Память DDR3: как повысить производительность системы? – THG.RU

Память DDR3 | Как повысить производительность?

Вы наверняка подумали, что перед вами будет обзор очередного комплекта модулей оперативной памяти. Но это не совсем так. Конечно, вы увидите знакомые подзаголовки, например, “введение”, “обзор образцов”, “описание тестовой платформы” и несколько тестов. Но, в остальном, статья будет совсем о другом.

На форумах компьютерной тематики постоянно задаются типичные общие вопросы, касающиеся работы DRAM. Часто люди не понимают, почему DRAM работает определенным образом, почему на одной платформе производительность ниже, чем на другой, почему между аналогичными наборами DRAM большая разница в показателях, как заставить DRAM работать на максимальных заявленных параметрах, совместимы ли разные типы памяти, и так далее. Производителей памяти также засыпали такими вопросами, поэтому мы обратились к ним с идеей сделать отдельную статью. В рамках этой статьи, мы сравним производительность оперативной памяти на платформах AMD и Intel и ответим на ряд вопросов, которые часто видим на форумах.

Идеальным вариантом для таких тестов был бы комплект памяти DDR3-2400 объемом 32 Гбайт, так как его можно замедлить или наоборот разогнать, масштабировать объем до 16 Гбайт или даже 8 Гбайт для сравнительного тестирования. Мы обратились к нескольким производителям оперативной памяти и в ответ получили целую кучу образцов от (в алфавитном порядке) ADATA, AMD Radeon Memory, Corsair, G.Skill, Kingston, Mushkin Enhanced и Team Group.

Память DDR3 | Протестированные наборы

Мы запросили образцы памяти DDR3-2400 объемом 32 Гбайт в конфигурации 4×8 Гбайт, но какой именно набор прислать, решали сами производители. В итоге мы получили два набора DDR3-2400 CL10 на 32 Гбайт, пять комплектов DDR3-2400 CL11 на 32 Гбайт и два одинаковых набора 2×8 Гбайт 2400/11 (у производителей не было комплектов по 32 Гбайт). Также мы включили в список наш собственный набор модулей 2400/10 объемом 32 Гбайт (Trident X).

Память DDR3 | Тестовый стенд и бенчмарки

Для тестирования мы использовали две платформы (плата и процессор), одна – на базе AMD, другая – на базе Intel. Остальные компоненты были идентичными. К ним относятся процессорный кулер Hyper 212 EVO, SSD G.Skill Phoenix Pro 256 Гбайт, блок питания Seasonic 750, видеокарта Asus 290X Matrix и операционная система Win7 Ultimate.

Процессор от AMD FX-8370 установлен в материнскую плату Asus Crosshair V Formula Z. Чип Intel Core i7-4770K работал на системной плате Asus Z87 Maximus VI Hero.

Бенчмарки

Для тестирования мы использовали следующие программы:

• Aida 64 Engineer Edition.
• PassMark Performance Test.
• Si-Sandra Support-Engineer 2015 (особая благодарность Si-Software за предоставление предрелизной версии пакета “2015”).
• Geekbench 3.
• WinRAR.
• Prime95.

Для тестов задержки и скорости чтения/записи памяти мы выбрали Aida. В бенчмарке PassMark нас интересуют модули Memory Mark и Database. В Si-Sandra есть тест задержки памяти Aggregate Memory Latency. GeekBench 3 обеспечит общие показатели одноядерной и многоядерной производительности, а WinRAR покажет, как количество памяти и ее частота влияют на общую производительность системы.

Память DDR3 | Методика тестирования

Каждый тест мы повторяем по пять раз. Затем убираем самые высокие и самые низкие результаты и высчитываем среднее значение по трем оставшимся показателям.

Система Intel

Мы включили режим XMP (eXtreme Memory Profile), который корректно установил указанные в спецификациях значения (2400 и указанные производителем тайминги) у всех модулей, за исключением наборов от ADATA и AMD, поскольку мы использовали по два комплекта (2×8 Гбайт), чтобы получить объем 32 Гбайт. Такое часто бывает, когда люди используют совместно отдельные комплекты памяти, пусть даже и одинаковые. Зачастую достаточно внести незначительные корректировки напряжения и/или таймингов, чтобы комплекты или отдельные планки заработали сообща, но это не всегда помогает. Поэтому производители памяти предлагают такой широкий спектр комплектов из 1, 2, 3, 4, 6 и 8 планок, в которых они все протестированы на совместимость.

Система AMD

Asus Crosshair V Formula Z использует DOCP (DRAM Over Clock Profile) – это, по сути, ответвление или отдельная разновидность XMP, но, в отличие от XMP, которая напрямую использует фактические тайминги, указанные в SPD (запрограммированные производителем), эта технология больше направлена на работу с частотами. Платы AMD также могут использовать другие профили разгона, например, AMP (AMD Memory Profiles) и EOCP (Easy Over Clocking Profiles). В виде исключения мы использовали AMP для установки AMD Radeon Gaming DRAM на заводские параметры 11-12-12-31, 1,65 В. Технология DOCP настраивала эти комплекты так же, как и остальные, то есть в режим 11-13-13-35, 1,65 В. Это говорит том, что DOCP просто выставляет лучшие тайминги, запрограммированные для памяти DRR3-2400. Такое происходит как комплектами CL10, так и CL11, причем все они хорошо работают с такими настройками. Но поскольку на всех наборах указанные в спецификациях производителем тайминги более жесткие, мы выставили их вручную.

Прежде чем перейти к результатам тестирования, расскажем о проблемах, с которыми мы столкнулись при настройке на обеих платформах.

Память DDR3 | Установка на платформе AMD

Номинальная скорость работы памяти с процессорами AMD FX составляет 1866 при одном модуле на канал и 1600 с четырьмя модулями DIMM. Это может ввести в заблуждение как при использовании дорогих, так и дешевых процессоров. Мы видели немало процессоров верхнего уровня с более высокой частотой DRAM, а также множество чипов FX нижнего уровня, которые не могли запуститься при скорости памяти 1866. Это одна из причин, почему для тестов мы выбрали именно DDR3-2400. Мы ожидали, что основную часть тестов придется проводить на скорости 2133, так как немногие процессоры FX способны работать с памятью DDR3-2400, особенно при объеме 32 Гбайт, когда заполнены все слоты. Выбрав процессор FX-8370, мы попали прямо в яблочко. Не меньшую роль в исключительной стабильности тестируемой системы сыграла системная плата Asus Crosshair V Formula Z. И хотя она стоит немного дороже других материнских плат на базе AM3 +, чувствуется, что деньги потрачены не зря.

Использование разных наборов модулей

Использование модулей оперативной памяти из разных наборов может приводить к проблемам, с которыми мы собственно и столкнулись, настраивая модули AMD Radeon и ADATA (напомним, что эти производители прислали по два отдельных комплекта модулей 2×8 Гбайт, которые мы тестировали первыми). Как правило, чтобы заставить корректно работать смешанные комплекты DRAM, достаточно скорректировать тайминги и/или напряжение. В случае с памятью AMD система загрузилась нормально и работала с настройками AMP, пока мы не попытались запустить Prime95, после чего система дала сбой. Повышение напряжения CPU/NB (управляет контроллером памяти) всего на + 0,06 В стабилизировало систему. С наборами ADATA система вообще не хотела загружаться, но после аналогичного повышения напряжения на CPU/NB (+0,05) загрузка прошла успешно, но запуск Prime95 снова привел к зависанию. Для этой группы модулей DIMM мы повысили напряжение памяти до 1,7 В и добавили к CPU/NB еще 0,04 В, чтобы добиться стабильной работы при 1,31 В (вспоминая про платформу Intel, также возникали некоторые сомнения, что установка четырех планок DRAM сможет обойтись без дополнительных настроек).

Если не вдаваться во множество скучных подробностей, мы с переменных успехом пытались комбинировать попарно модули из разных комплектов DRAM. Некоторые из них удалось запустить с помощью корректировок напряжения, некоторые с помощью изменения таймингов, для других комбинаций потребовалось и то, и другое. Были сочетания, которые не работали вообще. Например, две планки Corsair ни в какую не хотели работать с двумя планками от Team. Затем мы поставили два оставшихся модуля Corsair и те же два модуля Team, и все заработало. Нетрудно сделать вывод, что успешное совмещение разных модулей памяти – это дело случая. Заранее сложно сказать наверняка, будет ли работать та или иная комбинация модулей/комплектов.

Отказ в загрузке

Два комплекта отказались загружаться с настройками из DOCP на скорости 2400, когда были установлены все четыре планки. Для них мы выбрали распространенную тактику и повысили множитель процессора до 21,5 (базовая частота процессора увеличилась с 4,0 до 4,3 ГГц). Небольшой разгон позволил снизить напряжение модулей ADATA обратно до 1,65 В, при этом напряжение CPU/NB пришлось оставить на пониженном уровне 1,26 В.

Сбой при высоких нагрузках

Были три случая сбоя в Prime95, и все три решились небольшим повышением напряжения процессора. Таким образом, причина сбоев была не в DRAM.

Память DDR3 | Результаты тестов на платформе AMD

С платформой AMD проблем было гораздо меньше, чем мы предполагали, однако все они присущи большому количеству процессоров/системным платам AMD и оперативной памяти.

Сжатие файлов в WinRAR

В тестах с использованием WinRAR мы сжимаем видеофайл с исходным размером 6,97 Гбайт. Разница во времени выполнения задачи между наборами была незначительной. Как и следовало ожидать, три комплекта CL10 оказались в первой четверке, причем два из них заняли лидирующие места. Аналогичная ситуация была с DRAM в режиме 1600/9.

Сжатие файлов в WinRAR на AMD FX-8370, мин:с (меньше – лучше)

Нужно смотреть не только на графики, но и на цифры. Итак, время, необходимое для сжатия файла, колеблется в пределах 4:39 (Team Xtreem) и 4:58 (ADATA). В режиме DDR3-1600 диапазон времени составил 5:11 – 5:21. При снижении объема памяти до 16 Гбайт на скорости 2400 лучшее время увеличилось на минуту, а диапазон колебаний повысился до 5:38 – 5:47. При объеме 8 Гбайт, опять же на скорости 2400, самый быстрый результат составил 5:47, а медленный – 6:01.

Как видите, разница между наборами небольшая, хотя время выполнения задачи увеличивается при снижении частоты. Это одна из причин, когда люди могут наблюдать повышение производительности с повышением частоты в многозадачном режиме при использовании ресурсоемких приложений, таких как редактирование видео и изображений, CAD, задачи ГИС, виртуальные машины и т. д. Также заметно увеличение времени выполнения при снижении объема памяти. Как уже упоминалось, различия невелики, но в качестве примера, разница между памятью на скорости 2400 и 1600 здесь составляет приблизительно 30 секунд за 5 минут теста, то есть за час будет экономиться около 6 минут (или 45 минут за рабочий день). Если весь день выполнять задачи, интенсивно работающие с оперативной памятью, но вместо 8 Гбайт использовать 32 Гбайт, экономия времени практически удвоится.

Geekbench 3.2.2 Pro

Geekbench формирует общий бал на основе результатов тестов для одного и нескольких ядер:

Geekbench 3.2.2 Pro на AMD FX-8375, общий бал (больше – лучше)

По результатам тестов наборы снова оказались перемешанными, хотя мы надеялись на вменяемые результаты. Этот график отображает суммарные результаты отдельных наборов памяти. Хотя они могут быть интересны лишь определенной категории читателей, мы сделали так, стараясь не перегружать материал графиками.

Задержка и пропускная способность

Для тестирования задержек памяти, а также скорости чтения/записи мы использовали AIDA64 Engineer Edition. Результаты варьировались, но мы свели их в одну диаграмму:

Задержка и пропускная способность

Суммарная оценка

Показатель общей скорости работы памяти в Мбайт/с мы получили с помощью Si-Sandra:

PassMark Performance

Тест PassMark Performance имеет модуль Composite Memory, объединяющий результаты всех тестов, а также так называемый модуль Database Operations (операции с базами данных):

PassMark 8.0 build 1045

Далее мы сравним эти результаты с результатами тестов на платформе Intel. Затем перейдем к самой интересной части.

Память DDR3 | Установка на платформе Intel

С платформой Intel проблем почти не было. Два комплекта ADATA 2×8 Гбайт потребовали незначительного повышения напряжение DRAM (ожидаемо для смешанных наборов). Комплект памяти Radeon мы настраивали вручную. Тут потребовалось небольшое увеличение напряжения DRAM и контроллера памяти (VTT). Остальные наборы легко запустились на соответствующих настройках из XMP. i7-4770K работал на частоте 4 ГГц с включенной функцией Turbo Boost.

Серьезных проблем с настройкой DRAM у нас не возникло, но если они появятся у вас, скорее всего, вам помогут способы, к которым мы прибегали при настройке комплектов на платформе AMD. Разница в том, что при регулировке напряжения контроллера памяти вам сначала нужно узнать аббревиатуру его названия, которую Intel, похоже, меняет с каждым новым чипсетом, а порой использует различные варианты для разных материнских плат на одном чипсете. Это могут быть DDRVTT, VTTCPU, CPUVTT, VCCIO, VTT и другие, которые даже иногда группируются с VCCSA (System Agent Voltage).

Память DDR3 | Результаты тестов на платформе Intel

Сжатие файлов в WinRAR

В тестах с использованием WinRAR мы сжимаем видеофайл с исходным размером 6,97 Гбайт. Разница во времени выполнения задачи между наборами была незначительной. Как и следовало ожидать, три комплекта CL10 оказались в первой четверке, причем два из них заняли лидирующие места. Аналогичная ситуация была с DRAM в режиме 1600/9.

Сжатие файлов в WinRAR на Intel Core i7-4470K, мин:с (меньше – лучше)

Самое быстрое время выполнение задачи сжатия файлов составило 3:06 (с модулями G.Skill Trident X), а самое медленное – 3:31. Когда память работала на частоте 1600, диапазон сместился к 4:01- 4:32. При переходе на 16 Гбайт DRAM на частоте 2400, лучшее время составило 3:31, худшее – 3:51. При объеме уровне 8 Гбайт на частоте 2400, время выполнения колебалось в пределах 4:16 – 4:39.

Geekbench 3.2.2 Pro

Geekbench формирует общий бал на основе результатов тестов для одного и нескольких ядер:

Задержка и пропускная способность

Для тестирования задержек памяти, а также скорости чтения/записи мы использовали AIDA64 Engineer Edition. Результаты варьировались, но мы свели их в одну диаграмму:

Задержка и пропускная способность

Суммарная оценка

Показатель общей скорости работы памяти в Мбайт/с мы получили с помощью Si-Sandra:

PassMark Performance

Тест PassMark Performance имеет модуль Composite Memory, объединяющий результаты всех тестов, а также так называемый модуль Database Operations (операции с базами данных):

PassMark 8.0 build 1045

Память DDR3 | Сравнительный анализ

Изучив полученные цифры, каждый может сделать свои собственные выводы. Мы все знаем, что процессор Intel 4770K мощнее FX 8370 как в однопоточных, так и в многопоточных задачах. И это, само по себе, приводит к более высокой оценке в Geekbench и других тестах. Мы считаем, что основные различия в показателях связаны с контроллерами памяти в процессорах. Технология AMD старше и ориентирована на более низкие частоты и объемы памяти. Надеемся, что следующее поколение процессоров будет использовать достижения компании, уже внедряемые в новых APU, которые более эффективно используют оперативную память с высокой тактовой частотой. Intel работает с DRAM при более низких задержках, обеспечивая более высокую скорость чтения и записи.

Мы могли бы сделать подробный сравнительный анализ полученных показателей, но цель данной статьи заключается не в этом. В этот раз мы хотели бы показать, чего можно ожидать от той или иной платформы и конфигурации памяти. Почему на различных платформах могут быть такие большие разбежки в результатах тестов. Почему на выполнение одной и той же задачи у системы с процессором AMD уходит больше времени, чем с Intel.

Также можно получить представление о том, как более высокочастотная DRAM может повысить производительность на любой платформе при переходе с DDR3-1600, например, на DDR3-2400, или при повышении объема с 8 Гбайт до 16 или 32 Гбайт. Разница в результатах, приведенных на графиках, может показаться небольшой, поэтому мы провели несколько тестов, которых нет в списках бенчмарков.

Большинство бенчмарков не особо интенсивно использует оперативную память. Например, в игровых тестах упор делается на CPU или GPU, а оперативная память выполняет роль канала для передачи данных. Преимущества высокочастотной DRAM, как правило, проявляются в многозадачных средах или в приложениях, интенсивно использующих память. Для демонстрации различий при переходе между DDR3-2400 и DDR3-1600, а также при изменении объема памяти (8 Гбайт, 16 Гбайт и 32 Гбайт) в режиме DDR3-2400 мы использовали WinRar. Как и ожидалось, при использовании памяти с более низкой частотой 1600 или меньшего объема время выполнения задачи увеличивается. Также мы поэкспериментировали с одновременной работой нескольких приложений, а вместе с ними запустили WinRAR для сжатия используемого ранее файла. “Имитация” состояла из открытия 10 вкладок в Chrome, запуска сканирования в Malware Bytes и запуска Geekbench вместе с WinRAR. В итоге, на платформе Intel мы получили следующие показатели (пять прогонов, минимальный и максимальный результаты отбрасываются, три остальных усредняются):

В имитации многозадачности видно, что дополнительная память дает наибольший прирост скорости.

Память DDR3 | Лучшие решения

Все восемь наборов DRAM на двух платформах оказались почти равны. И хотя статья носит больше исследовательский характер и не является обычным обзором оперативной памяти, мы все же решили выделить для каждой платформы те решения, которые показали лучшие результаты.

Лучшие решения для платформы AMD

На платформе AMD лучшие результаты из всех протестированных наборов показала память Team Xtreem. В общем тестировании она немного обогнала другие два набора с CL10: G.Skill Trident X и Corsair Vengeance Pro (в соответствующем порядке). Среди наборов с латентностью CL11 лучшими оказались модули G.Skill Sniper. Набор Team Group просто открыл нам глаза. Мы с нетерпением ждем возможности попробовать другие их продукты.

Лучшие решения для платформы Intel

На платформе Intel самым эффективным набором оказался G.Skill Trident X. Он немного обогнал Corsair Vengeance Pro и Team Xtreem. Среди комплектов CL11 первыми стали модули Sniper. C небольшим отставанием следуют Kingston Savage и Mushkin Blackline.

AData и AMD

Оба производителя ADATA и AMD оказались настолько уверенными в качестве своих продуктов, что прислали нам по два набора 2×8 Гбайт (т. к. в их ассортименте нет наборов 4×8 Гбайт). Надеемся, что они выпустят полноценные комплекты объемом 32 Гбайт из четырех планок с высокими частотами, поскольку двойные комплекты работали очень хорошо.

Несколько слов об упаковке

Наборы Team Xtreem и Mushkin Blackline имеют лучшую упаковку. Зажимы в коробке защищают планки от повреждения, да и выглядят они великолепно. Довольно необычная упаковка у планок Kingston Savage. Она отличается нестандартным дизайном поддона. Такую коробку даже жалко выбрасывать.

Особенности

С внедрением AMP память AMD Radeon Gamer Series реализовала новый подход к профилям разгона. Время покажет, сможет ли она конкурировать с другими производителями.

Высокие планки Trident X можно устанавливать под низкие процессорные кулеры, если снять верхние ребра радиатора.

Внешний вид

Определить самый красивый набор было трудно, поскольку красота – субъективное понятие. Нам понравился внешний вид модулей Trident X, хотя на материнских платах серии ROG лучше смотрятся модули Vengeance Pro. В корпусе красиво выглядят планки AMD Gamer Series, кроме того, эту надпись можно прочесть на верхней кромке радиатора. ADATA XPG, Savage и Muchkin Blackline имеют аккуратный внешний вид, и у каждого есть своя изюминка в дизайне радиатора. Самой оригинальной внешностью обладает набор Team Xtreem, его отражающая полоска дает эффект переливания цвета. Только хотелось бы видеть ее на обеих сторонах модуля. Радиаторы на модулях Sniper, выполненные в форме винтовки, уже стали классикой.

Мы потратили немало часов на тестирование этих наборов и можем без колебаний порекомендовать любой из них, конечно, учитывая ваши обстоятельства. Мы продолжим тестировать их с другими комбинациями материнских плат и процессоров, чтобы найти лучшее сочетание факторов, для которых сможем предложить различные наборы памяти.

Память DDR3 | Заключение

В этой статье мы постарались показать, почему одна и та же память дает разные результаты на разных платформах. Здесь же вы найдете некоторую информацию, которая может помочь в случае возникновения проблем при настройке DRAM.

Как уже говорилось ранее, мы планируем сделать еще одну-две статьи по оперативной памяти, в которых будем разбираться в распространенных вопросах и заблуждениях.