После использования стандарта DDR3 в течение восьми лет, производители оперативной памяти по всему миру начали процесс выпуска новейших чипов памяти в форме DDR4. Но в чём заключается преимущество (если оно вообще есть) DDR4 над DDR3 в реальных задачах, и стоит ли переходить на новый, более дорогой стандарт?
Технические улучшения DDR4 RAM
На данный момент существует три основных типа оперативной памяти для компьютеров потребительского класса: DDR3, DDR3L и DDR4.
Основными преимуществами DDR4 над своим предшественником DDR3 являются: более широкий диапазон тактовых частот и таймингов, низкое энергопотребление и уменьшенная задержка. У DDR3 есть четыре основных диапазона тактовой частоты (она определяет, насколько быстро оперативная память способна считывать и записывать данные): 1333 МГц, 1600 МГц, 1866 МГц и 2133 МГц. При этом 2133 МГц — максимальный предел возможностей такой памяти. Конфигурации на 800 МГц и 1066 МГц теоретически всё ещё существуют, но, по большей части, были вытеснены более современными вариантами.
DDR4, с другой стороны, похоже, не имеет ограничений в плане тактовой частоты. По крайне мере, ни один производитель пока не уткнулся в потолок. Каждый раз, когда кто-то достигает показателей, кажущихся пределом, другая компания устанавливает новый стандарт экстремальной производительности. В этом месяце сотрудники G.Skill представили конфигурацию с DDR4 на 128 Гб, состоящую из четырёх планок памяти по 32 Гб с тактовой частотой 3000 МГц. Тем временем, до полок магазинов уже добралась серия G.Skill TridentZ на 8 Гб, работающая на частоте 4266 МГц.
Далее, потребляемая мощность большинства моделей DDR3 варьируется в пределах от 1,5 вольт в стандартных конфигурациях, до 1,975 вольт в разогнанных машинах. Оперативная память DDR4 работает гораздо эффективнее, требуя всего 1,2 вольта. Вдобавок, количество потребляемой энергии можно снизить до 1,05 вольт, в зависимости от производителя и объёма памяти. Конечно, стандарт DDR3L тоже может похвастаться определёнными успехами в этом плане, опускаясь до 1,35 вольт (буква «L» означает «Низкое напряжение»), но эффективность DDR4 находится на совершенно другом уровне.
С точки зрения непрофессионала, это значит, что память DDR4 способна передавать данные быстрее, потребляя при этом меньше энергии, что увеличивает стабильность системы в долгосрочной перспективе. Это помогает снизить риск повреждения памяти во время разгона, а также уменьшает нагрузку особо требовательных программ на систему в целом.
Ну и наконец, последним преимуществом DDR4 над DDR3 является увеличение максимального лимита памяти, который можно установить на одной материнской плате. В наилучшем возможном сценарии, теоретический лимит конфигурации с памятью DDR3 составляет 128 Гб, тогда так верхний предел DDR4 в четыре раза выше и равняется 512 Гб. Впрочем, системы с таким количеством памяти пока не тестировались в реальных условиях.
Haswell-E против Skylake
Лишь ограниченно число процессоров сейчас поддерживает DDR4. К ним относится линейка Haswell-E от Intel, а также новейший четырёхъядерный процессор Skylake той же компании.
Оперативная память DDR4 впервые появилась на рынке в прошлом году, вместе с релизом Haswell-E. Согласно независимым тестам издания Anandtech, которое сравнивало DDR3 с DDR4 на совместимой с Haswell игровой конфигурации, разница между этими типами памяти была минимальной или вообще нулевой.
Хотя Skylake лучше Haswell справляется с приложениями, нагружающими ЦПУ, разница между DDR3 и DDR4 всё равно не слишком ощутима. Когда сотрудники Anandtech провели похожие тесты в GTA V, воспользовавшись процессором Skylake i7-6700k и 16 Гб оперативной памяти DDR4, работающей на частоте 2133 МГц, показатель кадров в секунду увеличился лишь на несколько десятичных долей по сравнению с аналогичной конфигурацией, оборудованной DDR3.
К счастью, разрыв в производительности оказался более очевиден, когда дело дошло до профессиональных приложений, работающих в системе на базе Skylake. При извлечении архива с помощью утилиты WinRar (как известно, этот процесс очень сильно нагружает память), DDR4 смогла показать лучшие результаты. Объектом тестирования был архив объёмом 1,52 Гб, содержащий различные файлы, включая изображения, программы и видео в разрешении 720p.
Невооружённому глазу подобный рост производительности может показаться незначительным. Однако для специалистов, работающих с приложениями такого типа практически ежедневно, экономия времени благодаря использованию DDR4 может оказаться весьма значительной.
Таким образом, хотя Skylake и не даёт ощутимых преимуществ над Haswell в плане компьютерных игр, совершенно ясно, что DDR4 позволяет увеличить скорость работы программ вроде WinRar или Photoshop, активно использующих оперативную память, на любом поколении ЦПУ.
Как и продукты любой новой технологии, плашки памяти DDR4, очевидно, будут стоить дороже своих аналогов класса DDR3. Сравнивая две модели оперативной памяти одного и того же производителя, мы обнаружили, что пара плашек DDR3 Savage на 8Гб (16 Гб в общем) с тактовой частотой 2400 МГц стоит 103,99 долларов на Newegg, тогда как такая же память DDR4 обойдётся вам уже в 129,99 долларов — почти на 21% дороже. Не слишком плохо, но всё же ощутимо. К счастью, стоимость DDR4 за последний год сильно упала, и такая тенденция будет продолжаться по мере массового распространения данного стандарта.
Впрочем, не забывайте, что это цена лишь самих плашек памяти. Мы не учитываем стоимость дополнительных компонентов, которые могут вам понадобиться для обеспечения полной совместимости своей системы с DDR4. Если ваш компьютер оборудован устаревшей материнской платой или несовместимым процессором (например, старой моделью Haswells или её аналогом от AMD), вам придётся заменить их, чтобы воспользоваться памятью DDR4.
Стоит ли обновлять компьютер?
На данный момент нет.
В случае компьютерных игр, преимущество DDR4 над своим предшественником в лучшем случае минимально (пока). Похоже, что на рынке сейчас просто недостаточно игр AAA класса, способных использовать DDR4 на полную мощность. А вот для специалистов, работающих с графическими приложениями вроде Photoshop, уменьшенная задержка и лучшее время отклика вполне могут оправдать переход с уже устаревающих стандартов DDR3 и DDR3L.
Если при сборке следующего ПК вы хотите, чтобы он оставался конкурентоспособным как можно дольше, нет никаких явных причин отказываться от использования DDR4 в конфигурации на базе Skylake. Тем не менее, если вы недавно собрали компьютер с DDR3 или DDR3L, а также процессором Haswell, либо хотите сэкономить немного денег, вполне возможно, увеличенная цена остальных компонентов того не стоит.
Ассортимент доступной памяти DDR4 на рынке постепенно увеличивается. На сегодняшний день эта память совместима лишь с материнскими платами на основе чипсета Intel X99 и, соответственно, процессорами c кодовым наименованием Haswell-E (разъем LGA2011-v3). Собственно, тот факт, что память DDR4 совместима только с указанной платформой Intel, уже означает, что она предназначена для самых производительных на сегодняшний день ПК. Все материнские платы на чипсете Intel X99 поддерживают до 64 ГБ памяти DDR4 в четырехканальном режиме (при условии, что на плате имеется восемь слотов для модулей памяти). Сразу оговоримся, что речь идет о нерегистровой (UDIMM) памяти non-ECC. Дело в том, что на некоторых платах с чипсетом Intel X99 реализована поддержка серверных процессоров семейства Intel Xeon E5 v.3 (имеющих тот же разъем LGA2011-v3 и ту же архитектуру процессора). В этом случае поддерживается память c ECC, причем как регистровая (RDIMM), так и нерегистровая (UDIMM), а максимальный объем памяти составляет уже 128 ГБ. Однако серверную память мы рассматривать в данной статье не будем и в дальнейшем под памятью DDR4 мы будем понимать нерегистровую память без ECC.
Что касается емкости модулей памяти DDR4, то в продаже имеются модули емкостью 4 ГБ (они наиболее распространены) и 8 ГБ. Память DDR4 поступает в продажу как в виде отдельных модулей, так и в виде комплектов, состоящих из двух, четырех и даже восьми модулей. Но наиболее распространены комплекты из четырех модулей памяти (четырехканальные комплекты). Соответственно, суммарная емкость такого комплекта может быть либо 16, либо 32 ГБ. Наиболее распространенными сегодня на рынке являются четырехканальные наборы памяти с суммарной емкостью 16 ГБ, то есть наборы из четырех модулей памяти с емкостью каждого модуля 4 ГБ.
Минимальная частота памяти DDR4, предусмотренная стандартом, составляет 1066 МГц. Соответственно, эффективная частота в этом случае составляет 2133 МГц (память DDR4-2133), а пропускная способность - 17056 МБ/c (в одноканальном режиме). Максимальная частота памяти, предусмотренная стандартом, составляет 2133 МГц, ее эффективная частота в этом случае составляет 4266 МГц (память DDR4-4266), а пропускная способность - 34128 МБ/c (в одноканальном режиме). Правда, частота 2133/4266 МГц - это задел на будущее, пока такой памяти в продаже нет. Реально сегодня на рынке имеется память с эффективной частотой от 2133 МГц до 3000 МГц, причем стандартизированной, похоже, является лишь память DDR4-2133, а более скоростная память реализуется через XMP-профили.
Как правило, модули более дорогой и более скоростной памяти DDR4 оснащаются радиаторами, которые не несут никакой смысловой нагрузки, кроме привлечения внимания пользователей. Радиаторы на модулях памяти - это чисто декоративная и, по большому счету, бессмысленная вещь, поскольку чипы памяти просто не нагреваются настолько, чтобы им требовалось охлаждение с использованием радиаторов. Не будем голословными и подтвердим сказанное фактами. Для того чтобы продемонстрировать бессмысленность радиаторов на модулях памяти, мы воспользовались пирометром, позволяющим дистанционно определять изменение температуры. Для теста использовался модуль памяти DDR4-2133 (15-15-15) без радиатора, напряжение питания составляло 1,2 В. В режиме простоя температура чипов памяти составляла 31,2 °C, а при загрузке памяти с использованием стресс-теста Stress System Memory в утилите AIDA64 температура чипов памяти увеличивалась до 35,5 °C. При разгоне той же памяти до частоты 2400 МГц и напряжении питания 1,35 В в режиме простоя температура чипов памяти составляла 32,7 °C, а при загрузке памяти увеличивалась до 38,1 °C. Понятно, что при таких температурах никакого смысла в радиаторах просто нет. Кроме того, все модули памяти DDR4 емкостью 4 ГБ являются односторонними, то есть чипы памяти расположены с одной стороны модуля. Казалось бы, уж если и приклеивать радиатор, то только с одной стороны. Однако радиаторы на таких модулях памяти всегда с двух сторон - просто так красивее.
Теперь о стоимости. В первом приближении память DDR4 стоит примерно 1 тысячу рублей за 1 ГБ. То есть модуль памяти емкостью 4 ГБ стоит примерно 4 тысячи рублей, а модуль памяти емкостью 8 ГБ - 8 тысяч рублей. Однако нужно иметь в виду, что декоративные радиаторы и более высокая заявленная частота работы приводят к увеличению стоимости памяти. То есть модуль памяти DDR4-3000 будет дороже модуля памяти DDR4-2133 (при равной емкости).
AMD Radeon R7 Performance Series (R744G2133U1S)
Как бы это ни казалось странным, но компания AMD производит наборы памяти DDR4, которые на сегодняшний день совместимы только с процессорами Intel. Впрочем, об этом скромно умалчивается, а потому найти какую-либо техническую информацию о памяти DDR4 там не представляется возможным. Видимо, гордость не позволяет предавать гласности этот факт, но и отказаться от зарабатывания денег компания не желает.
По имеющейся у нас информации, на сегодняшний день AMD предлагает два четырехканальных комплекта памяти DDR4, которые отличаются лишь емкостью: это комплекты из четырех модулей с суммарной емкостью 32 ГБ (R748G2133U2S) и комплекты из четырех модулей с суммарной емкостью 16 ГБ (R744G2133U1S). Для обоих комплектов частота памяти составляет 2133 МГц, а тайминги - 15-15-15-36.
Далее мы рассмотрим комплект памяти из четырех модулей с суммарной емкостью 16 ГБ (R744G2133U1S), который относится к серии AMD Radeon R7 Performance. Как уже отмечалось, модули памяти AMD R744G2133U1S имеют частоту 2133 МГц и тайминги 15-15-15-36, а напряжение питания составляет 1,2 В (это стандартное значение).
Заявленная частота памяти невысокая (это минимальное значение для DDR4), но велика вероятность, что данную память удастся заставить работать на более высокой частоте.
Модули памяти оснащены радиаторами охлаждения темно-серого цвета, которые представляют собой две металлические пластины, наклеенные с каждой стороны модуля. При этом сами модули являются односторонними, то есть чипы памяти расположены у них только с одной стороны.
На нашем тестовом стенде с настройками в UEFI BIOS по умолчанию память AMD Radeon R7 Performance Series (R744G2133U1S) завелась на частоте 2133 МГц с таймингами 15-15-15-36, то есть именно так, как и должно быть.
Кроме того, выяснилось, что память может работать и на частоте 2400 МГц. При запуске памяти на данной частоте автоматически устанавливаются тайминги 18-18-18-40, однако на частоте 2400 МГц данная память может работать и с таймингами 18-11-11-36.
Далее приведены результаты тестов в программе AIDA64 комплекта модулей памяти AMD Radeon R7 Performance Series (R744G2133U1S) с настройками по умолчанию (DDR4-2133; 15-15-15-36) и в состоянии разгона (DDR4-2400; 18-11-11-36).
Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC
Комплект четырехканальной памяти Geil GPR416GB3000C16QC относится к серии . Это четыре модуля памяти DDR4-3000 суммарным объемом 16 ГБ (4 × 4 ГБ). Модули памяти оснащены радиаторами охлаждения бордового цвета. Сами модули памяти односторонние, то есть все чипы памяти расположены на них с одной. Вообще, нужно отметить, что радиаторы на памяти внушительно, скажем так, не выглядят. Толщина пластинок, из которых сделан радиатор, составляет менее 1 мм. Высота модуля памяти с радиатором - 47 мм.
Согласно информации на сайте производителя, на частоте 3000 МГц модули памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC могут работать с таймингами 16-16-16-36 при напряжении питания 1,35 В. Причем данный режим работы модулей памяти обеспечивается при активации XMP-профиля.
Отметим, что в серию четырехканальной (Quad Channel) памяти Geil Evo Potenza входят еще и комплекты памяти DDR4-2133/2400/2666/2800, а также более скоростная память DDR4-3200. Комплекты четырехканальной памяти Geil Evo Potenza DDR4-3000 тоже могут быть разными: так, кроме 16-гигабайтных комплектов есть и комплекты с суммарным объемом 32 ГБ. Могут отличаться и тайминги памяти: 15-15-15-35 или 16-16-16-36. С учетом двух возможных объемов и двух наборов таймингов в серию Geil Evo Potenza DDR4-3000 входят четыре комплекта памяти:
- GPR416GB3000C15QC: тайминги 15-15-15-35, суммарный объем 16 ГБ;
- GPR416GB3000C16QC: тайминги 16-16-16-36, суммарный объем 16 ГБ
- GPR432GB3000C15QC: тайминги 15-15-15-35, суммарный объем 32 ГБ;
- GPR432GB3000C16QC: тайминги 16-16-16-36, суммарный объем 32 ГБ.
Теперь расскажем о тех сложностях, с которыми мы столкнулись при тестировании памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC.
Прежде всего, отметим, что заявленная частота 3000 МГц при таймингах 16-16-16-36 и напряжении питания 1,35 В - это характеристики XMP- профиля. И, естественно, не факт, что на любой плате этот профиль сработает и что память вообще «заведется» на такой частоте. Как показывает практика, есть платы на чипсете Intel X99, которые с настойками UEFI BIOS по умолчанию пытаются сразу активировать XMP-профиль и заставить работать память при указанных характеристиках. Вот с такими платами у данного комплекта памяти будут большие проблемы и, скорее всего, он просто не заработает. В частности, мы опробовали данный комплект памяти на трех платах (Gigabyte GA X99-Gaming G1 WIFI, Asus Rampage V Extreme и ASRock Fatal1ty X99X Killer) и выяснилось, что плата ASRock Fatal1ty X99X Killer вообще не совместима с данной памятью.
А вот на платах Gigabyte GA X99-Gaming G1 WIFI и Asus Rampage V Extreme с настройками UEFI BIOS по умолчанию, память Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC определялась по-разному.
Так, в случае платы Asus Rampage V Extreme комплект памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC определяется как DDR4-2400 с таймингами 17-15-15-35 (напряжение питания 1,2 В).
В случае платы Gigabyte GA X99-Gaming G1 WIFI этот же комплект памяти определялся как DDR4-2400, но уже с таймингами 16-16-16-35.
Теперь о самом главном. Ни на одной из наших тестовых плат память Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC не смогла заработать при настройках, определенных в XMP-профиле, то есть при эффективной частоте 3000 МГц с таймингами 16-16-16-36 и при напряжении питания 1,35 В. Если же вручную установить в UEFI BIOS частоту 3000 МГц, тайминги 16-16-16-36 и напряжение питания 1,35 В, система не будет загружаться. Мы также пытались «загрубить» тайминги для частоты 3000 МГц, но все было тщетно. При такой частоте память работать отказалась.
Методом проб и ошибок было выяснено, что наш комплект памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC может работать на максимальной частоте 2666 МГц, не выше. Фактически, заявленная частота в 3000 МГц оказалось попросту обманкой. Впрочем, не будем делать столь громкие заявления вообще и уточним, что конкретно наш комплект памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC с конкретно нашим процессором Intel Core i7-5960X и нашей платой Gigabyte GA X99-Gaming G1 WIFI не соответствует заявленным характеристикам.
Для частоты 2666 МГц наилучшие тайминги, которые мы смогли найти, были следующие: 13-14-14-30. При таких таймингах на частоте 2667 МГц все работает стабильно, без зависания.
Далее приведены результаты тестов в программе AIDA64 комплекта модулей памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC с настройками по умолчанию (DDR4-2400; 16-16-16-35) и в состоянии разгона (DDR4-2667; 13-14-14-30).
Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16
Память Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16 относится к оверклокерской серии памяти Kingston HyperX Predator.
Как следует из информации , компания производит очень широкий ассортимент комплектов памяти DDR4. Ёмкость комплектов может составлять 16, 32 и 64 ГБ, количество модулей в одном комплекте может быть равным четырем или восьми, а емкость одного модуля может составлять 4 или 8 ГБ. При этом, компания производит комплекты памяти DDR4 с эффективной частотой 2133, 2400, 2666, 2800 и 3000 МГц.
На сайте компании Kingston имеется для расшифровки названия модуля памяти. Воспользовавшись данной информацией, можно понять, что в названии модуля HX424C12PBK4/16 зашифрована следующая информация: это модуль памяти UDIMM DDR4-2400 c латентностью CAS 12. Память относится к серии HyperX Predator, оснащена радиатором черного цвета, а суммарная емкость комплекта из четырех модулей составляет 16 ГБ.
На нашем тестовом стенде с настройками UEFI BIOS по умолчанию память Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16 завелась на частоте 2133 МГц с таймингами 15-15-15-36 и при напряжении питания 1,2 В.
Обещанная частота в 2400 МГц с таймингами 12-13-13-35 реализуется уже через XMP-профиль. Причем для памяти Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16 имеется два XMP-профиля: один для частоты 2400 МГц с таймингами 12-13-13-35 при напряжении питания 1,4 В, а второй? для частоты 2133 МГц, но с таймингами 13-13-13-36 и при напряжении питания 1,2 В.
При активации в UEFI BIOS первого XMP-профиля (для частоты 2400 МГц) память, как и должна, заводится на частоте 2400 МГц с таймингами 12-13-13-35 при напряжении питания 1,4 В. Впрочем, вручную для частоты 2400 МГц можно подобрать и более короткие тайминги. В частности, на нашем тестовом стенде память работала с таймингами 12-12-12-35 (при частоте 2400 МГц).
А вот запустить память Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16 на более высокой частоте (2600 МГц) даже при загрубении таймингов нам так и не удалось.
AData XPG AX4U2400W4G16-QRZ
Компания AData в двух сериях: Consumer (пользовательская) и Gaming (игровая). Есть еще и серверная память, но ее мы сейчас не рассматриваем. Комплект памяти относится к игровой серии Gaming.
Не стоит в данном случае воспринимать слово Gaming всерьез. Это лишь маркетинговое позиционирование памяти, которое направлено на привлечение внимания. От обычной серии Consumer память серии Gaming отличается наличием декоративных радиаторов (никакой иной смысловой нагрузки радиаторы не имеют) и тем, что память серии Gaming более скоростная.
В серии AData Gaming представлено очень большое количество различных комплектов памяти. Причем любой модуль памяти серии AData Gaming можно купить отдельно (один модуль), в наборе из двух модулей и в наборе из четырех модулей. Кроме того, имеются как модули емкостью 4 ГБ, так и модули емкостью 8 ГБ. Именно с эти и связано то, что ассортимент возможных комплектов памяти AData Gaming DDR4 очень широкий.
Впрочем, разобраться в этом ассортименте несложно. Есть память DDR4-2133 с таймингами 13-13-13 и 15-15-15. С учетом возможной емкости модулей (4 и 8 ГБ), а также различной комплектацией наборов (один, два и четыре модуля), получаем, что только памяти DDR4-2133 имеется двенадцать вариантов.
Далее, есть память DDR4-2400 с таймингами 16-16-16, память DDR4-2666 c таймингами 16-16-16, память DDR4-2800 с таймингами 17-17-17 и память DDR4-3000 с таймингами 16-16-16. Опять-таки, любая память может быть представлена наборами из одного, двух и четырех модулей, а емкость модуля может быть 4 или 8 ГБ.
Есть и более скоростная память DDR4-3200/3300/3333. Но для этой памяти тайминги только 16-16-16, а модули имеют емкость 4 ГБ.
Далее мы рассмотрим комплект из четырех модулей памяти AData XPG AX4U2400W4G16-QRZ. Как несложно догадаться по названию, речь идет о модулях памяти DDR4-2400 с таймингами 16-16-16. Напряжение питания этих модулей памяти составляет 1,2 В.
На нашем тестовом стенде с настройками UEFI BIOS по умолчанию память AData XPG AX4U2400W4G16-QRZ завелась на частоте 2133 МГц с таймингами 15-15-15-36 и при напряжении питания 1,2 В.
Обещанная частота в 2400 МГц с таймингами 16-16-16 реализуется уже через XMP-профиль.
При активации в UEFI BIOS XMP-профиля память, как и должна, заводится на частоте 2400 МГц с таймингами 16-16-16-39.
На более высокой частоте завести память AData XPG AX4U2400W4G16-QRZ нам не удалось. Однако при частоте 2400 МГц можно подобрать и более хорошие тайминги. Наилучшие тайминги, которые удалось подобрать для данной памяти при частоте 2400 МГц, составили 13-12-12-36.
AData AD4U2133W4G15-B
Если предыдущий комплект AData относился к игровой серии, то комплект памяти относится к серии Consumer, то есть к самой простой серии памяти DDR4.
В серию Consumer входят модули памяти DDR4-2133 двух типов: с емкостью 4 ГБ и с емкостью 8 ГБ. В первом случае модули называются AData AD4U2133W4G15-B, а во втором - AData AD4U2133W8G15-B. Все остальные характеристики модулей абсолютно одинаковые. Эффективная частота памяти составляет 2133 МГц, тайминги 15-15-15-36, а напряжение питания 1,2 В. Модули памяти с емкостью 4 ГБ являются односторонними и основаны на чипах памяти SKhynix H5AN4G8NMFR (8 чипов по 512 МБ).
Отметим, что никаких радиаторов на модулях памяти AData AD4U2133W8G15-B не предусмотрено.
На нашем тестовом стенде с настройками UEFI BIOS по умолчанию память AData AD4U2133W8G15-B завелась без проблем в полном соответствии со спецификацией, то есть на частоте 2133 МГц с таймингами 15-15-15-36 и при напряжении питания 1,2 В.
Более того, выяснилось, что эта память может работать и на частоте 2400 МГц. При установке данной частоты тайминги в автоматическом режиме устанавливаются равными 16-17-17-40. Наилучшие тайминги, которые удалось подобрать для данной памяти без потери стабильности в работе, составили 14-14-14-36.
Тестирование
Итак, всего в нашем тестировании приняли участие пять комплектов четырехканальной памяти DDR4, каждый из которых был протестирован в двух режимах работы: с настройками по умолчанию и с настройками, соответствующими максимальному разгону.
| Память | частота | тайминги | |
| AData AD4U2133W8G15-B | по умолчанию | 2133 | 15-15-15-36 |
| разгон | 2400 | 14-14-14-36 | |
| AData XPG AX4U2400W4G16-QRZ | по умолчанию | 2133 | 15-15-15-36 |
| разгон | 2400 | 13-12-12-36 | |
| Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16 | по умолчанию | 2133 | 15-15-15-36 |
| разгон | 2400 | 12-12-12-35 | |
| AMD Radeon R7 Performance Series (R744G2133U1S) | по умолчанию | 2133 | 15-15-15-36 |
| разгон | 2400 | 18-11-11-36 | |
| Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC | по умолчанию | 2400 | 16-16-16-36 |
| разгон | 2667 | 13-14-14-30 | |
Прежде всего, отметим, что все комплекты памяти, за исключением Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC, по умолчанию определялись как память DDR4-2133 с таймингами 15-15-15-36. Во всех наших тестах все комплекты в режиме DDR4-2133 с таймингами 15-15-15-36 выдали практически одинаковые результаты. И дабы не загромождать статью лишними данными, в дальнейшем мы будем говорить просто о памяти DDR4-2133 с таймингами 15-15-15-36, подразумевая под ней любой комплект с настройками по умолчанию - за исключением памяти Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC.
Для тестирования мы использовали стенд следующей конфигурации:
- процессор Intel Core i7-5960X;
- материнская плата Gigabyte X99-Gaming G1 WIFI;
- чипсет Intel X99;
- накопитель Intel SSD 520 Series (240 ГБ):
- операционная система Windows 8.1 (64-битная).
Измерение производительности проводилось с использованием реальных приложений из нашего тестового скрипта iXBT Application Benchmark 2015 . Использование синтетических тестов, которые так любят производители памяти, мы считаем в данном случае просто бессмысленным, поскольку выдаваемые ими «попугаи» не имеют никакого отношения к реальности.
Из пакета iXBT Application Benchmark 2015 мы намеренно исключили тесты, скорость выполнения которых зависит от подсистемы хранения данных (скорость копирования, скорость инсталляции и деинсталляции приложения и т. д.). Кроме того, был исключен тест Adobe After Effects CC 2014.1.1 (Test #2). Дело в том, что для данного теста в случае использования 8-ядерного (16 логических ядер) процессора Intel Core i7-5960X желательно использовать не 16, а 32 ГБ памяти. В противном случае тест будет выполняться без технологии мультипроцессинга, либо нужно принудительно уменьшить количество используемых ядер процессора. Одним словом, проще исключить этот тест, тем более что в методике имеется еще один тест с использованием приложения Adobe After Effects CC 2014.1.1. Кроме того, мы исключили тесты, которые имеют большую погрешность измерения и для получения достоверного результата требуют большого числа повторов. При тестировании памяти, когда изменение частоты и таймингов приводит лишь к мизерному росту производительности, очень важно применять тесты, в которых результат имеет очень хорошую повторяемость (с малой погрешностью измерения).
В результате мы оставили следующие тесты:
- MediaCoder x64 0.8.33.5680,
- Adobe Premiere Pro CC 2014.1,
- Adobe After Effects CC 2014.1.1,
- Photodex ProShow Producer 6.0.3410,
- Adobe Photoshop CC 2014.2.1,
- ACDSee Pro 8,
- Adobe Illustrator CC 2014.1.1,
- Adobe Audition CC 2014.2,
- WinRAR 5.11, архивирование,
- WinRAR 5.11, разархивирование.
Итак, начнем с теста по транскодированию видео с использованием приложения MediaCoder x64 0.8.33.5680. Как видим, данная задача не очень чувствительна к быстродействию памяти: худший результат отличается от лучшего всего на 6%. Интересно отметить, что память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц с таймингами 13-14-14-30 демонстрирует такой же результат, что и память Kingston HyperX Predator на частоте 2400 МГц с таймингами 12-12-12-35. А на частоте 2400 МГц (с таймингами 16-16-16-35) память Geil Evo Potenza работает примерно так же, как память DDR4-2133.
В приложении Adobe Premiere Pro CC 2014.1 получаем аналогичный результат. Разница по времени выполнения теста между памятью DDR4-2133 и DDR4-2400 составляет примерно 5%. И в данном тесте память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц с таймингами 13-14-14-30 демонстрирует такой же результат, что и любая другая память в режиме DDR4-2400. А на частоте 2400 МГц (с таймингами 16-16-16-35) память Geil Evo Potenza работает примерно так же, как память DDR4-2133.
В тесте на основе приложения Adobe After Effects CC 2014.1.1 разница между худшим и лучшим результатами составляет не более 5%. Вновь память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц с таймингами 13-14-14-30 демонстрирует такой же результат, что и любая другая память в режиме DDR4-2400. А на частоте 2400 МГц (с таймингами 16-16-16-35) память Geil Evo Potenza работает примерно так же, как память DDR4-2133.
Приложение Photodex ProShow Producer 6.0.3410 немного более чувствительно к скорости памяти, и в нашем тесте разница между худшим и лучшим результатами составляет порядка 6%. Но опять-таки, самая «скоростная» память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц работает так же, как любая другая память DDR4-2400, а на частоте 2400 МГц результаты памяти Geil Evo Potenza сопоставимы с результатами DDR4-2133.
Приложение Adobe Photoshop CC 2014.2.1 оказалось малочувствительным к скорости работы памяти. В нашем тесте разница между худшим и лучшим результатами составила порядка 3,5%. И опять «странная» память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц работает примерно так же, как любая другая память DDR4-2400, а на частоте 2400 МГц результаты памяти Geil Evo Potenza сопоставимы с результатами DDR4-2133.
В тесте с использованием приложения ACDSee Pro 8 зависимость от скорости работы памяти совсем уж незначительная: разница между худшим и лучшим результатами составила порядка 1,5%. Память Geil Evo Potenza ничем приятным не удивила: на частоте 2667 МГц она работает примерно так же, как любая другая память DDR4-2400, а на частоте 2400 МГц результаты памяти Geil Evo Potenza даже немного хуже, чем результаты DDR4-2133.
В тесте с использованием приложения Adobe Illustrator CC 2014.1.1 от скорости работы памяти вообще ничего не зависит. Здесь для всех комплектов памяти в различных режимах их работы получаются одинаковые результаты.
А вот в тесте с использованием приложения Adobe Audition CC 2014.2 зависимость от скорости работы памяти хоть и незначительная, но есть: разница между худшим и лучшим результатами составила 4,8%. Для памяти Geil Evo Potenza, как и в остальных случаях, получаем следующее: на частоте 2667 МГц она работает немного хуже, чем любая другая память DDR4-2400, а на частоте 2400 МГц результаты памяти Geil Evo Potenza примерно такие же, как результаты DDR4-2133.
В тесте архивирования с использованием приложения WinRAR 5.11 разница между худшим и лучшим результатами составила 5,6%. Память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц работает немного хуже, чем любая другая память DDR4-2400, а на частоте 2400 МГц результаты памяти Geil Evo Potenza примерно такие же, как результаты DDR4-2133.
В тесте разархивирования с использованием приложения WinRAR 5.11 разница между худшим и лучшим результатами составила 4%. И как всегда, память Geil Evo Potenza на частоте 2667 МГц демонстрирует результаты, типичные для памяти DDR4-2400, а на частоте 2400 МГц - результаты, типичные для DDR4-2133.
Выводы
Собственно, выводы, которые можно сделать из нашего тестирования, вполне предсказуемы. Особого смысла в высокоскоростной памяти DDR4 сегодня нет, и варианта DDR4-2133 вполне достаточно для большинства пользовательских приложений. Максимальный прирост производительности, который можно получить за счет использования скоростной памяти DDR4-2400 вместо стандартной DDR4-2133, составляет порядка 5%. И уж тем более мы не обнаружили никакой значимой разницы между модулями/комплектами разных производителей.
Причем, как выяснилось, скоростная память, которая продается под видом DDR4-2400, является на самом деле разогнанным вариантом памяти DDR4-2133, то есть режим работы DDR4-2400 реализуется только через XMP-профиль. И скорее всего, купив самую обычную память DDR4-2133, вы сможете сделать из нее DDR4-2400. Так есть ли смысл переплачивать?
Память DDR4-3000 (Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC) оказалась памятью DDR4-2400, и на обещанной скорости 3000 МГц она работать попросту отказалась. Вообще, память Geil Evo Potenza GPR416GB3000C16QC очень странная. В режиме DDR4-2667 (максимальная частота, на которой ее удалось запустить) она работает как память DDR4-2400, а в режиме DDR4-2400 - как память DDR4-2133. Собственно, это пример для тех, кто считает, что высокоскоростная память - это круто.
Что касается разнообразных радиаторов причудливой формы на модулях высокоскоростной памяти, то, как мы уже говорили, это не более чем декоративный элемент. Современной памяти DDR4 даже при повышенном до 1,4 В напряжении питания радиаторы не нужны вовсе.
Небольшое экспресс-тестирование работы процессоров под LGA1151 с памятью, типа DDR3 и DDR4 мы проводили еще в прошлом году, а в этом немного расширили изученную область в направлении бюджетных моделей для этой платформы. В общем и целом сложилось ощущение, что преимуществ по производительности у нового типа памяти нет, зато она позволяет сэкономить немного энергии, что в последние годы стало основной точкой приложения усилий Intel при разработке новых микроархитектур. Правда, влияние памяти на энергопотребление старших моделей процессоров Intel мы не исследовали. Да и вообще - их тесты проводились еще с использованием старой методики тестирования, причем очень разных системных плат и т. п., так что сделанные в прошлом году выводы могут и устареть. Поэтому мы решили исследовать вопрос более тщательно и подробно.
Конфигурация тестовых стендов
| Процессор | Intel Celeron G3900 | Intel Pentium G4500T | Intel Core i3-6100 | Intel Core i5-6400 | Intel Core i7-6700K |
| Название ядра | Skylake | Skylake | Skylake | Skylake | Skylake |
| Технология пр-ва | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 2,8 | 3,0 | 3,7 | 2,7/3,3 | 4,0/4,2 |
| Кол-во ядер/потоков | 2/2 | 2/2 | 2/4 | 4/4 | 4/8 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 64/64 | 64/64 | 64/64 | 128/128 | 128/128 |
| Кэш L2, КБ | 2×256 | 2×256 | 2×256 | 4×256 | 4×256 |
| Кэш L3 (L4), МиБ | 2 | 3 | 3 | 6 | 8 |
| Оперативная память | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 | 2×DDR3-1600 / 2×DDR4-2133 |
| TDP, Вт | 51 | 35 | 51 | 65 | 91 |
| Графика | HDG 510 | HDG 530 | HDG 530 | HDG 530 | HDG 530 |
| Кол-во EU | 12 | 23 | 23 | 24 | 24 |
| Частота std/max, МГц | 350/950 | 350/950 | 350/1050 | 350/950 | 350/1150 |
| Цена | T-13475848 | T-12874617 | T-12874330 | T-12873939 | T-12794508 |
Мы воспользовались пятью процессорами, причем два из них уже были протестированы ранее - именно поэтому сегодня будут использоваться результаты Pentium G4500T, а не несколько более актуальных для розничных покупателей G4500/G4520: обычная экономия временны́х затрат. Все равно в наибольшей степени нас интересуют не они, а процессоры чуть более высокого класса - например, младшие в линейках Core i3-6100 и i5-6400. Почему именно младшие? Как нам кажется, именно у покупателей таковых наиболее вероятно желание сэкономить при модернизации системы, не меняя шило на мыло DDR3 на DDR4. Да и при покупке новой системы то, что на данный момент бюджетные платы с поддержкой DDR3 стоят немного дешевле аналогов со слотами DDR4, важнее всего именно тем, кто собирает бюджетный компьютер. А если уж сможет себе позволить какой-нибудь Core i3-6320, то лучше «дотянет» до «настоящего четырехъядерного» Core i5-6400. Но, тем не менее, не протестировать совместно с DDR3 топовый Core i7-6700K мы тоже не могли - все-таки это самое быстрое (и самое прожорливое) предложение Intel для данной платформы, поэтому и крайне необходимое для оценки максимального потенциального эффекта от перехода на новый стандарт памяти.
Что касается собственно модулей памяти, то в обоих случаях мы использовали пару таковых, суммарной емкостью 8 ГБ. Частота соответствовала поддерживаемой по стандарту - 1600 МГц для DDR3 и 2133 МГц для DDR4. В принципе, некоторые производители системных плат предлагают возможности разгона памяти и для DDR3, но тут есть один деликатный момент - для достижения высоких частот обычно используется повышенное до 1,65 В (вместо стандартных 1,5 В) напряжение питания. При этом Intel не рекомендует так поступать еще со времен LGA1156, предупреждая, что повышенное напряжение может привести и к повреждению процессора. А ведь официально устройствам для LGA1151 разрешено работать даже не с DDR3, а с DDR3L, работающей на напряжении 1,35 В, т. е. для них эта проблема может оказаться и более выраженной. Впрочем, справедливости ради, за прошедшие семь лет мы ни разу не сталкивались с выходом процессоров из строя, даже при использовании «оверклокерских» модулей. Более того - и не слышали о ситуациях, в которых можно было однозначно заявить о наличии таких проблем. Но береженого известно кто бережет:) Тем более, под концепцию минимизации цены системы разнообразные «хай-енд»-модули с декоративными радиаторами и прочими светодиодами все равно никак не подходят, поскольку и стоят уже дороже массовой DDR4. А вот банальная DDR3-1600 все еще может оказаться полезной.
Системных плат потребовалось две. В идеале, конечно, такое тестирование стоило проводить на универсальной модели, тройка каковых уже есть в ассортименте ASRock, но к нам в руки они пока не попадали. Поэтому мы просто взяли две платы, максимально-сходные по конструкции и даже назначению: ASRock Fatal1ty B150 Gaming K4 и Asus B150 Pro Gaming D3 . И основанные на одном и том же чипсете, что тоже может оказаться немаловажным, равно как и сходная (десятиканальная) схема питания процессора.
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье . Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:
- Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
- Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
А подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97-2003) . Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности, это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (как и в прошлом году, ноутбука на базе Core i5-3317U с 4 ГБ памяти и SSD, емкостью 128 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.
iXBT Application Benchmark 2016
Первая же группа программ преподнесла сюрприз - на трех процессорах из пяти DDR3 оказалась быстрее, чем DDR4. Изучение подробных результатов показывает, что «благодарить» за это нужно одну программу, а именно Adobe After Effects CC 2015. Предыдущая ее версия, помнится, испортила нам немало крови из-за своих требований к емкости памяти (причем зависящих от прочего аппаратного окружения), теперь вот новая напасть - и связанная именно с памятью. На медленных процессорах, впрочем, незаметная - там доверительные интервалы разных измерений существенно пересекаются. Но вот при возможности использовать четыре или более потоков вычисления, на погрешность разницу уже не спишешь: на Core i3-6100 и i5-6400 она превышает 10%. А для i7-6700K - немного уменьшается: судя по всему, благодаря большей емкости кэш-памяти. В общем, «прогресс» иногда может оказаться и таким. Локально - остальные программы группы работают на системе с DDR4 либо также, либо немного быстрее, что и приводит в конечном итоге к почти равным результатам. Для разных типов памяти, но не процессоров, разумеется, т. е. перед нами как раз тот случай, когда экономия посредством сохранения старой памяти может позволить приобрести более быстрый процессор, что окупится сторицей.
В данном случае, напротив, имеем некоторый прирост результатов при использовании DDR4, причем, чем быстрее процессор, тем он выше. Но даже в крайнем случае не превышает 3%, т. е. бежать менять память только лишь из-за производительности не стоит.
Формально - новая память лучше, фактически же разница в доли процента интересна может оказаться только любителям бенчмарков, но не для практического использования.
Аналогичный случай. Нет, конечно, результаты стабильно выше. Но такой прирост производительности без фотофиниша не зафиксируешь, так что лучше просто не обращать на него внимания.
Опять отличия в пределах 1%. Даже там, где они вообще есть. Покупателям же систем начального уровня тем более имеет смысл не волноваться, а попробовать сэкономить. Даже при покупке нового компьютера об этом можно пока поразмыслить, не говоря уже о том случае, когда достаточный объем DDR3 остался от старого.
При упаковке данных Core i7-6700K все-таки сумел героически «выжать» целых 2% разницы за счет большей ПСП. Остальным же более чем достаточно и DDR3-1600, а DDR4 может даже помешать из-за пока еще больших задержек.
Файловые операции последние лет пять умеют активно «нагружать» память, однако мы не склонны в данном случае относить эффект на счет ее производительности. Скорее, прочие сторонние факторы, типа работы контроллера в том режиме, на который он в основном и рассчитан.
Глядя на результаты младших процессоров Intel, мы посчитали, что этой программе вообще противопоказаны более высокие задержки DDR4. Однако воспользовавшись более быстрыми моделями можно увидеть, что, по мере роста их производительности, требования к пропускной способности памяти тоже растут. В итоге удается «выжать» до 3-4%. Что, впрочем, неплохо смотрится только на фоне остальных групп приложений, но слишком мало для практической значимости.
В конечном итоге приходим к практически полной эквивалентности двух типов памяти, поскольку разница между ними находится в пределах погрешности. Впрочем, как мы видели выше, есть программы, которые «жестко голосуют» за один из вариантов, но настолько странным образом, что это вообще можно списать на какие-то ошибки (или, что то же самое, неумеренную и ненужную оптимизацию), которые со временем будут исправлены. А вот такого, чтоб результаты взяли и выросли на треть (пропорционально эффективной частоте) - и близко нет.
Энергопотребление и энергоэффективность
Чтобы не перебарщивать с размерами диаграмм, мы решили ограничиться тремя точками - крайними и средней (результаты остальных двух систем желающие могут посмотреть в сводном файле). В принципе, они хорошо демонстрируют - зачем все это затевалось. А также и то, что для младших конфигураций эффектом можно, в принципе, и пренебречь: какая-то экономия наблюдается и в случае Celeron G3900, но с учетом его очень малого «аппетита» вообще... Плюс-минус пять ватт в настольной системе проблем не составят. Вот 10-15 при использовании топовых процессоров - уже что-то, однако в относительном исчислении тоже не стоит внимания.
Но, разумеется, большому любителю «зеленых» может и принести небольшое моральное удовлетворение. Как и в целом LGA1151 - согласно тестам, даже при использовании DDR3 это все равно самая «энергоэффективная» на сегодня настольная платформа, причем не уступающая даже суррогатным системам, но при несравнимо более высокой производительности. Впрочем, и LGA1150 в этом качестве была неплоха, да и «старенькая» уже LGA1155 при продлении ей жизни и отсутствии новых разработок выглядела бы неплохо. Фактически среди настольных платформ конкуренции в плане энергоэффективности давно уже не наблюдается. Так что «усиление и углубление» работы в данном направлении - отголоски событий на совсем других рынках.
Однако нераскрытым пока еще остается другой вопрос, а именно влияние разных типов памяти на энергопотребление самого процессора. «Платформенная» экономичность - понятно: все-таки и сами модули памяти имеют разное энергопотребление. А сказывается ли это непосредственно на работу контроллера, интегрированного в процессор? Заранее и не скажешь. К примеру, дискретная видеокарта тоже «портит» показатели энергоэффективности, но непосредственно на процессоре не сказывается никак. Значит, надо измерять. Тем более, для новых платформ это проблем не составляет - еще со времен LGA1150 компания «перевела» систему питания процессора непосредственно на выделенную линию БП целиком и полностью.
Эффект, как видим, есть - более скромный, чем для «платформы», но лояльным к памяти старого типа его не назовешь. Опять же - для младших моделей в ассортименте Intel им можно и пренебречь, а вот для старших можно получить и лишний десяток ватт «под крышкой». И это даже для стандартных модулей DDR3 с напряжением питания 1,5 В - увеличение последнего (при попытках повысить частоту памяти), разумеется, положение дел только усугубит. Таким образом, рекомендации «не задирать» напряжение питания модулей памяти можно верить - ничего хорошего это не принесет. Плохого, вполне возможно, что тоже. Но рисковать или нет - каждый пусть решает для себя сам. Во всяком случае, влияние использования памяти типа DDR3 на собственное энергопотребление (и, соответственно, тепловыделение) центрального процессора - задокументированный факт. Равно как и небольшой размер этого «влияния» в случае процессоров бюджетного сегмента. Или даже моделей среднего уровня.
iXBT Game Benchmark 2016
Чтобы не перегружать статью большим количеством в общем-то однотипных диаграмм, мы в очередной раз решили обойтись интегральным баллом (напомним: он отражает не абсолютные показатели, а способность систем как-то «вытягивать» хотя бы 30 кадров в секунду в разных играх).
Собственно, все очевидно. Разумеется, большая ПСП благотворно сказывается на интегрированном GPU, но принципиально положение дел измениться не может. Кое-где это позволяет, например, увеличить частоту кадров с 28 до 31, что сказывается на общем результате, однако никаких вау-эффектов не наблюдается. Это в очередной раз подтверждает, что при приобретении компьютера игрового назначения «танцевать» надо от видеокарты. Потом уже можно задуматься о процессоре, а все остальное - по вкусу. Если деньги останутся:) Но запросы современных (и даже уже не очень) игр таковы, что вряд ли останутся уже после первого шага. Так что если использование «старой» памяти позволит приобрести чуть более быструю видеокарту - этим в обязательном порядке стоит воспользоваться. А все попытки повысить производительность интегрированной графики без кардинальных ее изменений не стоят даже затраченного времени, не говоря уже о деньгах.
Итого
Итак, мы уточнили ранее полученные результаты и пришли к выводу, что пока эффект от перехода к DDR4 даже скромнее, чем казался ранее. Из чего, впрочем, не следует, что этому переходу надо как-то специально противодействовать. Во-первых, новая память позволяет сэкономить немного энергии. Причем (что тоже немаловажно) речь идет не только о большей экономичности всей системы, но и потребление процессора оказывается немного более низким, так что и работать последний будет в более щадящем режиме, и с охлаждением все проще решать. Во-вторых же, отгрузки DDR3 довольно быстро сокращаются, так что эта память дешеветь не будет наверняка, в отличие от DDR4. На которую все равно рано или поздно придется переходить, причем мы не удивимся, если поддержка DDR3 исчезнет со временем и из новых процессоров уже в рамках LGA1151. C другой стороны, если таковая память уже есть, причем в достаточном количестве, которое в ближайшем будущем увеличивать не планируется - момент перехода можно и отложить до более удачного в финансовом плане. Каких-то проблем это не составит, даже при покупке топового процессора, не говоря уже об устройствах среднего и нижнего уровня. Но, естественно, не стоит увлекаться чрезмерным повышением напряжения на модулях, поскольку определенное отрицательное значение для процессора это имеет.
История оперативной памяти , или ОЗУ , началась в далёком 1834 году, когда Чарльз Беббидж разработал «аналитическую машину» - по сути, прообраз компьютера. Часть этой машины, которая отвечала за хранение промежуточных данных, он назвал «складом». Запоминание информации там было организовано ещё чисто механическим способом, посредством валов и шестерней.
В первых поколениях ЭВМ в качестве ОЗУ использовались электронно-лучевые трубки, магнитные барабаны, позже появились магнитные сердечники, и уже после них, в третьем поколении ЭВМ появилась память на микросхемах.
Сейчас ОЗУ выполняется по технологии DRAM в форм-факторах DIMM и SO-DIMM , это динамическая память, организованная в виде интегральных схем полупроводников. Она энергозависима, то есть данные исчезают при отсутствии питания.
Выбор оперативной памяти не является сложной задачей на сегодняшний день, главное здесь разобраться в типах памяти, её назначении и основных характеристиках.
Типы памяти
SO-DIMM
Память форм-фактора SO-DIMM предназначена для использования в ноутбуках, компактных ITX-системах, моноблоках - словом там, где важен минимальный физический размер модулей памяти. Отличается от форм-фактора DIMM уменьшенной примерно в 2 раза длиной модуля, и меньшим количеством контактов на плате (204 и 360 контактов у SO-DIMM DDR3 и DDR4 против 240 и 288 на платах тех же типов DIMM-памяти).
По остальным характеристикам - частоте, таймингам, объёму, модули SO-DIMM могут быть любыми, и ничем принципиальным от DIMM не отличаются.
DIMM
DIMM - оперативная память для полноразмерных компьютеров.Тип памяти, который вы выберете, в первую очередь должен быть совместим с разъёмом на материнской плате. ОЗУ для компьютера делится на 4 типа – DDR , DDR2 , DDR3 и DDR4 .
Память типа DDR появилась в 2001 году, и имела 184 контакта. Напряжение питания составляло от 2.2 до 2.4 В. Частота работы – 400МГц . До сих пор встречается в продаже, правда, выбор невелик. На сегодняшний день формат устарел, - подойдёт, только если вы не хотите обновлять систему полностью, а в старой материнской плате разъёмы только под DDR.
Стандарт DDR2 вышел уже в 2003-ем, получил 240 контактов, которые увеличили число потоков, прилично ускорив шину передачи данных процессору. Частота работы DDR2 могла составлять до 800 МГц (в отдельных случаях – до 1066 МГц), а напряжение питания от 1.8 до 2.1 В – чуть меньше, чем у DDR. Следовательно, понизились энергопотребление и тепловыделение памяти.
Отличия DDR2 от DDR:
· 240 контактов против 120
· Новый слот, несовместимый с DDR
· Меньшее энергопотребление
· Улучшенная конструкция, лучшее охлаждение
· Выше максимальная рабочая частота
Также, как и DDR, устаревший тип памяти - сейчас подойдёт разве что под старые материнские платы, в остальных случаях покупать нет смысла, так как новые DDR3 и DDR4 быстрее.
В 2007 году ОЗУ обновились типом DDR3 , который до сих пор массово распространён. Остались всё те же 240 контактов, но слот подключения для DDR3 стал другим – совместимости с DDR2 нет. Частота работы модулей в среднем от 1333 до 1866 МГц . Встречаются также модули с частотой вплоть до 2800 МГц .
DDR3 отличается от DDR2:
· Слоты DDR2 и DDR3 несовместимы.
· Тактовая частота работы DDR3 выше в 2 раза – 1600 МГц против 800 МГц у DDR2.
· Отличается сниженным напряжением питания – порядка 1.5В, и меньшим энергопотреблением (в версии
DDR3L это значение в среднем ещё ниже, около 1.35 В).
· Задержки (тайминги) DDR3 больше, чем у DDR2, но рабочая частота выше. В целом скорость работы DDR3 на 20-30% выше.
DDR3 - на сегодня хороший выбор. Во многих материнских платах в продаже разъёмы под память именно DDR3, и в связи с массовой популярностью этого типа, вряд ли он скоро исчезнет. Также он немного дешевле DDR4.
DDR4 – новый тип ОЗУ, разработанный только в 2012 году. Является эволюционным развитием предыдущих типов. Пропускная способность памяти снова повысилась, теперь достигая 25,6 Гб/с. Частота работы также поднялась – в среднем от 2133 МГц до 3600 МГц . Если же сравнивать новый тип с DDR3, который продержался на рынке целых 8 лет и получил массовое распространение, то прирост производительности незначителен, к тому же далеко не все материнские платы и процессоры поддерживают новый тип.
Отличия DDR4:
· Несовместимость с предыдущими типами
· Пониженно напряжение питания – от 1.2 до 1.05 В, энергопотребление тоже снизилось
· Рабочая частота памяти до 3200 МГц (может достигать 4166 МГц в некоторых планках), при этом, конечно, выросшие пропорционально тайминги
· Может незначительно превосходить по скорости работы DDR3
Если у вас уже стоят планки DDR3, то торопиться менять их на DDR4 нет никакого смысла. Когда этот формат распространится массово, и все материнские платы уже будут поддерживать DDR4, переход на новый тип произойдёт сам собой с обновлением всей системы. Таким образом, можно подытожить, что DDR4 – скорее маркетинг, чем реально новый тип ОЗУ.
Какую частоту памяти выбрать?
Выбор частоты нужно начинать с проверки максимально поддерживаемых частот вашим процессором и материнской платой. Частоту выше поддерживаемой процессором имеет смысл брать только при разгоне процессора.На сегодняшний день не стоит выбирать память с частотой ниже 1600 МГц. Вариант 1333 МГц допустим в случае DDR3, если это не завалявшиеся у продавца древние модули, которые явно будут медленнее новых.
Оптимальный вариант на сегодня - это память с интервалом частот от 1600 до 2400 МГц . Частота выше почти не имеет преимущества, но стоит гораздо дороже, и как правило является разогнанными модулями с поднятыми таймингами. Для примера, разница между модулями в 1600 и 2133 Мгц в ряде рабочих программ будет не более 5-8 %, в играх разница может быть ещё меньше. Частоты в 2133-2400 Мгц стоит брать, если вы занимаетесь кодированием видео/аудио, рендерингом.
Разница же между частотами в 2400 и 3600 Мгц обойдётся вам довольно дорого, при этом не прибавив ощутимо скорости.
Какой объём оперативной памяти брать?
Объём, который вам понадобится, зависит от типа работы, производимой на компьютере, от установленной операционной системы, от используемых программ. Также не стоит упускать из виду максимально поддерживаемый объём памяти вашей материнской платой.
Объём 2 ГБ
- на сегодняшний день, может хватить разве что только для просмотра интернета. Больше половину будет съедать операционная система, оставшегося хватит на неторопливую работу нетребовательных программ.
Объём 4 ГБ
– подойдёт для компьютера средней руки, для домашнего пк-медиацентра. Хватит, чтобы смотреть фильмы, и даже поиграть в нетребовательные игры. Современные – увы, с потянет с трудом. (Станет лучшим выбором, если у вас 32-разрядная операционная система Windows, которая видит не больше 3 ГБ оперативной памяти)
Объём 8 ГБ (или комплект 2х4ГБ) – рекомендуемый объём на сегодня для полноценного ПК. Этого хватит для почти любых игр, для работы с любым требовательным к ресурсам софтом. Лучший выбор для универсального компьютера.
Объём 16 ГБ (или наборы 2х8ГБ , 4х4ГБ)- будет оправданным, если вы работаете с графикой, тяжёлыми средами программирования, или постоянно рендерите видео. Также отлично подойдёт для ведения онлайн-стримов – здесь с 8 ГБ могут быть подвисания, особенно при высоком качестве видео-трансляции. Некоторые игры в высоких разрешениях и с HD-текстурами могут лучше себя вести с 16 ГБ оперативной памяти на борту.
Объём 32 ГБ (набор 2х16ГБ , или 4х8ГБ)– пока очень спорный выбор, пригодится для каких-то совсем экстремальных рабочих задач. Лучше будет потратить деньги на другие комплектующие компьютера, это сильнее отразится на его быстродействии.
Режимы работы: лучше 1 планка памяти или 2?
ОЗУ может работать в одно-канальном, двух-, трёх- и четырёх-канальном режимах. Однозначно, если на вашей материнской плате есть достаточное количество слотов, то лучше взять вместо одной планки памяти несколько одинаковых меньшего объёма. Скорость доступа к ним вырастет от 2 до 4 раз.
Чтобы память работала в двухканальном режиме, нужно устанавливать планки в слоты одного цвета на материнской плате. Как правило, цвет повторяется через разъём. Важно при этом, чтобы частота памяти в двух планках была одинаковой.
- Single chanell Mode
– одноканальный режим работы. Включается, когда установлена одна планка памяти, или разные модули, работающие на разной частоте. В итоге память работает на частоте самой медленной планки.
- Dual Mode
– двухканальный режим. Работает только с модулями памяти одинаковой частоты, увеличивает скорость работы в 2 раза. Производители выпускают специально для этого комплекты модулей памяти , в которых может быть 2 или 4 одинаковых планки.
- Triple Mode
– работает по тому же принципу, что и двух-канальный. На практике не всегда быстрее.
- Quad Mode
- четырёх-канальный режим, который работает по принципу двухканального, соответственно увеличивая скорость работы в 4 раза. Используется, там где нужна исключительно высокая скорость - например, в серверах.
- Flex Mode – более гибкий вариант двухканального режима работы, когда планки разного объёма, а одинаковая только частота. При этом в двухканальном режиме будут использоваться одинаковые объёмы модулей, а оставшийся объём будет функционировать в одноканальном.
Нужен ли памяти радиатор?
Сейчас уже давно не те времена, когда при напряжении в 2 В достигалась частота работы в 1600 МГц, и в результате выделялось много тепла, которое надо было как-то отводить. Тогда радиатор мог быть критерием выживаемости разогнанного модуля.
В настоящее время же энергопотребление памяти сильно снизилось, и радиатор на модуле может быть оправдан с технической точки зрения, только если вы увлекаетесь оверклокингом, и модуль будет работать у вас на запредельных для него частотах. Во всех остальных случаях радиаторы можно оправдать, разве что, красивым дизайном.
В случае, если радиатор массивный, и заметно увеличивает высоту планки памяти – это уже существенный минус, поскольку он может помешать вам поставить в систему процессорный суперкулер. Существуют, кстати, специальные низкопрофильные модули памяти , предназначенные для установки в компактные корпуса. Они несколько дороже модулей обычного размера.
Что такое тайминги?
Тайминги
, или латентность (latency)
– одна из самых важных характеристик оперативной памяти, определяющих её быстродействие. Обрисуем общий смысл этого параметра.Упрощённо оперативную память можно представить, как двумерную таблицу, в которой каждая ячейка несёт информацию. Доступ к ячейкам происходит по указанию номера столбца и строки, и указание это происходит при помощи стробирующего импульса доступа к строке RAS (Row Access Strobe ) и стробирующего импульса доступа к столбцу CAS (Acess Strobe ) путём изменения напряжения. Таким образом, за каждый такт работы происходят обращения RAS и CAS , и между этими обращениями и командами записи/чтения существуют определённые задержки, которые и называются таймингами.
В описании модуля оперативной памяти можно увидеть пять таймингов, которые для удобства записываются последовательностью цифр через дефис, например 8-9-9-20-27 .
· tRCD (time of RAS to CAS Delay)
- тайминг, который определяет задержку от импульса RAS до CAS
· CL (timе of CAS Latency)
- тайминг, определяющий задержку между командой о записи/чтении и импульсом CAS
· tRP (timе of Row Precharge)
- тайминг, определяющий задержку при переходах от одной строки к следующей
· tRAS (time of Active to Precharge Delay)
- тайминг, который определяет задержку между активацией строки и окончанием работы с ней; считается основным значением
· Command rate
– определяет задержку между командой выбора отдельного чипа на модуле до команды активации строки; этот тайминг указывают не всегда.
Если говорить ещё проще, то о таймингах важно знать только одно – чем их значения меньше, тем лучше. При этом планки могут иметь одинаковую частоту работы, но разные тайминги, и модуль с меньшими значениями всегда будет быстрее. Так что стоит выбирать минимальные тайминги, для DDR4 ориентиром средних значений будут тайминги 15-15-15-36, для DDR3 - 10-10-10-30. Также стоит помнить, что тайминги связаны с частотой памяти, так что при разгоне скорее всего придётся поднять и тайминги, и наоборот - можно вручную опустить частоту, снизив при этом тайминги. Выгоднее всего обращать внимание на совокупность этих параметров, выбирая скорее баланс, и не гнаться за крайними значениями параметров.
Как определиться с бюджетом?
Располагая большей суммой, вы сможете позволить себе больший объём оперативной памяти. Основное отличие дешёвых и дорогих модулей будет в таймингах, частоте работы, и в бренде – известные, разрекламированные могут стоить немного дороже noname модулей непонятного производителя.Кроме того, дополнительных денег стоит радиатор, установленный на модули. Далеко не всем планкам он нужен, но производители сейчас на них не скупятся.
Цена будет также зависеть от таймингов, чем они ниже- тем выше скорость, и соответственно, цена.
Итак, имея до 2000 рублей , вы сможете приобрести модуль памяти объёмом 4 ГБ, или 2 модуля по 2 ГБ, что предпочтительнее. Выбирайте в зависимости от того, что позволяет конфигурация вашего пк. Модули типа DDR3 обойдутся почти вдвое дешевле чем DDR4. При таком бюджете разумнее брать именно DDR3.
В группу до 4000 рублей входят модули объёмом в 8 ГБ, а также наборы 2х4 ГБ. Это оптимальный выбор для любых задач, кроме профессиональной работы с видео, и в любых других тяжёлых средах.
В сумму до 8000 рублей обойдётся объём памяти в 16 ГБ. Рекомендуется для профессиональных целей, или для заядлых геймеров - хватит даже про запас, в ожидании новых требовательных игр.
Если не проблема потратить до 13000 рублей , то самым лучшим выбором будет вложить их в набор из 4 планок по 4 ГБ. За эти деньги можно выбрать даже радиаторы покрасивее, возможно для последующего разгона.
Больше 16 ГБ без цели работы в профессиональных тяжёлых средах (да и то не во всех) брать не советую, но если очень хочется, то за сумму от 13000 рублей вы сможете залезть на Олимп, приобретя комплект на 32 ГБ или даже 64 ГБ . Правда, смысла для рядового пользователя или геймера в этом будет не много – лучше потратить средства, скажем, на флагманскую видеокарту.
Вот и вышли процессоры Intel Haswell-E. сайт уже успела протестировать топовый 8-ядерник Core i7-5960X , а также материнскую плату ASUS X99-DELUXE . И, пожалуй, главной «фишкой» новой платформы стала поддержка стандарта оперативной памяти DDR4.
Начало новой эпохи, эпохи DDR4
О стандарте SDRAM и модулях памяти
Первые модули SDRAM появились еще в 1993 году. Их выпустила компания Samsung. А уже к 2000 году память SDRAM за счет производственных мощностей корейского гиганта полностью вытеснила с рынка стандарт DRAM.
Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory. Дословно это можно перевести как «синхронная динамическая память с произвольным доступом». Поясним значение каждой характеристики. Динамической память является потому, что в силу малой емкости конденсаторов она постоянно требует обновления. К слову, кроме динамической, также существует и статическая память, которая не требует постоянного обновления данных (SRAM). SRAM, например, лежит в основе кэш-памяти. Помимо динамической, память также является синхронной, в отличие от асинхронной DRAM. Синхронность заключается в том, что память выполняет каждую операцию известное число времени (или тактов). Например, при запросе каких-либо данных контроллер памяти точно знает, сколько времени они будут до него добираться. Свойство синхронности позволяет управлять потоком данных и выстраивать их в очередь. Ну и пару слов о «памяти с произвольным доступом» (RAM). Это означает, что единовременно можно получить доступ к любой ячейке по ее адресу на чтение или запись, причем всегда за одно и то же время вне зависимости от расположения.
Модуль памяти SDRAM
Если говорить непосредственно о конструкции памяти, то ее ячейками являются конденсаторы. Если заряд в конденсаторе есть, то процессор расценивает его как логическую единицу. Если заряда нет - как логический ноль. Такие ячейки памяти имеют плоскую структуру, а адрес каждой из них определяется как номер строки и столбца таблицы.
В каждом чипе находится несколько независимых массивов памяти, которые представляют собой таблицы. Их называют банками. В единицу времени можно работать только с одной ячейкой в банке, однако существует возможность работы сразу с несколькими банками. Записываемая информация необязательно должна храниться в одном массиве. Зачастую она разбивается на несколько частей и записывается в разные банки, причем процессор продолжает считать эти данные единым целым. Такой способ записи называется interleaving. В теории, чем больше в памяти таких банков, тем лучше. На практике модули с плотностью до 64 Мбит имеют два банка. С плотностью от 64 Мбит до 1 Гбит - четыре, а с плотностью 1 Гбит и выше - уже восемь.
Что такое банк памяти
И несколько слов о строении модуля памяти. Сам по себе модуль памяти представляет собой печатную плату с распаянными на ней чипами. Как правило, в продаже можно встретить устройства, выполненные в форм-факторах DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module). Первый предназначается для использования в полноценных настольных компьютерах, а второй - для установки в ноутбуки. Несмотря на один и тот же форм-фактор, модули памяти разных поколений отличаются количеством контактов. Например, решение SDRAM имеет 144 пина для подключения к материнской плате, DDR - 184, DDR2 - 214 пинов, DDR3 - 240, а DDR4 - уже 288 штук. Конечно, речь в данном случае идет о DIMM-модулях. Устройства, выполненные в форм-факторе SO-DIMM, само собой имеют меньшее число контактов в силу своих меньших размеров. Например, модуль памяти DDR4 SO-DIMM подключается к «материнке» за счет 256 пинов.
Модуль DDR (внизу) имеет больше пинов, чем SDRAM (вверху)
Вполне очевидно и то, что объем каждого модуля памяти высчитывается как сумма емкостей каждого распаянного чипа. Чипы памяти, конечно, могут отличаться своей плотностью (или, проще говоря, объемом). К примеру, прошедшей весной компания Samsung наладила серийное производство чипов с плотностью 4 Гбит. Причем в обозримом будущем планируется выпуск памяти с плотностью 8 Гбит. Также модули памяти имеют свою шину. Минимальная ширина шины составляет 64 бит. Это означает, что за такт передается 8 байт информации. При этом нужно отметить, что также существуют 72-битные модули памяти, в которых «лишние» 8 бит отведены для технологии коррекции ошибок ECC (Error Checking & Correction). Кстати, ширина шины модуля памяти также является суммой ширин шин каждого отдельно взятого чипа памяти. То есть, если шина модуля памяти является 64-битной и на планке распаяно восемь чипов, то ширина шины памяти каждого чипа равна 64/8=8 бит.
Чтобы рассчитать теоретическую пропускную способность модуля памяти, можно воспользоваться следующей формулой: A*64/8=ПС, где «А» - это скорость передачи данных, а «ПС» - искомая пропускная способность. В качестве примера можно взять модуль памяти типа DDR3 с частотой 2400 МГц. В таком случае пропускная способность будет равняться 2400*64/8=19200 Мбайт/с. Именно это число имеется в виду в маркировке модуля PC3-19200.
Как же происходит непосредственно чтение информации из памяти? Сначала подается адресный сигнал в соответствующую строку (Row), а уже затем считывается информация из нужного столбца (Column). Информация считывается в так называемый усилитель (Sense Amplifiers) - механизм подзарядки конденсаторов. В большинстве случаев контроллер памяти считывает сразу целый пакет данных (Burst) с каждого бита шины. Соответственно, при записи каждые 64 бита (8 байт) делятся на несколько частей. К слову, существует такое понятие как длина пакета данных (Burst Length). Если эта длина равна 8, то за один раз передается сразу 8*64=512 бит.
Модули и чипы памяти также имеют такую характеристику, как геометрия, или организация (Memory Organization). Геометрия модуля показывает его ширину и глубину. Например, чип с плотностью 512 Мбит и разрядностью (шириной) 4 имеет глубину чипа 512/4=128М. В свою очередь, 128М=32М*4 банка. 32М - это матрица, содержащая 16000 строк и 2000 столбцов. Она может хранить 32 Мбит данных. Что касается самого модуля памяти, то почти всегда его разрядность составляет 64 бита. Глубина же легко высчитывается по следующей формуле: объем модуля умножается на 8 для перевода из байтов в биты, а затем делится на разрядность.
На маркировке без труда можно найти значения таймингов
Необходимо сказать несколько слов и о такой характеристике модулей памяти, как тайминги (задержки). В самом начале статьи мы говорили о том, что стандарт SDRAM предусматривает такой момент, что контроллер памяти всегда знает, сколько времени выполняется та или иная операция. Тайминги как раз и указывают время, требующееся на исполнение определенной команды. Это время измеряется в тактах шины памяти. Чем меньше это время, тем лучше. Самыми важными являются следующие задержки:
- TRCD (RAS to CAS Delay) - время, которое необходимо для активации строки банка. Минимальное время между командой активации и командой чтения/записи;
- CL (CAS Latency) - время между подачей команды чтения и началом передачи данных;
- TRAS (Active to Precharge) - время активности строки. Минимальное время между активацией строки и командой закрытия строки;
- TRP (Row Precharge) - время, необходимое для закрытия строки;
- TRC (Row Cycle time, Activate to Activate/Refresh time) - время между активацией строк одного и того же банка;
- TRPD (Active bank A to Active bank B) - время между командами активации для разных банков;
- TWR (Write Recovery time) - время между окончанием записи и подачей команды закрытия строки банка;
- TWTR (Internal Write to Read Command Delay) - время между окончанием записи и командой чтения.
Конечно, это далеко не все существующие в модулях памяти задержки. Можно перечислить еще добрый десяток всевозможных таймингов, но лишь указанные выше параметры существенно влияют на производительность памяти. Кстати, в маркировке модулей памяти и вовсе указываются только четыре задержки. Например, при параметрах 11-13-13-31 тайминг CL равен 11, TRCD и TRP - 13, а TRAS - 31 такту.
Со временем потенциал SDRAM достигла своего потолка, и производители столкнулись с проблемой повышения быстродействия оперативной памяти. Так на свет появился стандарт DDR.1
Пришествие DDR
Разработка стандарта DDR (Double Data Rate) началась еще в 1996 году и закончилась официальной презентацией в июне 2000 года. С приходом DDR уходящую в прошлое память SDRAM стали называть попросту SDR. Чем же стандарт DDR отличается от SDR?
После того как все ресурсы SDR были исчерпаны, у производителей памяти было несколько путей решения проблемы повышения производительности. Можно было бы просто наращивать число чипов памяти, тем самым увеличивая разрядность всего модуля. Однако это отрицательно сказалось бы на стоимости таких решений - уж очень дорого обходилась эта затея. Поэтому в ассоциации производителей JEDEC пошли иным путем. Было решено вдвое увеличить шину внутри чипа, а передачу данных осуществлять также на вдвое повышенной частоте. Кроме этого, в DDR предусматривалась передача информации по обоим фронтам тактового сигнала, то есть два раза за такт. Отсюда и берет свое начало аббревиатура DDR - Double Data Rate.
Модуль памяти DDR производства Kingston
С приходом стандарта DDR появились такие понятия, как реальная и эффективная частота памяти. К примеру, многие модули памяти DDR работали на скорости 200 МГц. Эта частота называется реальной. Но из-за того, что передача данных осуществлялась по обоим фронтам тактового сигнала, производители в маркетинговых целях умножали эту цифру на 2 и получали якобы эффективную частоту 400 МГц, которую и указывали в маркировке (в данном случае - DDR-400). При этом в спецификациях JEDEC указано, что использовать термин «мегагерц» для характеристики уровня производительности памяти и вовсе некорректно! Вместо него необходимо использовать «миллионы передач в секунду через один выход данных». Однако маркетинг - дело серьезное, указанные в стандарте JEDEC рекомендации мало кому были интересны. Поэтому новый термин так и не прижился.
Также в стандарте DDR впервые появился двухканальный режим работы памяти. Использовать его можно было при наличии четного числа модулей памяти в системе. Его суть заключается в создании виртуальной 128-битной шины за счет чередования модулей. В таком случае происходила выборка сразу 256 бит. На бумаге двухканальный режим может поднять производительность подсистемы памяти в два раза, однако на практике прирост скорости оказывается минимален и далеко не всегда заметен. Он зависит не только от модели оперативной памяти, но и от таймингов, чипсета, контроллера памяти и частоты.
Четыре модуля памяти работают в двухканальном режиме
Еще одним нововведением в DDR стало наличие сигнала QDS. Он располагается на печатной плате вместе с линиями данных. QDS был полезен при использовании двух и более модулей памяти. В таком случае данные приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей во времени из-за разного расстояния до них. Это создает проблемы при выборе синхросигнала для считывания данных, которые успешно решает как раз QDS.
Как уже говорилось выше, модули памяти DDR выполнялись в форм-факторах DIMM и SO-DIMM. В случае DIMM количество пинов составляло 184 штуки. Для того чтобы модули DDR и SDRAM были физически несовместимы, у решений DDR ключ (разрез в области контактной площадки) располагался в ином месте. Кроме этого, модули памяти DDR работали с напряжением 2,5 В, тогда как устройства SDRAM использовали напряжение 3,3 В. Соответственно, DDR обладала меньшим энергопотреблением и тепловыделением в сравнении с предшественником. Максимальная частота модулей DDR составляла 350 МГц (DDR-700), хотя спецификациями JEDEC предусматривалась лишь частота 200 МГц (DDR-400).
Память DDR2 и DDR3
Первые модули типа DDR2 появились в продаже во втором квартале 2003 года. В сравнении с DDR, оперативная память второго поколения не получила существенных изменений. DDR2 использовала всю ту же архитектуру 2 n -prefetch. Если раньше внутренняя шина данных была вдвое больше, чем внешняя, то теперь она стала шире в четыре раза. При этом возросшую производительность чипа стали передавать по внешней шине с удвоенной частотой. Именно частотой, но не удвоенной скоростью передачи. В итоге мы получили, что если у DDR-400 чип работал на реальной частоте 200 МГц, то в случае DDR2-400 он функционировал со скоростью 100 МГц, но с вдвое большей внутренней шиной.
Также DDR2-модули получили большее количество контактов для присоединения к материнской плате, а ключ был перенесен в другое место для физической несовместимости с планками SDRAM и DDR. Вновь было снижено рабочее напряжение. Если модули DDR работали при напряжении 2,5 В, то решения DDR2 функционировали при разности потенциалов 1,8 В.
По большому счету, на этом все отличия DDR2 от DDR заканчиваются. Первое время модули DDR2 в отрицательную сторону отличались высокими задержками, из-за чего проигрывали в производительности планкам DDR с одинаковой частотой. Однако вскоре ситуация вернулась на круги своя: производители снижали задержки и выпускали более быстрые наборы оперативной памяти. Максимальная частота DDR2 достигала отметки эффективных 1300 МГц.
Различное положение ключа у модулей DDR, DDR2 и DDR3
При переходе от стандарта DDR2 к DDR3 использовался тот же самый подход, что и при переходе от DDR к DDR2. Само собой, сохранилась передача данных по обоим концам тактового сигнала, а теоретическая пропускная способность выросла в два раза. Модули DDR3 сохранили архитектуру 2 n -prefetch и получили 8-битную предвыборку (у DDR2 она была 4-битной). При этом внутренняя шина стала в восемь раз больше, чем внешняя. Из-за этого в очередной раз при смене поколений памяти увеличились ее тайминги. Номинальное рабочее напряжение для DDR3 было снижено до 1,5 В, что позволило сделать модули более энергоэффективными. Заметим, что, кроме DDR3, существует память типа DDR3L (буква L означает Low), которая работает с пониженным до 1,35 В напряжением. Также стоит отметить, что модули DDR3 оказались ни физически, ни электрически несовместимы с любым из предыдущих поколений памяти.
Конечно, чипы DDR3 получили поддержку некоторых новых технологий: например, автоматическую калибровку сигнала и динамическое терминирование сигналов. Однако в целом все изменения носят преимущественно количественный характер.
DDR4 - очередная эволюция
Наконец, мы добрались до совершенно новой памяти типа DDR4. Ассоциация JEDEC начала разработку стандарта еще в 2005 году, однако лишь весной этого года первые устройства появились в продаже. Как говорится в пресс-релизе JEDEC, при разработке инженеры пытались достичь наибольшей производительности и надежности, увеличив при этом энергоэффективность новых модулей. Что ж, такое мы слышим каждый раз. Давайте посмотрим, какие конкретно изменения получила память DDR4 в сравнении с DDR3.
На этой картинке можно проследить эволюцию технологии DDR: как менялись показатели напряжения, частоты и емкости
Один из первых прототипов DDR4. Как ни странно, это ноутбучные модули
В качестве примера рассмотрим 8-гигабайтный DDR4-чип с шиной данных шириной 4 бита. Такой девайс содержит 4 группы банков по 4 банка в каждой. Внутри каждого банка находятся 131 072 (2 17) строки емкостью 512 байт каждая. Для сравнения можно привести характеристики аналогичного DDR3-решения. Такой чип содержит 8 независимых банков. В каждом из банков находятся 65 536 (2 16) строк, а в каждой строке - 2048 байт. Как видите, длина каждой строки чипа DDR4 в четыре раза меньше длины строки DDR3. Это означает, что DDR4 осуществляет «просмотр» банков быстрее, нежели DDR3. При этом переключение между самими банками также происходит гораздо быстрее. Тут же отметим, что для каждой группы банков предусмотрен независимый выбор операций (активация, чтение, запись или регенерация), что позволяет повысить эффективность и пропускную способность памяти.
Основные преимущества DDR4: низкое энергопотребление, высокая частота, большой объем модулей памяти
