретный прирост производительности немного меняется (здесь — 4% и 8% соответственно), но качественного изменения нет.

3% и 12% показывают, что в программах для создания видео был вовсе не какой-то «взбрык», а довольно обыденная ситуация. Что же касается частоты работы памяти, тут и без комментариев все ясно :)

Чем интересны архиваторы? Тем, что это одни из немногих программ, где скорость работы нередко зависит собственно от памяти, а не от нюансов работы процессора с памятью. Поэтому и прирост практически равный, и DDR3-1866 имеет смысл. Что ж, отметим, что и такое бывает. По «житейским представлениям» так должно быть всегда, а на деле — так всего лишь бывает.

Различия между разными режимами «скукоживаются» до микроскопических, но в относительном исчислении просто подтверждают все уже написанное выше.

Еще одна весьма забавная картинка, хотя и вполне объяснимая. Память при дисковых операциях современными версиями Windows используется весьма активно — для кэширования. При работе с винчестерами это не слишком заметно, а вот на быстром SSD может сыграть некоторую роль.

Итак, что мы имеем в сухом остатке? Прирост порядка 4% для Core i5-6400 и 8% у Core i7-6700K. Как видим, более быстрый и мощный процессор получает от более производительной памяти больше, поэтому можно предположить, что в случае бюджетных продуктов или мобильных решений использование DDR3 не приводит ни к каким проблемам с производительностью. Впрочем, можно ли вообще считать проблемами «недобор» 5-10 процентов быстродействия? Пожалуй, можно, поскольку в некоторых сценариях речь идет уже о 12-17 процентах, а это очень серьезно. Но справедливо это только для топовых систем, так что в них просто лучше использовать DDR4. Отметим: DDR4, а не высокочастотную DDR3, поскольку никакой линейности результатов в зависимости от частоты памяти не наблюдается. То есть дело не в частоте и не в теоретической ПСП.

Игровые приложения

По понятным причинам, для компьютерных систем такого уровня мы ограничиваемся режимом минимального качества, причем не только в «полном» разрешении, но и с его уменьшением до 1366×768. В принципе, игры у нас сегодня идут «вне конкурса», поскольку тот человек, которого они интересуют, наверняка приобретет дискретную видеокарту, а кого не интересуют — того не интересуют. Но нам они нужны: дело в том, что как раз для GPU очень важна та самая «теоретическая ПСП» и прочее. Так что в данном случае возможны совсем другие зависимости, нежели в приложениях общего назначения.

И вот оно — сразу же! Во-первых, мы видим существенно бо́льшую разницу между режимами. Во-вторых, результаты практически пропорциональны скорости памяти, а самой быстрой оказалась DDR3-1866. То есть когда дело доходит до графики, никакие оптимизации уже ничего не решают — просто память должна быть быстрой. И DDR4 тут «спасает» тот факт, что она по пропускной способности хотя бы заведомо быстрая. Но простое увеличение частоты DDR3 может оказаться более эффективным.

Поскольку WoT сильно зависит от процессорной производительности, тут уже DDR4 вне конкуренции. Но в любом случае прирост от ускорения памяти есть, и заметный.

Несколько диаграмм оставляем без комментариев: они похожи либо на первую, либо на вторую. А вот на этой остановимся: как видите, хоть память и является одним из «узких мест», сдерживающих развитие интегрированной графики, но не всегда ее ускорение позволяет получить практически значимый результат.

И вот еще один любопытный случай (впрочем, не первый) — когда игра в низком разрешении ведет себя «по-процессорному», а в нормальном — «по-видеокарточному». В основном, правда, все и так понятно: когда речь заходит именно о «потребностях GPU», значение имеют именно характеристики памяти. Ту же ПСП «не перешибешь» никакими оптимизациями, плюс задержки и т. п.

Итого

Итак, что мы имеем в конечном итоге? С видеочастью все просто: нужна быстрая память. Любая. Впрочем, не менее очевидно, что никакой все равно не хватает. Поэтому, раз уж в Intel решили не увеличивать поддерживаемые частоты DDR3 (1600 МГц стали штатными еще во времена Ivy Bridge), переход на DDR4 полезен. Но наилучшие результаты все равно обеспечивает использование кэш-памяти четвертого уровня, а таких процессоров в семействе Skylake пока вообще нет (и тем более их нет в «сокетном» исполнении). С другой стороны, геймерам в любом случае имеет смысл приобрести дискретную видеокарту, так что вопрос скорости встроенного видео имеет до сих пор не слишком высокое значение.

А вот что касается чисто процессорной производительности, то здесь вывод однозначен: для топовых систем правильным вариантом выбора является только DDR4. Причем не потому, что она сама по себе быстрее, а потому, что эти процессоры с ней работают быстрее. Но чем ниже производительность системы, тем меньше разница между разными типами памяти, так что в бюджетных системах или тех же ноутбуках применение DDR3 вполне оправдано, особенно если нужные модули уже есть «под рукой» или их можно приобрести недорого. Во всяком случае, это верно даже для младших «настольных» Core i5, а значит, должно выполняться и для процессоров более низкого класса (при наличии возможности мы это, разумеется, проверим).




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.