Сравнение памяти: 2х8ГБ и 1х16ГБ, XMP и ручной тюнинг таймингов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Оперативная память — это важнейший элемент современных компьютеров, который напрямую влияет на их производительность. В некоторых случаях, если её разогнать или заменить, можно значительно ускорить работу системы. Более того, в современных условиях разгон памяти может дать больший эффект, чем разгон центрального процессора.


Причина кроется в особенностях современных процессоров: они уже разогнаны почти до максимума или имеют возможность автоматического разгона до максимальной частоты при условии хорошей системы охлаждения. Больший разгон возможен только при использовании жидкого азота или специализированных систем охлаждения. Память же, в отличие от процессоров, обладает более широким диапазоном частот и таймингов, что позволяет добиться от неё большего, чем заявлено на упаковке. И после небольшой настройки памяти можно избежать некоторых просадок и даже в некоторых случаях повысить производительность.

Теперь непосредственно к теме данного материала. В данной статье я не собираюсь проверять «…действительно ли двухканальная память быстрее одноканальной?» Это утверждение — аксиома, которая сегодня уже не требует доказательств. Да и я этого делать не собираюсь, меня интересует два других момента: смогут ли два разноранговых, но разогнанных руками модуля оказаться быстрее одной одноранговой плашки с XMP-профилем на той же самой частоте, и как на это дело повлияет ручная корректировка таймингов. Супертонкой настройки во втором случае ждать не стоит, ибо в плане разгона памяти есть своя специфика. А сейчас, пожалуй, краткий анонс: в первом разделе небольшая теоретическая выжимка, после чего во второй главе поговорим о самой памяти, после чего в рамках третьей главы запустим несколько синтетических тестов, а четвёртая, заключительная, глава будет посвящена играм, причём в двух режимах.

Теория

Оперативная память — это довольно важный, но при этом необязательный компонент компьютеров. Да, формально ПК не запустится без установки рабочей планки памяти, но в теории система будет работать: в самом процессоре уже имеются регистры, которые являются обязательной памятью, и кэши, которые создают иерархию памяти. В данной иерархии ОЗУ — это добавочное звено, которое, как и все уровни кэшей, не являющиеся обязательным. Данные для вычислительных блоков могут быть запрошены хоть с накопителя, хоть с диска или удалённого устройства, вопрос будет лишь в скорости доступа к данным. Собственно, для этого в компьютерах и создаётся иерархия памяти, в которой ОЗУ отведено особое место: это промежуточный буфер, располагающийся между памятью процессора и накопителями, в который помещается запущенная программа с данными для дальнейшей работы, в случае с играми это могут быть игровые ресурсы или текстуры. Причина заключается в скоростях работы: запросить данный из RAM будет значительно быстрее, чем с накопителей, хотя всё ещё медленнее чем обратиться в регистры и кэши, которые значительно быстрее. И меньше.

Далее можно много говорить про различные параметры памяти, такие как частота, тайминги, ранги… Но каждая из этих тем довольно глубока, так что обсудим только некоторые общие моменты.

  1. Частота памяти или кол-во транзакций в секунду, можно сказать, что основная характеристика памяти. В последнее время указывают именно кол-во транзакций, что более верно, но может вызвать некоторые вопросы у несведущих людей. Это происходит из-за того, что реальная частота памяти для DDR-стандарта в два раза меньше, чем указывается на коробке. Собственно, DDR так и расшифровывается: Double data rate, удвоенная скорость передачи данных. Таким образом, цифры, указанные на коробке, как раз означают кол-во передач информации за секунду.
  2. Канальность. В десктопах используются один или два канала памяти, и установка памяти в разные каналы позволяет значительно увеличить ПСП (пропускная способность памяти) за счёт параллельного обращения к двум независимым каналам памяти.
  3. Тайминги. Ныне не столь важная характеристика после появления в процессорах вместительного кэша, но всё равно влияющая на производительность. Тайминги — это настройки памяти: с их помощью регулируют циклы обновления ячеек, время доступа к определённым банкам и многие другие параметры. В итоге в BIOS (да-да-да, в современных платах UEFI) можно увидеть несколько десятков параметров, которые контролируют множество аспектов работы памяти. Понижая тайминги, можно повысить скорость доступа к определённым ячейкам памяти или снизить задержки при обращении к памяти, что и позволяет ускорить работу подсистемы памяти.
  4. Ранг. Более интересная тема, ведь если планка памяти двухранговая, то это значит, что на одной физической планке распаяно два одноранговых модуля памяти. Но важно понимать, что двухранговая память это не то же самое, что и двухсторонняя чиповка памяти. И такое строение, в теории, может повысить скорость работы, однако из-за этого же могут возникнуть проблемы с разгонным потенциалом. Таким образом, одноранговая память может получить прибавку за счёт разгона, но это всё ещё надо проверять.

Оперативная память

Исходный комплект представляет из себя два «зелёных» модуля памяти от Crucial по 8 ГБ каждый, про которые уже шла речь в двух материалах (материал 1 и материал 2), текущие настройки и внешний вид памяти можно увидеть на фотографиях ниже:

На замену этим плашкам был взят комплект от Patriot: два модуля по 16 ГБ с XMP-профилем на 3200 MT/s серии Viper Elite II. Собственно, на момент покупки это был один из самых дешёвых комплектов объёмом 32 ГБ, который оценивался в 6800 руб., но с учётом бонусов и скидок от магазина и того меньше. Что же мы получаем за эту цену? Два модуля с простенькими радиаторами, довольно замысловатой формы, и никакой подсветки. Под радиатором скрывается планка с чёрным текстолитом, односторонняя и одноранговая компоновка, со второй стороны прослойка, соединяющая текстолит с радиатором. В коробке кроме модулей нет ничего: ни макулатуры, ни наклеек, ничего. Ниже можете увидеть упаковку, внешний вид модулей, а также фото одной из планок на просвет, где, собственно, видно, что с одной стороны сплошная прокладка, а все чипы с другой.


Коробка
В коробке только два модуля
Сравнение внешнего вида модулей
Планка просвечивает только с одной стороны

Как была разогнана память. Ниже можете увидеть настройки нового модуля согласно XMP, а также вручную скорректированные тайминги. Кроме этого, разумеется, скриншоты с информацией о плашке памяти из CPU-Z:

В итоге модуль на 16 ГБ при ручном разгоне сравнялся по таймингам с исходными модулями. Изначально было желание запустить память на таймингах 16, но в тестах выпадала ошибка. Продолжить крутить тайминги, подкручивая напряжение, конечно, можно было бы, но сегодня в этом нет необходимости, сразу по нескольким причинам: даже с текущими настройками удалось найти интересные результаты; разгон памяти — дело неблагодарное, ведь после каждого изменения приходится больше часа гонять стресс-тесты; повышать напряжение выше 1,35 В на постоянку… Нет, сделать это можно, можно гнать чуть ли не до 1,5 В, тем более что на плашках есть какие-никакие радиаторы, но встаёт вопрос обдува для отвода тепла. Корпус AeroCool Cylon — это непродуваемый ящик, который годится только для красивых фотографий и холодных сборок, а всё из-за отсутствия вентиляционных отверстий спереди корпуса. Так что оставляем это на потом, а сейчас переходим к остальному железу.

Тестовая система состоит из R5 5500 и RTX 3050. Видеокарта имеет 8 ГБ собственной памяти, поэтому упираться мы скорее будем в мощность чипа или ПСП, а не в объём видеопамяти. Процессор же относится к поколению Zen 3, но создан на основе мобильного чипа, что создаёт определённые тонкости: монокристальная компоновка может улучшить межъядерное взаимодействие, но кэш урезан до 16 Мб против 32 Мб в R5 5600. А для шести довольно быстрых ядер с многопоточностью столь малый размер кэша может оказать пагубное влияние, так что скорость работы с ОЗУ имеет несколько большее значение.

И просто немного информации. Платы от Gigabyte поддерживают предустановленные производителями памяти профили разгона, те самые XMP, но в BIOS их нет. Для них используется название D.O.C.P., и зачем его было выдумывать, не совсем понятно. Если это название от AMD для конкуренции с Intel XMP, то зачем было менять название на EXPO при переходе к новому стандарту DDR5? А если это Asus, то зачем выдумывать название для технологии, которая больше используется производителями ОЗУ и ЦП?

Тесты в синтетических задачах

Начнём с CPU-Z и встроенного в него бенчмарка. Для трёх режимов: 2х8 ГБ на 3200 ОС; 1х16 на 3200 XMP и 1х16 на 3200 ОС, проведём три прогона и вычислим среднеарифметическое:

2х8ГБ на 3200 ОС 1х16ГБ на 3200 XMP 1х16ГБ на 3200 ОС
CPU-Z однопоток 550.3 557,8 549,1
CPU-Z многопоток 4 642,2 4 612,6 4 539

Собственно, про этот тест говорить особо нечего, ибо результат колеблется в разные стороны от прогона к прогону сильнее, чем разница между усреднёнными вариантами трёх систем. Ну и данному хватает кэша процессора, в следствии чего влияние памяти тут заметить крайне сложно. Так что не будем задерживаться и проверим работу в архиваторе 7z:

2х8ГБ на 3200 ОС 1х16ГБ на 3200 XMP 1х16ГБ на 3200 ОС
Результат, GIPS 64,504 59,254 59,352
Изменение 100% -8,14% -7,99%

Как видно по результатам данного бенчмарка, для архиватора важно ПСП, что выводит вперёд парочку зелёных модулей. При этом ужимание таймингов дало небольшой прирост, но с чем он связан? Для этого обратимся к тесту кэша и памяти AIDA64, что позволит нам оценить различие в скоростях и задержках:

Скорости упали более чем в два раза, что является следствием работы «зелёных» модулей в двухканальном режиме, при этом, ужав тайминги, можно отыграть всего 200-300 Мб/с. Но это же действие снижает задержки памяти почти на 10 ns, при этом более тонкая и качественная настройка позволит выиграть ещё несколько процентов. Ну и из этого уже можно сделать первый вывод: вшитый XMP-профиль явно создавался с хорошим запасом, и нацелен он на стабильность работы и простоту выставления, а не для получения максимальной производительности. Но вернёмся к тестам, и на очереди тест процессора в 3DMark, который выдал следующие результаты:

В общем и целом, различия не слишком значительны. Если исключить погрешность тестирования, путём проведении нескольких тестов, то можно сказать, что разница в результатах составляет не более двух процентов. Вероятно, этот тест больше зависит от вычислительных ядер, чем от памяти, хотя она всё же оказывает некоторое влияние. Возможно, новый тест Steel Nomad, который должен заменить устаревший TimeSpy при тестировании современных компьютеров, покажет какие-то отличия при изменении памяти? Кстати, этот тест можно запустить в режимах DX12 и Vulkan, так что проверим оба API.


2х8ГБ ОС Vulkan
2х8ГБ ОС DX12
1х16ГБ XMP Vulkan
1х16ГБ XMP DX12
1х16ГБ OC Vulkan
1х16ГБ OC DX12