Напряжение оперативной памяти ddr4

Разгон оперативной памяти DDR4 на AMD Ryzen и Intel Core

На github.com кто-то заморочился и сделал полноценный гайд по разгону оперативной памяти DDR4 на Intel и AMD Ryzen. А в качестве базовой информации в дополнении к нашему видео он будет полезен каждому.

Делимся переводом, приятного прочтения.

Подготовка

  1. Проверьте, что ваши модули находятся в рекомендуемых слотах DIMM (обычно 2 и 4).
  2. Перед разгоном памяти убедитесь, что ваш процессор полностью исправен, так как нестабильный процессор может привести к ошибкам памяти. При повышении частоты с жесткими (предельно сокращёнными) таймингами, ваш процессор может начать работать нестабильно.
  3. Убедитесь, что используется актуальная версия UEFI.

Утилиты тестирования памяти

Нужно всегда проводить различные стресс-тесты, чтобы убедиться в стабильности разгона.

Не рекомендуется

Мы бы не советовали тест памяти с помощью AIDA64 и Memtest64, поскольку обе эти утилиты не очень хорошо умеют находить ошибки памяти.

Рекомендуется

TM5 с любым из конфигов ниже:

  1. Конфиг «Extreme» от anta777 (рекомендую). Убедитесь, что конфиг загрузился: должно быть написано ‘Customize: Extreme1 @anta777’.
  2. Ссылка на сборку TM5 с множеством конфигов.
  3. Конфиг LMHz Universal 2
  4. Если возникают проблемы с аварийным завершением всех потоков при запуске с экстремальным конфигом, может помочь изменение строки «Testing Window Size (Mb)=1408». Измените значение размера окна на значение, вычисленное путём деления общего количества оперативной памяти (за вычетом некоторого запаса для Windows) на количество доступных потоков процессора (например, 12800/16 = 800 Мб на поток).

OCCT, имеющая отдельный тест памяти с использованием инструкций SSE или AVX.

  • Обратите внимание, что AVX и SSE могут различаться по скорости обнаружения ошибок. В системах на базе Intel, для тестирования напряжения IMC лучше подходит SSE, а AVX – для напряжения DRAM.
  • Тест Large AVX2 CPU – это отличный тест стабильности для вашего процессора и оперативной памяти одновременно. Чем сильнее вы разгоняете свою оперативную память, тем сложнее будет добиться стабильности в этом тесте.

Альтернативные варианты

  1. Установите WSL и Ubuntu.
  2. В командной строке Ubuntu (bash shell) введите: sudo apt update
  3. Далее: sudo apt-get install stressapptest
  4. Чтобы приступить к тестированию: stressapptest -M 13000 -s 3600 -W --pause_delay 3600, где -M это объём тестируемой памяти (в Мб); -s это время тестирования (в секундах), --pause_delay — это время задержки (сек) между скачками напряжения. Чтобы пропустить тесты на скачки напряжения, это значение следует установить таким же, как и -s.
  1. В папке с y-cruncher.exe создайте новый файл с именем memtest.cfg и вставьте в него эти настройки, и сохраните.
  2. Создайте ярлык на y-cruncher.exe и добавьте в нем параметры запуска pause:1 config memtest.cfg. Путь запуска в ярлыке должен у вас выглядеть примерно так:

"c:\y-cruncher\y-cruncher.exe" pause:1 config memtest.cfg

Prime95 – метод ‘large FFTs’ также хорошо справляется с поиском ошибок памяти.

Мы использовали пользовательский диапазон FFT 800k — 800k, но любое значение FFT внутри диапазона large FFTs должно работать.

  • Убедитесь, что не стоит флажок ‘Run FFTs in-place’.
  • В файле prime.txt добавьте строку TortureAlternateInPlace=0 под TortureWeak, чтобы предотвратить in-place тестирование программой. In-place означает, что будет использоваться одна и та же небольшая область RAM, а это не то, что нам нужно.

Можно создать ярлык к prime95.exe, добавив -t к параметрам запуска, чтобы тестирование запускалось сразу при запуске, используя настройки из prime.txt.

Строка запуска объекта в ярлыке будет выглядеть примерно так:

Ещё можно изменить рабочий каталог файлов конфигурации Prime95, чтобы удобней было работать с разными конфигами – например, один для стресс-теста CPU, а другой для стресс-теста RAM.

  1. В папке с prime95.exe создайте ещё одну папку. Назовём её, к примеру, “RAM” (без кавычек).
  2. Скопируйте в неё файлы prime.txt и local.txt.
  3. Отредактируйте prime.txt, выставив необходимые значения настроек.
  4. Создайте второй ярлык к prime95.exe, добавив к параметрам запуска -t -W. У нас это так будет выглядеть: "c:\prime95\prime95.exe" -t -WRAM
  5. Теперь мы можем использовать этот ярлык для мгновенного запуска Prime95 с заданными настройками.

randomx-stress – полезен для тестирования стабильности FCLK.

Сравнение

Здесь сравнили между собой Karhu RAMTest, TM5 с экстрим-конфигом и GSAT.

TM5 – самый быстрый и самый «стрессовый», хотя у меня были случаи, когда я успешно проходил получасовые стресс-тесты TM5, но не проходил 10-минутные Karhu. И у другого пользователя было похожее. Но у всех по-разному может быть.

Работа и настройка таймингов

Утилиты для просмотра таймингов в Windows:

Intel:

  • Z370(?)/Z390: Asrock Timing Configurator v4.0.4 (работает с большинством сторонних материнских плат).
  • Z170/Z270(?)/Z490, а также материнки EVGA: Asrock Timing Configurator v4.0.3.
  • Для Rocket Lake: Asrock Timing Configurator v4.0.10

Бенчмарки (тест производительности)

  • AIDA64 – бесплатная 30-дневная пробная версия. Мы будем использовать тесты кэша и памяти (находятся в разделе Tools), чтобы посмотреть, как работает наша память. Щёлкнув правой кнопкой по кнопке запуска теста, можно выбрать запуск только тестов памяти, пропустив тесты кэша.
  • Intel Memory Latency Checker – содержит множество полезных тестов для измерения производительности памяти. У него более обширный сбор данных, чем у AIDA64, и значения пропускной способности у тестов отличаются. Обратите внимание, что его необходимо запускать от имени администратора, чтобы отключить префетчинг. На системах AMD может потребоваться отключить его в BIOS.
  • xmrig – очень чувствителен к памяти, поэтому его полезно использовать для проверки влияния определенных таймингов. Запустите от имени администратора с параметром —bench=1M в качестве аргумента командной строки, чтобы запустить бенчмарк. Используйте контрольное время (benchmark time) для сравнения.
  • MaxxMEM2 – бесплатная альтернатива AIDA64, но тесты пропускной способности выглядят намного слабее, поэтому полностью сравнивать с AIDA64 не стоит.
  • Super Pi Mod v1.5 XS – еще одна чувствительная к памяти бенчмарк-утилита, но я не использовал её так часто, как AIDA64. 1-8M значений [после запятой при вычислении числа π] будет вполне достаточно для быстрого теста. Вам лишь нужно посмотреть на последнее (общее) время, которое чем меньше, тем лучше.
  • HWBOT x265 Benchmark – говорят, эта утилита также хорошо тестирует память, но я сам лично ей не пользовался.
  • PYPrime 2.x – этот бенчмарк работает быстро и отлично сонастраивается с тактовой частотой ядра процессора, кэшем/FCLK, частотой памяти и таймингами.

Общая информация о RAM

Соотношение частот и таймингов

Частота оперативной памяти измеряется в мегагерцах (МГц) или миллионах циклов в секунду. Более высокая частота означает большее количество циклов в секунду, что означает более высокую производительность.

Многие ошибочно полагают, что частота оперативной памяти DDR4-3200 – 3200 МГц, однако на самом деле реальная частота памяти составляет всего 1600 МГц. Поскольку в памяти DDR (Double Data Rate) данные передаются как по нарастающему, так и по спадающему фронту тактового сигнала, реальная частота оперативной памяти равна половине количества транзакций в секунду. DDR4-3200 передает 3200 миллионов битов в секунду, а значит, 3200 МТ/с (МегаТранзакций в секунду) работает на частоте 1600 МГц.

Тайминги RAM измеряются в тактовых циклах или тиках. Более низкие тайминги означают меньшее количество циклов, необходимых для выполнения операции, что означает более высокую производительность. Исключением является tREFI – интервал обновления. Как следует из названия, tREFI (timeREFresh Interval) – это время между обновлениями. Пока оперативная память обновляется, она ничего не может делать, поэтому мы бы хотели обновлять ее как можно реже. Для этого время между обновлениями должно быть как можно больше. Это означает, что tREFI должен быть как можно выше.

Несмотря на то, что тайминги могут быть и низкими, производительность также зависит от частоты, на которой работает оперативная память. Например, DDR4-3000 CL15 и DDR4-3200 CL16 обладают одинаковой латентностью, несмотря на то, что у DDR4-3000 значение CL меньше. Это объясняется тем, что более высокая частота компенсирует увеличение CL.

Формула для вычисления фактического времени задержки (в наносекундах, нс) заданного тайминга выглядит так: 2000 * тайминг / ddr_speed.

  • DDR4-3000 с CL15 это 2000 * 15 / 3000 = 10ns
  • DDR4-3200 с CL16 это 2000 * 16 / 3200 = 10ns

Первостепенные, второстепенные и третьестепенные тайминги

Тайминги оперативной памяти делятся на 3 категории: первостепенные (primary), второстепенные (secondary) и третьестепенные (tertiary). Они обозначаются буквами ‘P’, ‘S’ и ‘T’ соответственно.

  • Первостепенные и второстепенные тайминги влияют на латентность и пропускную способность;
  • Третьестепенные – только на пропускную способность. Исключением является tREFI/tREF, который влияет и на пропускную способность, и на латентность. Кстати, на AMD его модифицировать нельзя.

Ожидания и ограничения

В этом разделе рассматриваются 3 компонента, влияющие на процесс разгона: микросхемы (чипы памяти), материнская плата и встроенный контроллер памяти (IMC).

Материнская плата

Самые высокие частоты достигаются на материнских платах с 2-мя слотами DIMM.

На материнских платах с 4-мя слотами DIMM максимальная частота памяти зависит от количества установленных планок.

  • На материнских платах, работающих с цепочечной (daisy-chain) микроархитектурой RAM, лучше использовать 2 планки памяти. Использование 4-х планок может существенно снизить максимальную частоту памяти.
  • Платы же с Т-образной топологией, напротив, наилучшие показатели при разгоне обеспечат с 4-мя планками. А использование 2-х планок не столь существенно повлияет на максимальную частоту памяти, как использование 4-х на daisy-chain (?).
  • Большинство поставщиков не указывают используемую топологию, но её можно «вычислить» на основе прилагаемого к материнской плате списка совместимых устройств (QVL – Qualified Vendor List). Например, Z390 Aorus Master, вероятно, использует Т-топологию, поскольку наибольшая частота демонстрируется с использованием 4-х модулей DIMM. Если же максимальная частота демонстрируется на 2-х модулях DIMM, то, вероятно, используется топология daisy-chain.
  • По словам известного оверклокера buildzoid’а, разница между Т-образной и цепочечной топологиями проявляет себя только на планках выше DDR4-4000. То есть, по логике buildzoid’а, если у вас Ryzen 3000, то топология значения не имеет, поскольку DDR4-3800 – как правило, максимум для частоты памяти при соотношении MCLK:FCLK 1:1.

Замечено также, что дешёвые материнские платы могут не разогнаться, возможно по причине низкого качества печатной платы и недостаточного количества слоёв.

Чипы памяти

Разогнать свою оперативную память можно и не вдаваясь в подробности особенностей чипов. Однако, зная, на каких микросхемах построена ваша RAM, можно понять, чего от неё ожидать.

Отчёты Thaiphoon Burner

Примечание: Известно, что Thaiphoon не определяет чип, а лишь пытается угадать, поэтому ему не следует полностью доверять. Настоятельно рекомендуется обращать внимание на информацию, указанную в наклейке на модуле, если это возможно.

Hynix CJR 8 Гб (одноранговая)

Micron Revision E 8 Гб (одноранговая)

  • Отбракованные низкосортные чипы Micron реализует под брендом SpecTek.
  • Многие стали называть этот чип “Micron E-die” или даже просто “E-die”. Если в первом случае ещё куда ни шло, то во втором уже возникает путаница, поскольку подобная маркировка («буква-die») используется у микросхем Samsung, например – “4 Гб Samsung E-die”. Под “E-die” обычно подразумевается чип Samsung, поэтому стоит уточнять производителя, говоря о чипах Micron Rev. E как об “E-die”.

Samsung B-die 8 Гб (двуранговая).

Наклейки на модулях

Поскольку отчет Thaiphoon может содержать некорректную информацию о микросхемах либо не содержать её вовсе, можно сверить его данные с информацией, указанной на наклейках у некоторых модулей. В настоящее время такую информацию, позволяющую идентифицировать тип микросхем, указывают только на планках Corsair, G.Skill и Kingston.

Corsair: код номера версии (Version Number)

Трёхзначный код номера версии у Корсаров поможет нам определить тип используемых микросхем.

Первая цифра – производитель:

  • 3 = Micron
  • 4 = Samsung
  • 5 = Hynix
  • 8 = Nanya

Вторая цифра – объём памяти.

  • 1 = 2 Гб
  • 2 = 4 Гб
  • 3 = 8 Гб
  • 4 = 16 Гб

Третья цифра – вариант модификации (Revision).

Полный список смотрите здесь

G.Skill: код «042»

G.Skill использует код, начинающийся с 042. Он также содержит искомую информацию о чипах

Давайте расшифруем такой код: 04213X8810B

  • Первое из выделенных жирным значений – это объём. 4 = 4 Гб, 8 = 8 Гб, а 16 Гб кодируется буквой S.
  • Второе выделенное значение кодирует производителя. 1 = Samsung, 2 = Hynix, 3 = Micron, 4 = PSC (Powerchip Semiconductors Corp), 5 = Nanya и 9 = JHICC.
  • Третье выделенное значение – вариант модификации (Revision).
  • Итак, мы получили Samsung 8 Гб B-die.

Полный список смотрите здесь.

Kingston

Код Kingston имеет такой вид: DPMM16A1823

  • Под выделенной жирным буквой закодирован производитель. H = Hynix, M = Micron и S = Samsung.
  • Следующие две цифры информируют нас о количестве рангов. 08 = одноранговая, 16 = двуранговая.
  • Затем идёт месяц изготовления. 1-9, A, B, C.
  • И следующие 2 цифры – год изготовления.
  • Итак, в нашем примере мы имеем двуранговую память на чипах Micron, произведённую в октябре 2018.

О рангах и объёме

Одноранговые модули обычно работают на более высоких частотах, чем двуранговые, но в зависимости от типа теста, двуранговые модули могут достигать довольно значительного превосходства в скорости по сравнению с одноранговыми благодаря приросту производительности за счет чередования рангов*. Это можно наблюдать как в синтетических тестах, так и в играх.

  • На новейших платформах (таких как Comet Lake и Zen3) поддержка двуранговой памяти в BIOS и контроллерах памяти значительно улучшилась. На многих платах Z490 двуранговая Samsung 8 Гб B-die (2×16 Гб) будет работать столь же быстро, как и одноранговая B-die, то есть вы получаете весь прирост производительности от чередования рангов практически без недостатков.
  • * Чередование рангов позволяет контроллеру памяти распараллеливать запросы к памяти, например, записывать данные на один ранг, пока другой обновляется. Этот эффект легко можно наблюдать при анализе пропускной способности на тесте копирования в AIDA64. С точки зрения контроллера памяти, не имеет значения, находится ли второй ранг на том же DIMM (два ранга на одном DIMM) или на другом DIMM (два DIMM на одном канале). Однако это имеет значение с точки зрения разгона, когда нужно учитывать особенности топологии и требования BIOS.
  • Наличие второго ранга также означает, что доступно в два раза больше групп банков. Из этого следует, что короткие (S) тайминги, такие как RRD_S, могут использоваться чаще, так как вероятность того, что будет доступна свободная группа банков, выше. Длинный (L) тайминг – к примеру, RRD_L – требуется, если приходится обращаться к одной и той же группе банков дважды по очереди, но когда вместо трех альтернативных банковских групп в распоряжении имеется 7, гораздо больше шансов избежать очередей.
  • Это также означает, что поскольку банков в два раза больше, то в любой момент времени может быть открыто в два раза больше строк памяти. Вероятность того, что нужная вам строка будет открыта – больше. Не придется так часто закрывать строку A, открывать строку B, а затем закрывать B, чтобы снова открыть A. Вы реже задерживаетесь на таких операциях, как RAS/RC/RCD (когда ждете повторного открытия закрытой строки) и RP (когда ждете закрытия строки, чтобы открыть другую).
  • Конфигурации с 16-разрядными чипами (x16) имеют вдвое меньше банков и групп банков по сравнению с традиционными конфигурациями x8, что означает меньшую производительность.

Объем важен при определении того, насколько можно разогнать память. К примеру, AFR 4 Гб и AFR 8 Гб разгоняться будут по-разному, несмотря на то, что называются одинаково. То же можно сказать и о Micron Rev. B, которые существует в вариантах 8 и 16 Гб. Микросхемы 16 Гб разгоняются лучше и продаются как в 16-гигабайтных модулях, так и в 8-гигабайтных, при этом в обоих случаях модули DIMM имеют по 8 чипов. Просто у 8-гигабайтных версий планок отредактирован SPD, и примером такого подхода являются топовые комплекты Crucial Ballistix (BLM2K8G51C19U4B).

С увеличением общего числа задействованных в системе рангов, возрастает и нагрузка на контроллер памяти. Обычно это означает необходимость увеличения питания, особенно напряжения VCCSA на Intel и SOC на AMD.

Масштабирование напряжения

Масштабирование напряжения попросту означает, как чип реагирует на изменение напряжения.

Во многих микросхемах tCL масштабируется с напряжением, что означает, что увеличение напряжения может позволить вам снизить tCL. В то время как tRCD и tRP на большинстве микросхем, как правило, не масштабируются с напряжением, а это означает, что независимо от того, какое напряжение вы подаёте, эти тайминги не меняются. Насколько известно, tCL, tRCD, tRP и, возможно, tRFC могут (либо не могут) видеть масштабирование напряжения.

Аналогичным образом, если тайминг масштабируется с напряжением, это означает, что вы можете увеличить напряжение, чтобы соответствующий тайминг работал на более высокой частоте.

Масштабирование напряжения CL11:

  • На графике видно, что tCL у CJR 8 Гб масштабируется с напряжением почти ровно до DDR4-2533.
  • У Samsung B-die мы видим идеально-ровное масштабирование tCL с напряжением.
  • Столь же ровное масштабирование tCL с напряжением наблюдается у Micron Rev. E.
  • Мы использовали эти данные в калькуляторе. Изменяя ползунки f и v на нужные нам частоту и напряжение, калькулятор вычисляет частоты и напряжения, достижимые при заданном CL (предполагается, что CL линейно масштабируется до 1,50 В). Например, DDR4-3200 CL14 при напряжении 1,35 В может работать как ~DDR4-3333 CL14 при 1,40 В, ~DDR4-3533 CL14 при 1,45 В и DDR4-3733 CL14 при 1,50 В.

Масштабирование напряжения tRFC у B-die.

Видно, что tRFC довольно хорошо масштабируется на B-die.

Некоторые старые чипы Micron (до 8 Гб Rev. E) известны своим отрицательным масштабированием с напряжением. То есть при повышении напряжения (как правило, выше 1,35 В) они становятся нестабильными на тех же таймингах и частоте.

Ниже приведена таблица протестированных чипов, показывающая, какие тайминги в них масштабируются с напряжением, а какие нет:

Чип tCL tRCD tRP tRFC
Hynix 8 Гб AFR Да Нет Нет ?
Hynix 8 Гб CJR Да Нет Нет Да
Hynix 8 Гб DJR Да Нет Нет Да
Micron 8 Гб Rev. B Да Нет Нет Нет
Micron 8 Гб Rev. E Да Нет Нет Нет
Micron 16 Гб Rev. B Да Нет Нет Нет
Nanya 8 Гб B-die Да Нет Нет Нет
Samsung 4 Гб E-die Да Нет Нет Нет
Samsung 8 Гб B-die Да Да Да Да
Samsung 8 Гб D-die Да Нет Нет Нет

Тайминги, которые не масштабируются с напряжением, как правило необходимо увеличивать с частотой.

Ожидаемая максимальная частота

Ниже приведена таблица предполагаемых максимальных частот некоторых популярных чипов:

Чип Ожидаемая максимальная частота(МТ/с)
Hynix 8 Гб AFR 3600
Hynix 8 Гб CJR 4133*
Hynix 8 Гб DJR 5000+
Nanya 8 Гб B-die 4000+
Micron 8 Гб Rev. B 3600
Micron 8 Гб Rev. E 5000+
Micron 16 Гб Rev. B 5000+
Samsung 4 Гб E-die 4200+
Samsung 8 Гб B-die 5000+
Samsung 8 Гб D-die 4200+
  • * – результаты тестирования CJR получился несколько противоречивыми. Тестировали 3 одинаковых планки RipJaws V 3600 CL19 8 Гб. Одна из них работала на частоте DDR4-3600, другая – на DDR4-3800, а последняя смогла работать на DDR4-4000. Тестирование проводилось на CL16 с 1,45 В.
  • Не ждите, что одинаковые, но разнородные по качеству, чипы производителя одинаково хорошо разгонятся. Это особенно справедливо для B-die.
  • Указанные значения следует понимать как усредненные возможности чипа, не забывая о других факторах, существенно влияющих на достижимость этих показателей, таких как материнская плата и процессор.

Биннинг

Суть биннинга заключается в разделении производителем полученной на выходе продукции «по сортам», качеству. Как правило, сортировка производится по демонстрируемым при тестировании характеристикам производительности.

Чипы, показывающие одну частоту, производитель отделяет в одну «коробку», другую частоту – в другую «коробку». Отсюда и название процедуры – “binning” (bin – ящик, коробка). Подробно об этом писали в статье: «Что такое биннинг? В погоне за лучшими чипами».

G.Skill – один из производителей, известных своим развитым биннингом и категоризацией. Нередко несколько различных товарных позиций G.Skill входят в один и тот же заводской бин (например, DDR4-3600 16-16-16-36 1,35 В B-Die входит в тот же бин, что и DDR4-3200 14-14-14-34 1,35 В B-Die).

B-die из коробки «DDR4-2400 15-15-15» намного хуже чем из коробки «DDR4-3200 14-14-14» или даже из «DDR4-3000 14-14-14». Так что не ждите, что третьесортный B-die даст образцовые показатели масштабирования напряжения.

Чтобы выяснить, какой из одинаковых чипов обладает лучшими характеристиками на одном и том же напряжении, нужно найти немасштабируемый с напряжением тайминг.

Просто разделите частоту на этот тайминг, и чем выше значение, тем выше качество чипа.

Например, Crucial Ballistix DDR4-3000 15-16-16 и DDR4-3200 16-18-18 оба на чипах Micron Rev. E. Если мы разделим частоту на масштабируемый с напряжением тайминг tCL, мы получим одинаковое значение (200). Значит ли это, что обе планки – одного сорта? Нет.

А вот tRCD не масштабируется с напряжением, значит его необходимо увеличивать по мере увеличения частоты.

3000/16 = 187,5 против 3200/18 = 177,78.

Как видите, DDR4-3000 15-16-16 более качественный чип, нежели DDR4-3200 16-18-18. Это означает, что чипы DDR4-3000 15-16-16 очевидно смогут работать и как DDR4-3200 16-18-18, а вот смогут ли DDR4-3200 16-18-18 работать как DDR4-3000 15-16-16 – не факт. В этом примере разница в частоте и таймингах невелика, так что разгон этих планок будет, скорее всего, очень похожим.

Максимальное рекомендованное повседневное напряжение

Спецификация JEDEC JESD79-4B указывает (стр. 174), что абсолютный максимум составляет 1,50 В

  • Напряжения, превышающие приведенные в разделе «Абсолютные максимальные значения», могут привести к выходу устройства из строя. Это только номинальная нагрузка, и функциональная работа устройства при этих или любых других условиях выше тех, которые указаны в соответствующих разделах данной спецификации, не подразумевается. Воздействие абсолютных максимальных номинальных значений в течение длительного периода может повлиять на надежность.

В соответствии со спецификацией DDR4, это значение является официальным максимумом, на который должна быть рассчитана вся DDR4 память, однако многие микросхемы не способны справиться с такими высокими напряжениями длительное время. Samsung 8 Гб C-die может деградировать уже при напряжении всего 1,35 В, несмотря на соблюденные условия по тепловому режиму и качеству питания. С другой стороны, такие чипы как Hynix 8 Гб DJR или Samsung 8 Гб B-Die, выдерживают ежедневное напряжение, значительно превышающее 1,55 В. Выясните, какие напряжения безопасны именно для вашего чипа, либо же придерживайтесь напряжения в районе 1,35 В. И не забывайте про «кремниевую лотерею», то есть всё в определённой степени индивидуально. Будьте осторожны.

Одним из общих факторов, ограничивающих максимальное безопасное напряжение, с которым вы можете работать, является архитектура вашего процессора. Согласно JEDEC, VDDQ – напряжение вывода данных, – привязано к VDD, в просторечии называемому VDIMM или напряжением DRAM. Это напряжение взаимодействует с PHY (физическим уровнем) в CPU, и может привести к длительной деградации IMC, если установлено слишком высокое значение. Поэтому не рекомендуется повседневное использование напряжения VDIMM выше 1,60 В на Ryzen 3000 и 5000 или 1,65 В на процессорах Intel серии Comet Lake. Будьте осторожны, поскольку деградацию PHY у процессора измерить или заметить трудно, пока проблема не станет серьезной.

Для продуктов с заявленным напряжением 1,60 В вероятно безопасно использовать повседневное напряжение 1,60 В. Также, B-Die, 8 Гб Rev. E, DJR и 16 Гб Rev. B должны нормально работать с повседневным напряжении 1,60 В, при условии активного воздушного охлаждения. Повышение напряжения приводит к повышению тепловыделения, а высокая температура сама по себе снижает порог безопасного напряжения.

Ранговость

Ниже показано, как самые распространенные чипы ранжируются с точки зрения частоты и таймингов.

Оценка Чипы Описание
S Samsung 8 Гб B-Die Лучший DDR4 чип для универсальной производительности
A Hynix 8 Гб DJR, Micron 8 Гб Rev. E*, Micron 16 Гб Rev. B Высокопроизводительные чипы. Известны тем, что не холостят на степпингах (‘clockwall’) и обычно хорошо масштабируются с напряжением.
B Hynix 8 Гб CJR, Samsung 4 Гб E-Die, Nanya 8 Гб B-Die Чипы высокого класса, способные работать на высоких частотах с хорошими таймингами.
C Hynix 8 Гб JJR, Hynix 16 Гб MJR, Hynix 16 Гб CJR, Micron 16 Гб Rev. E, Samsung 8 Гб D-Die Достойные чипы с хорошей производительностью и неплохим масштабированием по частоте.
D Hynix 8 Гб AFR, Micron 8 Гб Rev. B, Samsung 8 Гб C-Die, Samsung 4 Гб D-Die Микросхемы низкого класса, обычно встречающиеся среди дешевых предложений. Большинство из них сняты с производства и более не актуальны.
F Hynix 8 Гб MFR, Micron 4 Гб Rev. A, Samsung 4 Гб S-Die, Nanya 8 Гб C-Die Плохие чипы, неспособные уверенно дотянуть даже до требований базовой спецификации JEDEC.
  • Частично на основе оценок Buildzoid, но из-за давности его публикации, некоторые чипы не включены в наш список.
  • Модификации ревизии 8 Гб Rev. E в основном различаются по минимально-достижимому tRCD и максимально-достижимой скорости без изменения VTT, с сохранением стабильности. Как правило, более новые редакции 8 Гб Rev. E (C9BKV, C9BLL и т.д.) обеспечивают более короткий tRCD и более высокую тактовую частоту без изменения VTT.

Температура и её влияние на стабильность

В целом, чем сильнее греется ваша оперативная память, тем менее стабильно она будет работать на высоких частотах и/или низких таймингах.

Тайминги tRFC очень сильно зависят от температуры, поскольку они связаны с утечкой конденсатора, вызванной температурой. При повышении температуры требуются более высокие значения tRFC. tRFC2 и tRFC4 – это тайминги, которые активируются, когда рабочая температура DRAM достигает 85°C. Ниже этих температур эти тайминги ничего не делают.

B-Die чувствительны к температуре, их идеальный диапазон ~30-40°C. Некоторые экземпляры могут выдерживать и больше, это уж как повезёт. В свою очередь Rev. E, похоже, к температуре не столь чувствителен.

Вы можете столкнуться с ситуацией, когда при выполнении теста памяти все работает стабильно, а во время игры – крашит. Это происходит потому, что CPU и/или GPU во время игры выделяют больше тепла внутри корпуса, повышая при этом и температуру оперативной памяти. Поэтому для имитации стабильности в играх рекомендуется провести стресс-тест GPU во время выполнения теста памяти.

Встроенный контроллер памяти (IMC)

Intel: LGA1151

IMC Skylake от Intel достаточно устойчивый, поэтому при разгоне он не должен быть узким местом. Ну а чего ещё ждать от 14+++++ нм?

IMC Rocket Lake, если не считать ограничений, касающихся поддержки памяти Gear 1 и Gear 2, имеет самый сильный контроллер памяти среди всех потребительских процессоров Intel, причем с большим отрывом.

Для разгона RAM необходимо изменить два напряжения: System Agent (VCCSA) и IO (VCCIO). НЕ оставляйте их в режиме “Auto”, так как они могут подать опасные уровни напряжения на IMC, что может ухудшить его работу или даже спалить его. Большую часть времени можно держать VCCSA и VCCIO одинаковыми, но иногда перенапряжение может нанести ущерб стабильности, что видно из скриншота. Я не рекомендовал бы подниматься выше 1,25 В на обоих.

Ниже предлагаемые значения VCCSA и VCCIO для двух одноранговых модулей DIMM:

Мы не рекомендовали бы подниматься выше 1,25 В на обоих.

Ниже – предлагаемые значения VCCSA и VCCIO для двух одноранговых модулей DIMM:

Частота (МГц) VCCSA/VCCIO (В)
3000-3600 1,10 – 1,15
3600-4000 1,15 – 1,20
4000-4200 1,20 – 1,25
4200-4400 1,25 – 1,30

* — Если модулей больше, и/или используются двуранговые модули, то может потребоваться более высокое напряжение VCCSA и VCCIO.

tRCD и tRP взаимосвязаны, то есть, если вы установите tRCD на 16, а tRP на 17, то оба будут работать с более высоким таймингом (17). Это ограничение объясняет, почему многие чипы работают не очень хорошо на Intel и почему для Intel лучше подходит B-die. В UEFI Asrock и EVGA оба тайминга объединены в tRCDtRP. В UEFI ASUS tRP скрыт. В UEFI MSI и Gigabyte tRCD и tRP видны, но попытка установить для них разные значения приведет просто к установке более высокого значения для обоих.

Ожидаемый диапазон латентности памяти: 40-50 нс.

  • Ожидаемый диапазон латентности памяти для Samsung B-Die: 35-45 нс.
  • В целом, латентность варьируется от поколения к поколению из-за разницы в размере кристалла (кольцевой шины). В результате, 9900K будет иметь немного меньшую задержку, чем 10700K при тех же настройках, поскольку у 10700K и 10900K кристаллы одинаковы.
  • Латентность зависит от значений RTL и IOL. Вообще говоря, ориентированные на разгон, да и просто качественные материнки имеют максимально короткие маршруты передачи данных и, соответственно, достаточно низкие RTL и IOL. На некоторых материнских платах изменение RTL и IOL не оказывает никакого влияния.

AMD: AM4

  • MCLK: Master clock, реальная тактовая частота памяти (половина эффективной скорости RAM). Например, для DDR4-3200 частота MCLK равна 1600 МГц.
  • FCLK: Infinity Fabric clock, частота шины Infinity Fabric.
  • UCLK: Unified memory controller (UMC) clock, частота контроллера памяти. Половина частоты MCLK, если MCLK и FCLK не равны (десинхронизированный режим, 2:1).
  • На Zen и Zen+ MCLK = FCLK = UCLK. Однако в Zen2 и Zen3 значение частоты FCLK можно менять. Если MCLK равен 1600 МГц (DDR4-3200) и вы установите FCLK на 1600 МГц, UCLK также будет 1600 МГц, если вы не установите соотношение MCLK:UCLK 2:1 (режим часто называется UCLK DIV MODE, хотя известны и другие названия). Однако, если вы установите FCLK на 1800 МГц, то UCLK будет работать на частоте половины от MCLK – 800 МГц (десинхронизированный режим).
  • В Ryzen 1000 и 2000 IMC несколько привередлив к разгону и может не дать столь же высоких частот, как Intel. IMC Ryzen 3000 и 5000 намного лучше и более-менее наравне с новыми процессорами Intel на базе Skylake, т.е. 9-го и 10-го поколения.
  • SoC voltage – это напряжение для IMC, и, как и в случае с Intel, не рекомендуется оставлять его в “Auto” режиме. Типичный диапазон этого значения 1,0 – 1,1 В. Более высокие значения, как правило, допустимы, и они могут оказаться необходимы для стабилизации памяти большого объёма, а также могут помочь стабилизировать FCLK.
  • С другой стороны, неоправданно высокое напряжение SoC может наоборот дестабилизировать память. Такое обычно происходит между 1,15 В и 1,25 В на большинстве процессоров Ryzen.

На разных процессорах контроллер памяти ведет себя по-разному. Большинство процессоров будут работать на частоте DDR4-3466 и выше при напряжении SoC 1,05 В, однако разница заключается в том, как разные процессоры реагируют на напряжение. Одни выглядят масштабируемыми с повышенным напряжением SoC, в то время как другие просто отказываются масштабироваться или вовсе демонстрируют отрицательное масштабирование. Все протестированные экземпляры демонстрировали отрицательное масштабирование при использовании SoC более 1,15 В. Во всех случаях максимальная частота памяти была достигнута при напряжении SoC =< 1.10 В.
Источник: The Stilt

В Ryzen 3000 есть также CLDO_VDDG (часто сокращается до VDDG, чтобы не путать с CLDO_VDDP), которое является напряжением для Infinity Fabric. Напряжение SoC должно быть, по крайней мере, на 40 мВ выше CLDO_VDDG, поскольку CLDO_VDDG формируется из напряжения SoC. В AGESA версии 1.0.0.4 и новее VDDG разделяется на VDDG IOD и VDDG CCD – для связующего кристалла ввода-вывода (I/O Die) и кристалл-чиплетов Сore Сomplex Die, соответственно.

Большинство вольтажей cLDO регулируются с двух главных шин питания процессора. В случае cLDO_VDDG и cLDO_VDDP они регулируются через VDDCR_SoC. Поэтому есть пара правил. Например, если вы установите VDDG на 1,10 В, а фактическое напряжение SoC под нагрузкой у вас составляет 1,05 В, VDDG будет оставаться максимум на ~1,01 В. Аналогично, если вы установили VDDG на 1.10 В и начнете повышать напряжение SoC, ваш VDDG вольтаж будет также повышаться. Точных цифр у меня нет, но можно предположить, что минимальное падение напряжения (Vin-Vout) составляет около 40 мВ. Из чего следует, что ваш ФАКТИЧЕСКИЙ вольтаж SoC должен быть, по крайней мере, на 40 мВ выше желаемого VDDG, чтобы ваша настройка VDDG вступила в силу.
Регулировка напряжения SoC сама по себе, в отличие от других регулировок, мало что даёт вообще. По умолчанию установлено значение 1.10 В, и AMD не рекомендует менять это значение. Увеличение VDDG в некоторых случаях помогает при разгоне матрицы, но не всегда. FCLK 1800 МГц должен быть выполнимым при значении по умолчанию 0,95 В, и для расширения пределов может быть полезно увеличить его до = Источник: The Stilt

Ниже приведены ожидаемые диапазоны частот памяти для двух одноранговых модулей DIMM при условии отсутствия проблем со стороны материнской платы и чипов:

Ryzen Ожидаемая частота (МГц)
1000 3000-3600
2000 3400-3800*
3000 3600-3800 (1:1 MCLK:FCLK)
3800+ (2:1 MCLK:FCLK)
  • Если модулей больше, и/или используются двуранговые модули, ожидаемая частота может быть ниже.
  • * – 3600+ обычно достигается при 1 DIMM на канал (DPC), материнской плате с 2 слотами DIMM и если используются очень хорошие IMC. См. таблицу: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1dsu9K1Nt_7apHBdiy0MWVPcYjf6nOlr9CtkkfN78tSo/edit#gid=1814864213
  • * – DDR4-3400…DDR4-3533 – это максимум, если не всё, на что способны IMC Ryzen 2000.
  • Количество протестированных образцов по максимально достижимой частоте памяти распределилось следующим образом: DDR4-3400 – 12.5% образцов; DDR4-3466 – 25.0% образцов; DDR4-3533 – 62.5% образцов
  • Процессоры Ryzen 3000 с двумя CCD-чиплетами (3900X и 3950X) предпочитают 4 одноранговые планки вместо 2 двуранговых. Для моделей с двумя CCD конфигурация «2 одноранговых DIMM на канал», кажется, является наиболее подходящим вариантом. И 3600, и 3700X достигли 1800 МГц UCLK при конфигурации «1 двуранговый DIMM на канал», но в 3900X, скорее всего, из-за рассогласованности двух его CCD, едва удалось достичь 1733 МГц на этой конфигурации. В то время как с двумя однорангами на канал нет никаких проблем в достижении 1866 МГц FCLK/UCLK.

tRCD делится на tRCDRD (чтение) и tRCDWR (запись). Обычно есть возможность уменьшить tRCDWR по отношению к tRCDRD, но я не заметил каких-либо улучшений производительности от понижения tRCDWR. Так что лучше держать их одинаковыми.

Geardown Mode (GDM) автоматически включается на скорости выше DDR4-2666, что обеспечивает четность tCL, четность tCWL, четность tRTP, четность tWR и CR 1T. Если вы хотите выставить нечетный tCL, отключите GDM. При нестабильной работе попробуйте использовать CR 2T, но это может свести на нет прирост производительности за счет снижения tCL, и даже к менее стабильной работе, чем с включенным GDM. К примеру, если вы попытаетесь запустить DDR4-3000 CL15 с включенным GDM, CL будет округлено до 16. В понятиях производительности это выглядит так: GDM откл CR 1T > GDM вкл CR 1T > GDM откл CR 2T.

У процессоров Ryzen 3000 с одним CCD (процессоры серий ниже 3900X) пропускная способность записи вдвое меньше.

Ожидаемый диапазон латентности памяти:

Ryzen Латентность (нс)
1000 65-75
2000 60-70
3000 65-75 (1:1 MCLK:FCLK)
75+ (2:1 MCLK:FCLK)

Достаточно высокий FCLK у Ryzen 3000 и 5000 может компенсировать потери от десинхронизации MCLK и FCLK, при условии, что вы можете назначить MCLK для UCLK.

Разгон

Дисклеймер: потенциал разгона сильно зависит от «кремниевой лотереи» (чип чипу рознь), поэтому могут быть некоторые отклонения от моих предложений.

Предупреждение: При разгоне оперативной памяти возможно повреждение данных. Рекомендуется периодически проводить проверку целостности системных файлов с помощью sfc /scannow.

Процесс разгона достаточно прост и выполняется в 3 шага:

  • Выставляются очень большие (ослабленные) тайминги.
  • Увеличивается частота DRAM до появления признаков нестабильности.
  • Выставляются оптимально-малые («жесткие», «подтянутые») тайминги.

Нахождение максимальной частот

1. На Intel следует начинать с 1.15В на VCCSA и VCCIO. На AMD с 1.10В SoC

Напряжение SoC может называться по-разному в зависимости от производителя:

  • Asrock: CPU VDDCR_SOC Voltage. Если не можете найти такое, используйте SOC Overclock VID в подменю AMD CBS. Значения VID (Voltage ID);
  • Asus: VDDCR SOC;
  • Gigabyte: (Dynamic) Vcore SOC. Обратите внимание, что Dynamic Vcore SOC это добавочное напряжение. Базовое напряжение изменяется автоматически при увеличении частоты DRAM. Напряжение 0,10 В на DDR4-3000 может привести к фактическому напряжению 1,10 В, а 0,10 В на DDR4-3400 приводит уже к фактическому напряжению 1,20 В;
  • MSI: CPU NB/SOC.

2. Установите напряжение DRAM 1,4 В. Если у вас чипы спотыкаются об 1,35 В, то ставьте 1,35 В.

  • «Спотыкаются» – имеется в виду работают нестабильно при попытках увеличить вольтаж, иногда вплоть до отказа при аппаратном самотестировании (POST).
  • Список чипов, спотыкающихся на 1,35 В включает (но не ограничивается) следующие: 8 Гб Samsung C-die, ранние чипы Micron/SpecTek (до 8 Гб Rev. E).

3. Выставите основные тайминги следующим образом: 16-20-20-40 (tCL-tRCD-tRP-tRAS), а tCWL на 16.

  • Большинству чипов требуется ослабить tRCD и/или tRP, потому я и рекомендую 20.
  • Подробнее об этих таймингах читайте тут (на англ.)

4. Постепенно увеличивайте частоту DRAM до тех пор, пока Windows не откажет. Помните об ожидаемых максимальных частотах, упомянутых выше.

  • На Intel, быстрый способ узнать, нестабильны ли вы, это следить за значениями RTL и IOL. Каждая группа RTL и IOL соответствует каналу. В каждой группе есть 2 значения, которые соответствуют каждому DIMM. Поскольку обе планки стоят во вторых слотах каждого канала, нужно посмотреть на D1 в каждой группе RTL и IOL. Значения RTL у планок не должны разниться между собой более чем на 2, а значения IOL более чем на 1. В нашем случае, RTL разнятся ровно на 2 (53 и 55), а значения IOL не разнятся вовсе (7 у обоих планок). Все значения в пределах допустимых диапазонов, однако имейте в виду, что это ещё не значит, что всё действительно стабильно.
  • На Ryzen 3000 или 5000 – убедитесь, что частота Infinity Fabric (FCLK) установлена равной половине вашей действующей частоты DRAM.

5. Запустите тест памяти на свой выбор.

Windows потребуется около 2 Гб памяти для проведения тестирования, поэтому обязательно учтите это при вводе тестируемого объема ОЗУ, если предусмотрен ручной ввод. У нас 16 Гб RAM, из которых обычно тестируется 14000 Мб.

Минимальные рекомендуемые значения Coverage/Runtime:

  • MemTestHelper (HCI MemTest): 200% на поток.
  • Karhu RAMTest: 5000%. Убедитесь, что на вкладке “Advanced” кэш процессора включен (CPU cache: Enabled). Это ускорит тестирование на ~20%. При охвате тестирования (coverage) 6400% показатель обнаружения ошибок составляет 99,41%, а при длительности 1 час – 98,43% (Источник — раздел Kahru FAQ).
  • TM5 с anta777 Extreme: 3 цикла. Время зависит от тестируемого объёма. Для 16 Гб RAM обычно требуется 1,5-2 часа. Если у вас 32 Гб, можно в 12-й строке конфиг-файла (Time(%)) сократить значение на половину, и у вас получится примерно такое же время выполнения, как и для 16 ГБ.
  • OCCT Memory: по полчаса на тест SSE и на тест AVX.

6. При зависании/краше/BSOD, верните частоту DRAM на ступень ниже и повторите тестирование.

7. Сохраните ваш профиль разгона в UEFI.

8. Теперь вы можете либо попытаться перейти на ещё более высокую частоту, либо начать подтягивать тайминги. Не забывайте об ожидаемых максимальных частотах, о которых мы говорили ранее. Если вы достигли пределов возможностей чипа и/или IMC, то самое время заняться оптимизацией таймингов.

Пробуем повысить частоты

Этот раздел актуален только если вы ещё не достигли пределов возможностей своей материнской платы, чипов и IMC. И он не для тех, у кого проблемы со стабилизацией частот в ожидаемом диапазоне.

Обратите внимание, что некоторые платы имеют автоматические правила, которые могут препятствовать вашему вмешательству. Например, наличие правила tCWL = tCL — 1 может привести к нечетному значению tCWL. Раздел «Дополнительные советы» может помочь вам получить представление конкретно о вашей платформе и функциональности вашей материнской платы.

  • Повысьте вольтажи VCCSA и VCCIO до 1,25 В.
  • Установите командный тайминг (“Command Rate”, CR) на 2T, если ещё не установлен.
  • Поменяйте значение tCCDL на 8. В UEFI Asus’ов нет возможности менять этот тайминг.
  • Рассинхронизация MCLK и FCLK может привести к значительному ухудшению таймингов, поэтому вам лучше не оптимизировать их, чтобы сохранить MCLK:FCLK 1:1. Подробнее об этом см. выше, раздел AMD – AM4.
  • Либо же установите FCLK на стабильное значение (если не уверены, установите на 1600 МГц).

2. Увеличьте основные тайминги до 18-22-22-42, а tCWL до 18.

3. Повысьте вольтаж DRAM до 1,45 В, если чип позволяет.

4. Выполните шаги 4-7 из раздела «Определение исходного уровня».

5. Выполните оптимизацию («подтягивание») таймингов.

Оптимизация таймингов

Обязательно после каждого изменения запускайте тест памяти и бенчмарк-тест, чтобы убедиться в повышении производительности. Мы бы рекомендовали выполнять бенчмарк-тесты 3-5 раз и усреднять результаты, так как тесты памяти могут немного отличаться.

Теоретическая максимальная пропускная способность (Мб/с) = Transfers per clock * Actual Clock * Channel Count * Bus Width * Bit to Byte ratio (Транзакций за такт*фактическая частота*количество каналов*ширина шины*соотношение битов к байтам).

Значения пропускной способности чтения и записи должны составлять 90-98% от теоретической максимальной пропускной способности.

  • На процессорах Ryzen 3000/5000 с одним CCD пропускная способность записи должна составлять 90-98% от половины теоретической максимальной пропускной способности. Можно достичь половины теоретической максимальной пропускной способности записи.
  • Процент теоретически максимальной пропускной способности обратно пропорционален большинству таймингов памяти. Другими словами, по мере сокращения таймингов оперативной памяти, этот процент будет увеличиваться.

1. Мы бы рекомендовали для начала подтянуть некоторые второстепенные тайминги в соответствии с таблицей ниже, поскольку они могут ускорить тестирование памяти.

Надёжно (Safe)

Оптимально (Tight)

Предельно (Extreme)

  • Минимальное значение, при котором снижение tFAW возымеет эффект на производительность RAM, должно равняться 4-х кратному значению tRRDS либо tRRDL – в зависимости от того, какой из них меньше.
  • Необязательно, чтобы все тайминги выставлялись в одном пресете. Вы, например, можете выставить tRRDS tRRDL tFAW в пресете “Tight”, а tWR – в пресете “Extreme”.
  • На некоторых Intel-овских материнских платах tWR в UEFI ничего не делает, вместо него реальный контроль осуществляет tWRPRE (иногда tWRPDEN). Уменьшение tWRPRE на 1 приведет к уменьшению tWR на 1, следуя правилу tWR = tWRPRE — tCWL — 4.

2. Далее идёт tRFC. По умолчанию для чипов 8 Гб установлено значение 350 нс (обратите внимание на единицу измерения).

  • Примечание: Перетягивание tRFC может привести к зависанию/блокировке системы.
  • tRFC – это количество циклов, за которые происходит сброс или перезарядка конденсаторов DRAM. Поскольку разрядка конденсаторов пропорциональна температуре, то для памяти, работающей при высоких температурах, могут потребоваться значительно более высокие значения tRFC.
  • Перевод в нс: 2000*timing/ddr_speed.
  • Перевод из нс (то, что прописывается в UEFI): ns*ddr_speed/2000. Пример: 180 нс на DDR4-3600 = 180*3600/2000 = 324, соответственно в UEFI вам нужно ввести значение 324
  • Ниже приведена таблица типичных значений tRFC в нс для наиболее распространенных чипов:

Чип

tRFC (нс)

Что нужно знать о DDR4 ОЗУ?

image

image

Компьютерные технологии стремительно развиваются, заменяются новыми параметрами и спецификациями, но оперативная память располагает преимуществом во времени. DDR SDRAM был запущен в 2000 году и прошло три года, перед приходом в 2003 году DDR2 SDRAM. Время DDR2 продолжалось четыре года, в 2007 году её заменила DDR3 SDRAM. С тех пор она уже семь лет без изменений, но запуск DDR4 совершился.

Что нового в DDR4?

Внешне, DDR4 такой же ширины, как и DDR3, но немного выше примерно на 9 мм. Разница между DDR3 и DDR4 в том, что DDR4 использует 288 контактов по сравнению с 240 на DDR3 и ключ находится в другом месте.

  • Более низкое рабочее напряжение
  • Увеличение энергосбережения
  • Увеличение частоты
  • Уплотнение микросхем.

DDR3 работает на 1.5 В с модулями, работающих на 1,35 В. DDR4 изначально работает на 1.2 В с модулями, на 1.05 В. Кроме того, DDR4 поддерживает ряд усовершенствований энергосбережения, активируясь, когда система находится в режиме ожидания.
Пониженное рабочее напряжение позволяет DDR4 потреблять меньше энергии (и, следовательно, более низкую рабочую температуру), чем DDR3.

image

DDR4 имеет рабочую частоту с 2133MHz (это является пределом для DDR3), в конечном итоге частота около 3200MHz. DDR4 чипы также могут быть изготовлены в плотностях до 16 Гб (или 2 Гб) на планку, которая дважды превышает плотность DDR3. Это означает, что мы увидим железо потребительского класса ёмкостью 16 Гб, а 64 ГБ на планке для памяти серверного уровня.

Минусы DDR4

Как и большинство новых технологий, DDR4 не является совершенным. Цены будут выше на 20-50%, чем у таких же планок DDR3. По мере увеличения спроса, стоимость снизится, но сейчас DDR4 просто будет дороже.
Вторая проблема заключается в том, что несмотря на более высокие частоты DDR4, чем у DDR3, тайминг хуже.

DDR3-2133MHz планки обычно имеют CL10-CL11, текущие планки DDR4-2133Mhz будут огорчать CL15. Это не является сюрпризом, повторяется ситуация, когда была представлена DDR3, но это не значит, будто четвертое поколение, уступает предшественнику, всего лишь на первых порах.
При сравнении Core i7 5960X и 4960X, Geekbench сообщает лишь немного отличающиеся баллы с DDR4-2133MHz по сравнению с DDR3-1600MHz (5691 против 5382). Более высокие частоты будут достигнуты в ближайшем будущем, остаётся укоротить тайминг, и мы увидим мощь DDR4.

Заключение

ОЗУ является очень важным аспектом современных PC. Быстрая память, не плохо, но возможности производительности не основное преимущество DDR4 над DDR3.
DDR4 требуется совершенно иной набор микросхем и процессор в отличии от DDR3, поэтому нельзя назвать DDR4 эталоном. Более подробное сравнение DDR4 / x99 / Haswell-E -VS- DDR3 Core i7 5960X в статье

Наиболее важны две вещи: пониженное рабочее напряжение и высокая плотность памяти. С меньшим температурным режимом компоненты куда более надежнее, по отношению к своим собратьям.

image

Мнение автора

Если выбрать один аспект DDR4 в качестве наиболее важного, то плотность памяти является моим выбором. Это огромный плюс, что делает более желанной DDR4 в сравнении к DDR3.

Программы и типы данных становятся больше и сложнее, ОЗУ большей вместимости будет становиться все более и более значимым. Уже около 33% на базе X79, проданы Puget Systems, с января 2014 уже превышен объем памяти, который можно установить в системе с помощью 8x 8 ГБ планок или 64 ГБ оперативной памяти в сумме. Это огромная часть продаж Puget Systems, так как DDR4 имеет большой потенциал и хотелось бы увидеть её в высокопроизводительных рабочих станциях.

Фото в заголовке — Daniel Dionne.

UPD 19.11.204: Извините за ошибки и сложность осмысления перевода. Благодарю за критику и проявленное внимание.

Я ещё не обновился, а она уже устарела: что нужно знать про DDR4

Я ещё не обновился, а она уже устарела: что нужно знать про DDR4

Что у вас «под капотом»? Допотопный i7 и DDR3, которую уже два года не поддерживает современное железо? Ничего, производители обещают к 2020 году массовый переход на новый стандарт — как обычно, обещая «лучше, больше, быстрее» одновременно с «дешевле». А ведь DDR4 до сих пор не заняла 50% рынка и будет актуальной ещё много лет. Если вы планируете апгрейд сегодня, мы поможем подобрать оперативную память и не попасть впросак.

Коротко о главном

Главное преимущество DDR4 по сравнению с «тройкой» — больше гигабайт и мегагерц за те же деньги. Достигается прирост не грубым разгоном старого стандарта, а полным пересмотром внутреннего устройства чипов — у DDR4 в два раза больше банков и гораздо короче строки памяти. Проще говоря, новая RAM может переключаться между отдельным микросхемами и внутри них гораздо быстрее, чем это делала DDR3. На бумаге прирост составляет 100%, в реальных задачах — чуть меньше, до 50%, но и это более чем приличный результат.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

Изменилась и электрическая реализация интерфейса ввода-вывода данных. Суть его работы — в повышении энергоэффективности. В схеме не протекает ток, когда на линии установлен высокий уровень напряжения, а сам этот «высокий уровень» удалось сделать на 20% ниже, чем у DDR3.

Работа на высоких скоростях с большими стеками данных увеличивает шанс возникновения сбоев, однако над стабильностью тоже поработали. DDR4 получила новые механизмы обнаружения и устранения ошибок — например, функцию коррекции промахов, связанных с контролем чётности команд и адресов. Также внедрена проверка контрольных сумм перед записью информации в память.

Частотный потенциал

Казалось бы, повышение тактовой частоты памяти даёт прямой прирост производительности. Вот только теория с практикой сходятся не всегда. В частотный «потолок» может упереться сама материнская плата. В лучшем случае рабочая частота будет «обрезана» до максимально допустимой, в худшем — система просто откажется заводиться. «Бутылочным горлышком» может стать и контроллер памяти процессора — особенно в моделях без поддержки разгона. К тому же с ростом частоты увеличиваются тайминги (о которых чуть позже).

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

Для DDR3 характерны частоты от 1066 МГц до 1600 МГц, и лишь немногие экземпляры могут предложить 1866 или вовсе экзотические 2133 МГц «из коробки». Для DDR4 минимальная скорость работы начинается с отметки 2133 МГц. Конечно, DDR3 может наверстать эту разницу с помощью оверклокинга. Но разгоняться умеет и DDR4, у которой возможности повыше. Там, где DDR3 «упрётся в потолок» на уровне в 2400-2666 МГц, DDR4 без проблем осилит 3600 МГц и выше. А при большом желании и финансах вплоть до 5500 можно разогнать. Словом, потенциал у DDR4 ещё не исчерпан.

Тайминги и напряжение

Тайминги — это количество тактовых импульсов, необходимых для выполнения той или иной операции. Например, поиска определённой ячейки и записи в неё информации. Чем меньше будут значения таймингов модуля памяти, тем меньше он будет тратить времени на рутинные операции. Соответственно, при меньшем тактовом значении, обозначаемом аббревиатурой CL (англ. CAS Latency) можно говорить об увеличении быстродействия. Тайминги DDR3-1600MHz обычно имели значение CL11, у DDR4-2400Mhz оно составляет CL15, а при частоте 2666 МГц — CL16. Но бездумно ориентироваться только на цифры не стоит — чтобы узнать, выросла задержка при разгоне или, напротив, уменьшилась, её значение (число CL) требуется разделить на частоту (МГц). Чем меньше получившаяся цифра относительно номинальной, тем лучше. Если же нет желания ковыряться в UEFI, можно приобрести планки с уже предустановленным XMP-профилем, который укажет системе оптимальные настройки.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

DDR3 оперировала на напряжениях от 1,65-1,5 и до 1,35 вольт для ULV-модулей и процессоров Haswell. DDR4 достаточно 1,35 вольт в разгоне, стандартные же напряжения колеблются в диапазоне от 1,2 до 1,05 вольт для энергоэффективных систем. Преимущества такого исполнения очевидны. Во-первых, это меньший нагрев, комментарии тут излишни. Во-вторых, энергопотребление снизилось на 40% по сравнению с DDR3L: если для десктопов это не столь критично, то владельцы мобильных решений наверняка оценят увеличение автономности — оперативная-то память всегда потребляет, в отличие от накопителя.

Разгон

Разгон — дело хорошее, но при выборе RAM с прицелом на оверклокинг нужно учесть несколько нюансов. Во-первых, это железные ограничения остальных компонентов сборки. Например, процессоры Intel без литеры K практически не получают никаких бонусов от памяти с частотой выше 2400 МГц. Во-вторых, у DDR4 большие тактовые задержки, это обязательно стоит учитывать при разгоне. Нет смысла выжимать максимальную частоту из модулей, если результаты станут хуже, чем на стандартных показателях. А вот успешное снижение таймингов значительно сократит время ожидания ответа от памяти. В общем случае работает правило: выше частота — больше тайминги. Если же последние (при гораздо большей частоте) отличаются незначительно, такой вариант будет наиболее предпочтительным.

Совместимость

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

Совместимость — как лицензионное соглашение: слышали все, но мало кто читал. Но лучше перед покупкой потратить пару минут на чтение таблицы совместимости, чем бегать потом между магазином и сервисным центром, выясняя очевидное. Чаще проблема «не заводящейся» памяти актуальна для сборок на базе AMD Ryzen (из-за особенностей архитектуры), но и у Intel иногда попадаются нетипичные комбинации.

Подводные камни

Наиболее распространённая ошибка при выборе оперативной памяти — несоответствие реальным задачам, для которых она приобретается. В таких случаях можно как потерять в производительности, так потратить лишние деньги. На самом же деле достаточно почитать те самые скучные мануалы. По которым мы сейчас коротко и пройдёмся.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

Сборка на базе Intel Core i-серии с интегрированной графикой часто комплектуется самыми дешёвыми планками DDR4. Казалось бы, железо недорогое, зачем ставить туда память подороже? Видеоядро не имеет собственных ресурсов для хранения и обработки данных и пользуется системными. Встроенная графика отлично реагирует (до определённого предела) на рост частоты и снижение таймингов — от скорости доступа к RAM напрямую зависит время отрисовки кадра со множеством объектов. И если такой системный блок не планируется оснащать отдельным видеоадаптером, на памяти лучше не экономить.

Лучшим ориентиром будет спецификация самого процессора: например, контроллер памяти Core i3-8100 по умолчанию рассчитан на DDR4 с частотой 2400 МГц. Соответственно, использование более дешёвой DDR4-2133 МГц приведёт к заметному падению производительности. А вот установка планки частотой 3000 МГц и выше прирост обеспечит разве что в товарном чеке. Такой же подход уместен для всех процессоров i-серии без литеры К. На сэкономленные деньги разумнее нарастить объём, а не частоты RAM, или вложиться в SSD.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

К семейству процессоров AMD Ryzen подход иной. И от того, насколько успешно будет пройден квест по выбору оперативной памяти, зависит многое. Архитектура Ryzen такова, что на частоту завязана также скорость работы внутрипроцессорной шины Infinity Fabric.

Следовательно, выбором памяти определяется, насколько быстро вычислительные ядра смогут общаться между собой, с L3-кешем и с контроллерами, встроенными в CPU. И простым увеличением частоты DDR4 можно увеличить базовую производительность системы с Ryzen на внушительные 10-15 процентов. Важнейшей характеристикой RAM в этом случае станет именно её частота, влияющая на производительность гораздо сильнее, чем задержки. Всего один шаг в 266 МГц даст примерно такой же эффект, как снижение таймингов на четыре цикла. Оптимальная цифра для «красных» процессоров — 2866 или 3000 МГц (в зависимости от спецификаций). И не забываем о таблицах совместимости с процессорами и материнскими платами!

Правильный выбор

Переходим от теории к практике: выбираем оперативную память для готовых сборок с разными ценовыми категориями и наборами комплектующих. Бюджетный вариант игрового системного блока часто собирается на основе актуального процессора Intel без поддержки разгона.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

Оптимальный выбор для такой комплектации — серия Kingston Value RAM или Samsung с частотой 2400 МГц. Стабильная работа, частота, оптимальная для контроллера памяти процессора, и ноль переплат за неиспользуемые возможности разгона. Исключением станет разве что системник без отдельного графического адаптера. Но для игр он всё равно не годится, так что это не наш случай.

А вот для линейки Intel Core i-серии с литерой K и поддержкой частоты 2666 МГц стоит присмотреться к соответствующим планкам HyperX Predator с низкими таймингами. Теоретически можно взять частоту и повыше. Вот только разогнать этот процессор до заветных 5 ГГц пресловутая «терможвачка» всё равно не даст, фактический прирост при использовании топовых модулей RAM будет на грани погрешности. Если нет желания самостоятельно менять термоинтерфейс кристалла CPU (со всеми сопутствующими рисками и потерей гарантии), просто подбираем оптимальное готовое решение.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

Для Ryzen 3 и Ryzen 5 без приставки X, да и в тех случаях, когда экстремального оверклокинга не планируется, достаточно 2666 МГц с низкими таймингами. Для «старших» моделей Ryzen 5X и 7X повышаем значения до 2866 и 3000 МГц соответственно. Если спецификации изучать нет ни времени, ни желания — смело выбираем вариант от AMD. Проблем у такой связки точно не предвидится. А вот на топовых сборках экономить не стоит. Ведь для того и брали крутое железо, чтобы ставить рекорды производительности. Память понадобится соответствующая. Например, HyperX Predator с частотой 3200 МГц. Есть и аналогичный вариант, но с 3600 МГц.

Выводы

Так стоит ли переходить на DDR4 сегодня, если через пару лет и она будет считаться устаревшим стандартом? Ответ зависит от требований пользователя к текущей сборке. Рассмотрим три наиболее актуальных сценария апгрейда.

Если вас устраивает производительность на основе Core i7-6700K и устаревшей, но всё ещё выполняющей свои задачи DDR3, то менять материнскую плату вместе с памятью смысла нет. Разве что уже сейчас не хватает имеющихся 32 гигабайт RAM — но тогда уж проще переходить на новое железо целиком. Не в последнюю очередь стоит учитывать, для каких задач память будет использоваться. Разумеется, отличие при переходе на высокие частоты будет заметно. Но если говорить об игровой производительности, то складывается она из множества факторов — в итоге реальный прирост может составить 5-10% вместо ожидаемых 30-40.

Между прошлым и будущим: всё, что нужно знать про DDR4

В том случае, когда сборка планируется с нуля — альтернативы попросту нет. И выбирать придётся из актуальных платформ: процессор, исходя из поставленных задач, материнскую плату — по потребностям и бюджету. А что касается оперативной памяти — сегодняшний гайд вам в помощь.

Тем же, кто не может определиться, апгрейдиться сейчас или дождаться DDR5, дадим небольшую подсказку. До того момента, когда в реальных задачах пропускной способности DDR4 будет мало, ждать придётся ещё лет этак пять. Доказано всё ещё не сдающей позиции «тройкой». А уж к тому времени и DDR6 анонсируют, если не изобретут более навороченный стандарт. Поэтому нет смысла откладывать апгрейд, если можно получить адекватную производительность здесь и сейчас. Современную оперативную память DDR4 и любые другие комплектующие для PC вы всегда найдёте в сети магазинов «Регард».

Автор текста: Виктор Сидоров