Оперативная память: краткий экскурс по обновлению

Большинству владельцев ПК не обязательно регулярно обновлять оперативную память. Но если в один прекрасный день вы на это решитесь, то вполне логично можете предположить, что больший объем памяти с более высокой частотой вынудит приложения и игры работать быстрее.

Однако, как ни странно – это не всегда так. В этой статье разбирается именно этот вопрос.

Структура памяти

Современная компьютерная память делится на два основных типа: DDR3 и DDR4. Первый старше, появился в 2007 году, в то время как второй – только попал в тренд, с платформой X99 от Intel в 2014 году.

Оба типа работают по одному принципу: флэш-чипы хранят те данные, которые нужны компьютеру в конкретный момент, но данные теряются, если они уже не нужны или ПК выключен.

Память нового стандарта, DDR4, имеет ряд преимуществ по сравнению с DDR3. Она работает на более высокой частоте, поэтому способна обрабатывать задачи быстрее. DDR3 обычно обладает частотой между 1,333MHz и 2,400MHz, а частота DDR4 колеблется между 2,400MHz и 3,200MHz.

Вполне возможно, что эти рамки можно размыть разгоном (вынуждая процессор работать на более высокой скорости), но, по большому счету, DDR4 изначально быстрее.

Память типа DDR3 и типа DDR4 работают с разными материнскими платами и чипсетами. По существу, DDR3 совместима практически с любой материнской платой и разъемами, но DDR4 совместима только с платами, которые используют чипсет X99 от Intel и разъем процессора LGA 2011.

Но у DDR4 есть и обратная сторона – увеличение задержки (времени, которое может занять выполнение задачи). Более новая память DDR4 2,133MHz имеет рейтинг задержки CL15, а значит - ей понадобится 14.06 нс, чтобы считать данные, в то время как DDR3 1,600MHz - всего 13,75 нс.

Это небольшая разница, и DDR4 аннулирует этот недостаток за счет более высоких тактовых частот. Тем не менее, если вам хочется быть в курсе тонкостей - обратите внимание на показатели CAS, отображающие задержку (чем она ниже, тем лучше).

Двух и четырехканальные структуры ОП являются наиболее популярными и повышают производительность за счет того, что позволяют материнской плате использовать несколько каналов для одновременной передачи и приема данных, а это улучшает пропускную способность. Можно запустить память и в одноканальном режиме, но так производительность снизится, если вы используете одну планку памяти, а не две или четыре.

Замена структуры ПК

Разнообразие спецификаций приводит к тому, что цены на комплектующие сильно варьируются. Самые дешевые комплекты 16Гб DDR3 состоят из двух планок по 8GB и сейчас стоят около 90 долларов, но самые дорогие могут стоить даже более $279. Примерно та же история с DDR4, двух- и четырехканальные наборы будут тоже сильно отличаться.

Но DDR4 всегда будет дороже аналогов среди DDR3. Производители утверждают, что увеличение частоты и улучшенные показатели, которые предоставляет более дорогая память, обеспечит огромную разницу в производительности. Чтобы выяснить, сколько памяти действительно нужно – можно воспользоваться информацией результатов тестирования наших образцов.

К примеру, возьмем 2 версии ПК. Обе модели собраны на материнских платах MSI. Одна использует чипсет Z79 от Intel и процессор i7-4770K, а другая - X99 PC и процессор i7-5820K. Оба ПК используют одинаковые операционные системы, установленные на Samsung 850 Evo SSD. На обеих тестовых моделях установлена видеокарта Nvidia GeForce GTX 980.

Как уже упоминалось – DDR3 и DDR4 работают с разными процессорами и чипсетами, но чтобы выбрать комплектующие – мало просто убедиться, что на бумаге новое оборудование совместимо. Архитектура Haswell от Intel отстает от основной массы процессоров, но первая встроенной поддержка до 32 Гб двухканальной памяти появилась именно в Haswell.

Данная архитектура используется для различных чипов: от недорогих Селеронов и Пентиумов до дорогих Core i5 и i7, но, что важно, все чипы Haswell подключаются к разъему LGA1150. Разъем LGA 1151 уже также совместим с DDR4.

Большинство процессоров на базе Haswell совместимы с материнскими платами на основе чипсетов H87, Z97 и Z87 от Intel. Когда дело доходит до поддержки памяти – они все впечатляют, поскольку у них есть четыре слота, а большинство полноразмерных плат ATX поддерживают 32 Гб или 64 Гб с высокой частотой.

Поддержка высокочастотной памяти

Intel усовершенствовала архитектуру процессоров до Haswell-E. Процессоры, использующие эту систему, также используют разъем LGA2011 и чипсет X99, а значит – поддерживают DDR4, что, в свою очередь, приравнивается к поддержке быстрой четырехканальной памяти.

Процессоры AMD, в свою очередь, используют архитектуру Piledriver. Их собственный контроллер памяти получил прирост к скорости, в сравнении с предыдущим поколением оборудования от AMD, но поддержка памяти все еще не на высоте. Все текущие чипы AMD поддерживают память DDR3, однако некоторые из них ограничены поддержкой памяти с частотой 1,600MHz или 1,866MHz, и всего парочка поддерживает 2,133MHz.

Как и Intel, эти платы поддерживают двухканальную память. Процессоры и чипсеты – не единственные части ПК, которые требуют проверки перед покупкой новой памяти, материнская плата – не менее важна. Вам стоит убедиться, что на ней в наличии правильное количество слотов.

Также стоит проверить объем и скорость памяти, которую она поддерживает. Не очень удачная идея потратить несколько сотен долларов на 32 Гб памяти с частотой 3,000MHz, если материнская плата поддерживает только 16GB с частотой 2,666MHz.

Разумеется, есть нюансы, которые надо уточнять, но, по большей части, структура памяти обнадеживает. Независимо от используемых процессоров, чипсетов и материнских плат, вы можете оснастить компьютер значительным объемом памяти с высокой частотой. Это полезно для пользователей, которые хотят обновить отдельные комплектующие своего ПК, но это не лучшая новость для компаний, которые полагаются на продажи дорогих, высококачественных комплектов.

Будущие разработки Intel и AMD только улучшат ситуацию. Последняя архитектура от Intel, Skylake, будет поддерживать DDR4, но также будет обратно совместима с DDR3, что дает огромную универсальность. Ожидаемо, что контроллер памяти тоже будет улучшен, для поддержки больших объемов памяти с более высокой частотой.

AMD тоже не стоит на месте. Следующая архитектура для настольных ПК называется Zen, она будет предлагать полную поддержку DDR4, для того, чтобы новые чипы не отставали от Intel.

Первый набор проведенных тестов DDR3 включал тесты работы ПК в домашних, творческих и рабочих условиях от PCMark 8. Это три теста, которые имитируют ряд задач низкой интенсивности, используемых в большинстве систем – от просмотра веб-страниц и видео-чатов до обработки текстов и электронных таблиц.

Первые тесты прошли на минимуме слабой DDR3 – 8 Гб оперативной памяти разогнанной до 1,333MHz. ПК с подобной оперативной памятью показал результаты 5,170, 6,794 и 5,234 в вышеупомянутых тестах, соответственно.

Однако, при установке 8 Гб 1,600MHz, результаты практически не улучшились, только тесте творческих условиях уведичились до 6,852. В результатах теста не появилось особой разницы даже при установке 16 Гб памяти частотой 1,866MHz – ПК набрал по этим тестам 5,270, 6,961 и 2,525.

Самое большое отличие проявилось в Творческом тесте, ведь в нем больший объем памяти помогает выполнять обработку фотографий и другие хитрые задачи, но сомнительно, что это можно счесть особо значительным улучшением производительности.

Аналогично скромные успехи были и в других приложениях, связанных с фото. GigaPan Stitch позволяет объединять группы фотографий с высоким разрешением. Тестовое изображение потребовало 4 минут и 12 секунд рабочего времени на ПК с 8Гб памяти частотой 1,333MHz.

Время сократилось всего на 11 секунд, когда объем памяти удвоили и подняли частоту до 1,866MHz.

Скромные результаты

Другие тесты приложениями показали настолько же скромные результаты. Тест процессора Cinebench R15 с двумя планками 4 Гб частотой 1,600MHz показал результат в 703, а удвоение объема памяти и увеличение частоты до 1,866MHz улучшило показатель всего до 751.

Значительное улучшение для DDR3 показала всего пара тестов. В PCMark Vantage ПК с 8Гб 1,600MHz показал результат в 18,313 очков. Но с удвоением объема памяти и увеличением частоты до 1,866MHz результат резко увеличился почти на 3000 очков, что очень значительно.

Действительно, теоретические тесты показывают, что увеличение объема и частоты многое меняет, но указанный прирост производительности, как правило, не подтверждается в реальных тестах.

В тесте многопоточной пропускной способности SiSoft Sandra, сборка с 2 планками 4 Гб частотой 1,333MHz набрала 16,57 Гб/с, но удвоение памяти и увеличение частоты до 1,866MHz улучшило результат до 23,33 Гб/с. При однополосной пропускной способности тоже был приличный скачок, к тому же, удалось обнаружить, что пропускная способность кэша значительно выросла, когда добавили больший объем более быстрой памяти.

Переход с двухканальной до четырехканальной памяти чаще всего не особо проявлял себя в тесте приложениями. Тест при помощи OpenGL Cinebench R15, ПК с двумя планками по 4 Гб 1,600MHz показал результат в 111 кадров/секунду, а при четырех планках по 4 Гб 1,600MHz результат вырос всего до 117.

При запуске приложений на DDR3 разница между медленной и быстрой памятью часто невелика, до тех пор, пока у вас установлено хотя бы 8 Гб оперативной памяти – ее хватит, чтобы спокойно работать с большинством современных программ.

Заметна разница в производительности ПК использующего память частотой 1,333MHz и 1,600MHz. Но после частоты в 1,600MHz, разница между скоростями значительно снижается. При проверке системы с помощью GeekBench на ПК с памятью частотой 1,600MHz, а потом с памятью частотой 2,800MHz – разница составила всего около 100 очков.

Тесты показывают, что выигрыш в производительности можно получить за счет установки дополнительной памяти более высокой частоты, но результат будет заметен только в высокопроизводительных программах. Для большинства людей 8 или 16 Гб с частотой в 1,866MHz будет более чем достаточно.

Тесты проводились во множестве игр, используя ПК с DDR3, но наблюдали только единичные улучшения показателей. В Metro: Last Light ПК с двумя планками 4Гб частотой 1,333MHz выдавал в среднем 126 кадров/сек, а замена памяти на пару планок 8Гб частотой 1,866MHz улучшила результат до 144 кадров/сек.

В BioShock Infinite и Batman: Arkham Origins, тем не менее, разница показателей была менее впечатляющей – всего несколько кадров в тесте минимальной частоты кадров и только 2 фпс на средней частоте.

Также особой разницы не было заметно ивтестированиипри помощи Unigine Heaven 4.0.

Во всех тестах DDR3 (начиная от системы с двумя планками 4Гб частотой 1,333MHz и заканчивая системой с четырьмя планками 8Гб частотой 1,600MHz) средняя частота кадров колебалась между 63,4 и 66,8 кадров/сек.

Эти сборки не показали особых различий в результатах теста Fire Strike от 3D Mark – при равных диапазонах конфигураций памяти, результаты колебались между 11,607 и 11,635 балов.

Отличие DDR4

Новая память DDR4 работает на более высокой частоте и совместима с новейшим чипсетом Intel, поэтому ожидаемо, что тесты покажут большие различия в производительности.

Тем не менее, первоначальные тесты, казалось, повторяют историю с DDR3. В тесте процессора Cinebench R15, ПК с двумя планками 4Гб частотой 2,400MHz набрал 1,143 балла. Удвоение объема памяти и увеличение частоты до 3,000MHz улучшило результат всего до 1,190.

Тест видеокодирования X264 показал схожие итоги. Более слабый ПК прошел 2 этих теста на скорости 205 кадров/сек и 68 кадров/сек, но увеличение частоты памяти до 3,300MHz улучшило результат всего до 211 кадров/сек и 73 кадров/сек, а это сложно назвать разницей, которая была бы действительно значима для рядового пользователя.

Приложение для редактирования фотографий GigaPan Stitch показало разницу всего в пару секунд при увеличении частоты, как и Geekbench. Первый ПК на DDR4 набрал 22,165 очков, но удвоение объема памяти до 8Гб с частотой 2,666MHz, обеспечило повышение до 22,849.

Многопоточная пропускная способность

Странно, что в случае с DDR3 теоретические тесты показывали, что повышение частоты и объема памяти создаст существенную разницу. При двух планках 4Гб частотой 2,400MHz, тестовый ПК выдавал 15 Гб/с и 28,58 Гб/с с одно- и многопоточной пропускной способностью. Эти цифры вырастали до 17 Гб/с и 32 Гб/с соответственно, с аналогичным объемом памяти, если ее разогнать до частоты 3,300MHz.

Те же тесты демонстрируют, как DDR4 справляется с четырехканальными большими объемами памяти. ПК с двумя планками по 8 Гб должен бы предоставить 32 Гб/с многопоточной пропускной способности, а удвоение объема памяти должно бы показать результат до 45 Гб/с, хотя, снова же, эти цифры не всегда подтверждались реальными тестами.

Таким образом, можно сделать вывод, что дорогая оперативная память - не жизненно важная комплектующая для ПК, если вы не заинтересованы в покупке системы на Haswell-E, для запуска мощных рабочие приложения и наиболее требовательных игр.

DDR4 и игровой процесс

В тестах заметен большой скачок в одной из игр – Metro: Last Light, во время тестирования с DDR3. Однако память DDR4 показала себя слабее. Увеличение объема и частоты памяти показывает улучшение всего на несколько кадров в результате, а максимальная конфигурация в BioShock Infinite и Batman тоже увеличивает результат всего на кадр или два, независимо от объема и частоты DDR4.

Unigine Heaven - последнее слово. Тестовый ПК показывает в среднем 62.7 кадров/сек при установленных 2 планках 4Гб частотой 2,400MHz, но результат поднимается только до 64.2 кадров/сек, когда в дело идут четыре планки 8Гб частотой 2,666MHz.

Сомнения не возникают, если речь идет о чистой скорости DDR4, но похоже, что на данный момент, особенно в играх, достаточно любых 8 Гб памяти двух-или четырехканальной конфигурации. Память –не слабое место в играх. Гораздо более вероятно, что задерживать частоту смену кадров будут процессоры и видеокарты.

Если вы когда-либо будете собирать новый ПК, может возникнуть соблазн купить самый большой комплект самой быстрой оперативной памяти из доступных. Но, как иллюстрируют тесты, стремление к вершине технологий – ненужная расточительность, когда дело касается оперативной памяти.

Крупнее и быстрее?

История повторяется, неважно, собираете ли вы ПК с использованием DDR3 или DDR4. Приличного количества вроде 8 или 16 Гб будет достаточно, чтобы справиться с большинством задач, которые вы можете поставить – будь то работа или игры.

Да, преимущества будут по-прежнему заметны при покупке более крупных или быстрых ПК, но, разумеется, они будут менее значительны. Покупка подобных комплектов оперативной памяти имеет смысл, если вы истинный энтузиаст, который хочет лучшее из доступных деталей или если вы используете программное обеспечение с необычными требованиями, для которых требуется выжать каждый бит производительности.

Комплекты четырехканальной памяти замечательно пригодятся, если вы работает в приложениях, которые действительно используют преимущества улучшенной архитектуры DDR4 (вроде программ кодирования или рендреринга), но большинство людей не прочувствуют преимуществ. Это неудивительно, к тому же, все это работает только с дорогими процессорами на базе X99.

Большинству пользователей ПК, даже энтузиастам, просто нет смысла раскошеливаться на самую дорогую оперативную память, что просто замечательно. Разработки оперативной памяти, процессоров и чипсетов уже идут на одном уровне, а значит, в будущем при сборке компьютера вам не придется беспокоиться об их совместимости.