DDR4 против DDR5: что такое оперативная память DDR5 и стоит ли ее обновлять?

Память последнего поколения стала популярной, но насколько RAM DDR5 может повысить производительность по сравнению с модулями RAM DDR4.


Если вы покупаете новый компьютер сегодня, он вполне может использовать память DDR5. Как следует из названия, это пятое поколение стандарта оперативной памяти с двойной скоростью передачи данных (DDR).

Как и оперативная память DDR5 , DDR4 является универсальным стандартом, официально представленным в семи вариантах: DDR4-1600, 1866, 2133, 2400, 2666, 2933 и 3200. Можно предположить, что числа указывают на скорость, с которой работают различные варианты, и в целом это правильно — хотя, поскольку DDR ​​передает данные со скоростью, вдвое превышающей внутреннюю тактовую частоту, модуль DDR4-1600 фактически работает на частоте 800 МГц и так далее.

Взгляните на варианты DDR5, и вы увидите, что они начинаются с DDR5-4800 и доходят до DDR5-7200. Это огромный прирост, максимальные частоты выросли более чем в два раза, но это не обязательно значит, что бизнес-ноутбуки , оснащенные оперативной памятью DDR5, будут работать в два раза быстрее, чем ноутбуки, оснащенные модулями оперативной памяти DDR4.

Как работает оперативная память DDR5

Чипы в модуле оперативной памяти работают быстро, но они не способны считывать или записывать полный 64-битный блок данных за каждый такт. Если посмотрите на спецификации современных двухрядных модулей памяти DIMM (DIMM), вы увидите, что каждый из них имеет определенный набор таймингов, которые показывают, сколько тактовых циклов фактически требуется для хранения и выборки данных. Обычно они записываются как последовательность из четырех цифр, например 16-20-20-34.

Чтобы разобраться в этих числах, нужно знать, что оперативная память устроена в виде виртуальной сетки: последние три числа сообщают, сколько тактов требуется, чтобы выбрать конкретную «строку» памяти для чтения, а первое — как много потребуется циклов для извлечения данных из нужного «столбца».

Это начальное значение называется задержкой строба адреса столбца (CAS) и, наряду с тактовой частотой, обычно является наиболее важным фактором, определяющим относительную скорость модуля ОЗУ. Это связано с тем, что большинство операций с ОЗУ включают в себя чтение ряда значений из последовательных столбцов в строке, поэтому накладные расходы на выбор строки возникают относительно редко, тогда как задержка CAS применяется к каждому значению, к которому осуществляется доступ.

Таким образом, модуль DDR4-3200 с указанными выше таймингами сможет передавать один блок данных каждые 16 тактов; поскольку клок работает на частоте 1,6 ГГц, это означает, что модулю ОЗУ требуется 10 нс для выполнения запроса данных из указанного места в активной строке.

Вы можете легко узнать тайминги собственной оперативной памяти, либо проверив BIOS, либо установив бесплатный инструмент для Windows, такой как HWiNFO64. Приложение покажет тайминги и тактовую частоту каждого модуля DIMM в вашей системе, плюс общий объем установленной памяти, тип и режим канала, которые мы обсудим ниже.

В идеале, для наилучшей производительности нужна высокая тактовая частота и низкие значения таймингов. К сожалению, несмотря на то, что заставить модули памяти работать на более высоких частотах относительно просто, гораздо сложнее и дороже заставить реальные ячейки памяти реагировать быстрее. Поэтому более быстрые модули DIMM, как правило, имеют более высокие задержки, по крайней мере, с точки зрения тактовых циклов. В результате разница в производительности между модулями DDR4 и DDR5 намного меньше, чем можно было ожидать.

Прежде чем отправить в чулан свою систему DDR4, помните, что повседневные вычислительные задачи могут тратить часть времени на ожидание доступа к памяти. Действительно, поскольку тайминги для DDR5 намного выше, чем для DDR4, рабочие процессы, которые включают в себя постоянное переключение между ячейками ОЗУ, могут получить мало пользы от новой технологии памяти.

Чтобы измерить реальную производительность, лаборатория Tom's Hardware провела недавно тесты с использованием реальных приложений, таких как Adobe Lightroom, Adobe Photoshop, Cinebench R23, HandBrake и Microsoft Office. Было обнаружено, что фактическое преимущество DDR5 в производительности далеко не так заметно, как можно было бы предположить при синтетическом сравнении пропускной способности. В то время как самая быстрая память DDR5 предположительно предлагает почти в три раза большую пропускную способность, чем самая медленная протестированная память DDR4, реальный прирост был ближе к 25%.

Безусловно, для тяжеловесных задач обработки данных увеличение такого размера стоит того. Тем не менее, один модуль DIMM DDR5-6400 на 16 ГБ в 4,5 раза дороже DDR4-21333 той же емкости, поэтому стоит ли обновление своих денег — это совершенно другой вопрос.

Энергопотребление в оперативной памяти DDR5 по сравнению с оперативной памятью DDR4

Тактовые частоты — не единственное различие между поколениями DDR. По мере совершенствования производственных процессов плотность данных DDR увеличивалась, что позволяло компьютерам поддерживать постоянно растущее распределение оперативной памяти, не требуя огромного количества слотов памяти или десятков чипов, припаянных к материнской плате.

С памятью DDR4 одна микросхема ОЗУ обычно может хранить до 2 ГБ информации; поскольку в модулях DIMM обычно используется максимум восемь микросхем на модуль, это означает, что вы обычно не увидите модули DIMM DDR4 объемом более 16 ГБ. DDR5 поднимает планку до 8 ГБ на чип, прокладывая путь к хранению 64 ГБ на одном модуле DIMM.

Рассмотрим управление питанием. Старые модули DIMM DDR3 требовали стандартного источника питания 1,5 В, но DDR4 уменьшила его до 1,2 В, а DDR5 снизила до 1,1 В. На практике эти изменения не приводят к значительному снижению энергопотребления по сравнению с ЦП и ГП. Фактическое количество потребляемой мощности в любом случае будет зависеть от того, сколько чипов установлено в DIMM и насколько интенсивно они работают.

Однако, как и в случае с процессорами , более низкое напряжение позволяет микросхемам памяти работать быстрее без перегрева. Это означает, что производители могут устанавливать более высокие рабочие частоты, а пользователи могут еще больше увеличить производительность.

Как повысить производительность оперативной памяти DDR5

Если хотите настроить скорость и тайминги вашей оперативной памяти, будьте готовы к большому количеству проб и ошибок, так как может быть не сразу очевидно, что попытки зашли слишком далеко. Странный однобитовый сбой, происходящий время от времени, может показаться ерундой, пока он не произойдет посреди системного процесса и не вызовет внезапное появление синего экрана в Windows.

Если не хотите идти долгим путем, можно использовать встроенный в Windows инструмент диагностики памяти, чтобы тщательно проверить, работает ли ваша оперативная память должным образом — используйте меню «Пуск», чтобы найти утилиту.

Загвоздка в том, что, поскольку этому инструменту нужен доступ ко всему объему установленной оперативной памяти, он должен работать вне Windows — вам нужно будет перезагрузить систему и дождаться завершения теста, прежде чем вы сможете вернуться к рабочему столу. В зависимости от того, сколько памяти вы установили (и насколько она быстрая), это может занять порядочное количество времени; 30-минутное ожидание — нормально.

Использование XMP для повышения производительности оперативной памяти DDR5

Каждый модуль оперативной памяти имеет официальные характеристики частоты и времени, закодированные в аппаратном обеспечении с использованием системы под названием Serial Presence Detect (SPD), но это не обязательно значит, что он ограничен этими скоростями. Настройки BIOS обычно дают полную свободу действий, чтобы увеличить скорость и уменьшить задержку насколько хватит смелости. Загвоздка в том, что если выйдете слишком далеко за рамки официальной спецификации, начнете получать ошибки ОЗУ, и рано или поздно система, скорее всего, выйдет из строя.

Стандарт XMP дает возможность относительно безопасно разгонять память; это позволяет производителям встраивать в модули дополнительные профили, выходящие за пределы утвержденных JEDEC значений SPD, чтобы разблокировать максимальную скорость, на которую они способны. Например, модуль DDR5-5600 обычно работает на частоте 2,8 ГГц, но производитель может, основываясь на результатах тестирования, предложить профиль XMP, который увеличивает частоту до 2,95 ГГц. Можете быть уверены, что чипы смогут стабильно работать на этих скоростях. Также доступен второй, более амбициозный профиль, который может потребовать дополнительного охлаждения для надежной работы.

XMP разработан Intel, но теперь он поддерживается широким спектром материнских плат, даже многими материнскими платами AMD. С DDR5 он получил обновление: в то время как стандарт XMP 2, используемый модулями DDR4, позволяет встраивать два профиля, XMP 3 поддерживает третий профиль для дополнительной гибкости, а также два настраиваемых пользователем профиля, так что можете экспериментировать со своей собственной системой и сохранить настройки памяти, которые лучше всего подходят для вас.

Это может показаться слишком сложным, но последние чипы Intel (Alder Lake и новее) включают новую функцию под названием Dynamic Memory Boost, которая автоматически переключается между профилями XMP в зависимости от рабочей нагрузки. Оперативная память разгоняется, когда системе это требуется, а затем замедляется и охлаждается, когда нагрузка снижается.

Двухканальная конфигурация DDR5

Последний фактор, который может повлиять на производительность оперативной памяти, — это то, работает ли она в двухканальной конфигурации. На первый взгляд это может показаться немного запутанным, потому что все модули DIMM являются двухканальными по своей конструкции — другими словами, они ведут себя как два отдельных модуля памяти, работающих параллельно, предлагая удвоенную пропускную способность по сравнению со старыми одноканальными модулями SIMM, распространенными во времена Виндовс 95.

Однако на современной материнской плате вы также можете установить соответствующие модули DIMM в парные слоты и запустить их параллельно, получив еще одно двукратное увеличение пропускной способности. Это одна из причин, по которой комплекты расширения памяти часто продаются как пары модулей DIMM, а не как один модуль.

И DDR4, и DDR5 могут быть предоставлены в двухканальной конфигурации, но DDR5 развивает эту идею еще дальше. В то время как модули DIMM DDR4 используют одну 64-битную шину данных, DDR5 разделяет ее на две 32-битные шины, работающие вместе, поэтому с соответствующими модулями вы можете воспользоваться преимуществом не двух, а трех степеней параллелизма.

Как мы уже упоминали, можно легко проверить, использует ли система преимущества двухканальной оперативной памяти, с помощью такого инструмента, как HWiNFO64. Если окажется, что вы находитесь в одноканальном режиме, это обычно просто означает, что ваши модули DIMM не идентичны. Если да, то ничего страшного: двухканальная память обычно обеспечивает реальный прирост скорости менее чем на 5%. Если вы уже используете качественные модули DIMM, вы, вероятно, получите большую выгоду от добавления еще одного, а не от замены существующих модулей для обеспечения двухканальной работы.