Какие факторы влияют на производительность современных настольных систем в целом? Очевидно, что в первую очередь это — центральный процессор и графическая подсистема. Процессор определяет быстродействие, с которым компьютер обрабатывает данные в вычислительных или системных задачах, а графическая карта отвечает за скорость визуализации результата. Очевидно, что если речь идёт о приложениях, обрабатывающих или создающих контент, роль видеокарты отходит на второй план. Если же мы обратимся к развлекательным программам, таким, например, как 3D игры, то в этом случае главную скрипку начинает играть именно графическая карта, неся ответственность за степень зрелищности интерфейса вычислительных алгоритмов с пользователем. Именно оптимизации и правильному выбору сочетаний между современными видеокартами и процессорами посвящена подавляющая часть статей на нашем сайте.

Но при этом современный компьютер состоит не только из процессора и видеокарты. В нём имеется множество других компонентов, роль которых также не следует недооценивать. Но если практическое значение базовых характеристик материнской платы, жёстких дисков или блока питания ясно и без дополнительных объяснений, разумный подбор оперативной памяти может поставить в тупик даже опытных пользователей. Нет, речь в данном случае идёт не об объёме памяти — с ним-то как раз всё более-менее понятно. Давно известно, что основной массе актуальных систем оказывается вполне достаточно 4 Гбайт: именно такого объёма вполне хватает для комфортной работы современных операционных систем, общеупотребительного программного обеспечения и игр последнего поколения. Большее же количество оперативной памяти может быть востребовано лишь в некоторых специфических случаях, о которых те пользователи, которые с ними сталкиваются, наверняка прекрасно осведомлены.

Гораздо же более неоднозначный вопрос — это подбор частоты памяти и её задержек. И интересен он, прежде всего, тем, что вокруг него ломается немало копий: многочисленные производители модулей памяти на все голоса пытаются убедить нас, что быстродействие памяти — один из ключевых параметров современного компьютера, оказывающий на общую производительность системы чуть ли не меньшее влияние, чем процессор или видеокарта. Основываясь на этом аргументе, компании, занимающиеся выпуском оперативной памяти, сильно варьируют стоимость своих продуктов. Например, 4 Гбайта недорогой DDR3-1067 памяти можно приобрести за сумму менее $80. В то же время такой же объём «элитной» DDR3-1600 SDRAM легко может встать покупателю в две с лишним сотни долларов. Однако справедлива ли такая ценовая дифференциация?

Наш предыдущий опыт показывает, что нет, несправедлива. Проведённые ранее тесты памяти для LGA775, Socket AM3 и LGA1366 платформ показал: скорость работы компьютера в реальных приложениях зависит от скорости памяти совсем незначительно. И радость от высоких результатов, показываемых системами со скоростной памятью, можно испытать только лишь в синтетических тестах, измеряющих пиковую пропускную способность и латентность подсистемы памяти, таких как, например, Lavalys Everest или SiSoft Sandra.

Однако до сих пор мы не рассматривали то, как способна повлиять оперативная память на скорость работы платформ с LGA1156 процессорами Core i7, Core i5 и Core i3. Тем временем эти процессоры имеют ряд особенностей, связанных именно с памятью: они снабжены встроенным высокопроизводительным контроллером DDR3 SDRAM, но в то же время, в отличие от Core i7 в LGA1366 исполнении, работают лишь с двумя, а не с тремя каналами памяти. Поэтому вполне возможно, что ситуация с влиянием характеристик памяти на производительность LGA1156 систем обстоит каким-то особым образом. Проверке именно этой гипотезы мы и решили посвятить данную статью, в рамках которой мы уделим внимание связи между пропускной способностью и латентностью DDR3 SDRAM и быстродействием систем с LGA1156 процессорами.


LGA1156 процессоры: особенности контроллера памяти

Перед тем, как перейти к рассмотрению результатов тестов, мы решили напомнить основные принципы функционирования контроллера памяти в LGA1156 системах. Процессоры Core i7 и Core i5 (а также перспективные Core i3 и Pentium), выпускаемые в LGA1156 исполнении, содержат встроенный двухканальный контроллер DDR3 SDRAM, который располагается на едином кристалле с процессорными ядрами. Данный контроллер, как и встроенный в ядро кэш третьего уровня, работает на собственной частоте, отличной от частоты процессора. Эта частота варьируется в зависимости от модели CPU и, в числе прочих параметров, оказывает определённое влияние на скорость работы подсистемы памяти в целом.

Ещё одна особенность контроллера памяти LGA1156 процессоров заключается в том, что разные модели CPU имеют разный перечень поддерживаемых скоростей памяти. Более дорогие модели с более быстрым контроллером, имеют поддержку DDR3-1600 SDRAM, модели среднего уровня ограничиваются лишь работой с DDR3-1333 SDRAM, а дешёвые CPU и вовсе могут тактовать память лишь в режиме DDR3-1067.

В целом, ситуация с частотами DDR3 SDRAM, поддерживаемыми LGA1156 процессорами выглядит следующим образом.

[ ]

Иными словами, системы с более дешёвыми процессорами не имеет смысла оснащать быстрой DDR3-1600 памятью, по крайней мере, без внештатного увеличения частоты базового тактового генератора (BCLK). Однако владельцы систем с процессорами Core i5 и Core i3 могут получить доступ к режимам с быстрой памятью через разгон, правда, в этом случае разгону будет подвергаться не только память, но и сам процессор.

Дело в том, что процессоры в LGA1156 исполнении для получения частот используют единый 133-мегагерцовый тактовый генератор (BCLK) и несколько независимых множителей:

Множитель частоты процессора. Данный множитель определятся штатной частотой CPU и не может быть повышен пользователем выше своего номинального значения. Однако в процессе работы он может изменяться автоматически, благодаря работе технологий Turbo Mode и Enhanced Intel SpeedStep.
Множитель частоты памяти. Набор доступных коэффициентов умножения для процессоров Core i7-800 включает 6х, 8х, 10х и 12х, что подразумевает возможность использования с этими CPU памяти типа DDR3-800, DDR3-1067, DDR3-1333 и DDR3-1600. Процессоры серий Core i7-700 и Core i5, к сожалению, множитель 12x для частоты памяти не поддерживают, поэтому для них предельная частота памяти составляет 1333 МГц. Младшая же LGA1156 модель CPU, относящаяся к серии Pentium, и вовсе для частоты памяти предлагает лишь самые минимальные множители — 6x и 8х.
Множитель Uncore, задающий частоту работы контроллера памяти и L3 кэша. Для всех LGA1156 процессоров этот множитель жёстко зафиксирован. При этом для Core i7 он равен 18x, а для Core i5 — 16х.

Как видим, максимальную гибкость конфигурирования подсистемы памяти получают владельцы систем, основанных на наиболее дорогих процессорах, относящихся к серии Core i7. Поэтому именно такой процессор мы и использовали в наших тестах. Однако все сделанные нами выводы будут справедливы и для других LGA1156 CPU, с той лишь разницей, что в более дешёвых системах пользователи имеют гораздо меньше возможностей для использования памяти, работающей на высоких частотах. Впрочем, все средства для манипуляции с задержками младшие процессоры сохраняют в полном объёме.
Выводы

Скорость оперативной памяти не оказывает значительного влияния на производительность платформы — это правило остаётся верным и для систем, построенных на базе процессоров LGA1156. Такой исход не является сюрпризом: к подобному выводу мы приходим раз за разом, когда берёмся за испытания модулей памяти для любой современной платформы. По результатам практических измерений производительности можно говорить о том, что всё влияние частоты и задержек DDR3 SDRAM, используемой в платформе LGA1156, в среднем укладывается в пятипроцентный диапазон. Конечно, есть и отдельные исключения из этого правила, например, синтетические тесты, но эти случаи не оказывают существенного влияния на картину в целом.

Всё это приводит нас к заключению, что недооценить важность оптимального подбора параметров подсистемы памяти очень сложно. Но напрочь игнорировать этот аспект тоже не стоит, так как в большинстве случаев поиск лучшей DDR3 SDRAM для системы LGA1156 не связан с серьёзными дополнительными тратами. Произошедшее удешевление модулей DDR3 SDRAM привело к тому, что DDR3-1067, DDR3-1333 и DDR3-1600 память имеет достаточно близкие цены. При этом наиболее удачные модели памяти обладают превосходным разгонным потенциалом, что даёт возможность построения высокоскоростной подсистемы памяти при умеренных затратах.

Одновременно с этим следует иметь в виду, что большинство LGA1156 систем, работающих в номинальном режиме, способно тактовать оперативную память лишь на частоте 1333 МГц. И только системы, в которых применяются процессоры серии Core i7-800, имеют множители, позволяющие выставить частоту памяти 1600 МГц. Это означает, что если вы не задумываетесь о разгоне, в большинстве случаев вас устроит обычная DDR3-1333 память с низкими задержками. Однако если вы относите себя к числу энтузиастов и задумываетесь о разгоне, то будет целесообразно обратить внимание на более скоростную DDR3-1600 память вроде рассмотренных в этой статье комплектов Kingston HyperX KHX1600C8D3K2/4GX или Corsair Dominator CMD4GX3M2A1600C8. Такая память позволит получить дополнительную гибкость в конфигурировании параметров системы и выиграть несколько процентов в производительности. При этом мы не рекомендуем обращать внимание на те оверклокерские модули DDR3 SDRAM, стоимость которых существенно превышает цену обычной DDR3-1333 SDRAM. В противном случае больший выигрыш в производительности можно будет получить, направив те же средства на приобретение более скоростного процессора или видеокарты.

Японский производитель памяти, Elpida Memory, сообщила о том, что сегодня ею началось на заводе в Хиросиме началось производство 40-нм 2-гигабитных чипов памяти DDR3.

Завершение разработки 40-нм чипов DDR3 компания закончила в октябре, поэтому всего за два месяца Elpida удалось наладить массовое производство.

По данным Elpida, новые 2-гигабитные кристаллы DDR3 позволяют производить на 44 % больше чипов на одной 300-мм пластине по сравнению с 50-нм чипами. По сравнению с 50-нм чипами, новые продукты также используют на две трети меньше тока и работают при напряжении всего 1,2/1,35 В. Всё это позволяет уменьшить энергопотребление на 50 %.

В середине 2010 года компания собирается расширить 40-нм производство чипов памяти и на своё подразделение Rexchip в Тайване.

Опубликовав пару фотографий, компания Kingston приоткрыла завесу тайны над своим новым набором памяти HyperX, модули которого оснащены радиаторами для подключения к системе водяного охлаждения.

Этот набор памяти, конечно, создаётся для энтузиастов и любителей разгона. Наверняка, наборы памяти рассчитаны на новые высокопроизводительные системы Intel и AMD. Также думается, такие радиаторы будут поставлены на самые быстрые модули DDR3-памяти с частотой 2133 МГц.

Пока никаких подробностей о наборе не известно, но можно быть почти уверенным, что во время выставки CES 2010 о нём появится больше сведений.

Пожалуй, вот мы и дожили до того момента, когда можно сказать, что оперативная память стандарта DDR3 пошла в массы. По крайней мере, даже беглого знакомства с прайс-листами компьютерных магазинов достаточно, чтобы увидеть, что модули DDR3-1333 наиболее оптимального сегодня объема (2 GB) фактически уравнялись в цене с DDR2-800 аналогичной емкости. Очевидно, здесь мы начинаем наблюдать повторение ситуации, сложившейся при переходе от DDR к DDR2, когда доля производства чипов DDR была резко уменьшена, а возникший дефицит вызвал неизбежное повышение цен, приведя к, казалось бы, парадоксальной ситуации, когда устаревшие и более медленные модули DDR стали стоить дороже DDR2.

В значительной степени популяризации памяти DDR3 поспособствовали и анонсы новых платформ Intel – LGA 1366 и LGA 1156, процессоры которых оснащены контроллерами памяти, работающими только с DDR3. В свою очередь поддержка ими запредельных частот памяти при разгоне способствует появлению на рынке высокоскоростных модулей, эффективные рабочие частоты которых уже подбираются к отметке 2000 МГц. А некоторые, особенно продвинутые модели, в разгоне преодолевают и этот барьер. Именно с такими модулями мы и познакомимся сегодня. Речь пойдет о трехканальном комплекте Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX.

Думается, что компания Kingston в представлении не нуждается. По крайней мере, мы не ошибемся, если скажем, что сегодня Kingston – это один из самых известных и узнаваемых брендов на рынке памяти.
Дизайн

Как ни крути, но особых изысков в дизайне модулей оперативной памяти не реализуешь хотя бы потому, что разработчики жестко зажаты в рамках стандартов и габаритов. Именно поэтому все планки обычно похожи, как близнецы. Единственное, чем они могут отличаться от продукции конкурентов, так это радиаторами, используемыми для охлаждения чипов. Правда, и эта деталь в большинстве случаев представляет собой простую металлическую пластинку, призванную помогать рассеивать тепло, выделяемое микросхемами памяти. Причем в некоторых случаях, учитывая весьма незначительное увеличение площади рассеивания, практическая польза от такого охлаждения весьма сомнительна. Ведь если памятью укомплектовываются все DIMM-слоты, то между пластинами практически не остается зазора для естественной конвекции воздуха, в результате чего мы получаем "бутерброд" из модулей, чипы которых греются еще сильнее, чем это было бы без радиаторов.

Другое дело, если производитель оснастил модули полноценными радиаторами, которые мы и наблюдаем в составе Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX.
Трехканальный комплект памяти Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX . В данном случае охлаждающие пластины имеют приличную массу и удлинение по высоте, играющее в описанном случае ключевую роль. Ведь, как уже было сказано выше, стандартных расстояний между DIMM-слотами едва хватает, чтобы поместить между ними две высоты чипов и металлические пластины толщиной несколько миллиметров. Говорить о каком-либо оребрении здесь уже не приходится. Зато, увеличив радиаторы по высоте, уже можно реализовать более-менее высокие ребра. При внимательном рассмотрении можно заметить, что высота ребер удлиненной части радиаторов модулей HiperX KHX2000C9D3T1K3/6GX несколько уменьшается по мере приближения ближе к концу ряда и заканчивается скруглением.По всей видимости, это не что иное, как оптимизация для обдува модулей сверху, для реализации которого Kingston предлагает специальный аксессуар, приобретаемый отдельно, – X Fan. Устройство представляет собой блок с двумя вентиляторами, крепящийся на DIMM-слотах и реализующий принудительное движение воздуха в зоне модулей.Радиаторы имеют анодирование синего цвета.

Из полезной информации, содержащейся на традиционной наклейке на модулях, можно выделить разве что только номинальное напряжение питания – 1.65 В. Все остальное уже содержится в маркировке. Всмотревшись в буквенно-цифровой набор KHX2000C9D3T1K3/6GX, нетрудно понять, что речь идет о трехканальном комплекте памяти Kingston X стандарта DDR3, способном работать на эффективной частоте 2000 МГц при значении CAS Latency 9, суммарным объемом 6 GB.Однако самую детальную информацию можно получить, прочитав SPD модулей с помощью специальных диагностических утилит.
Здесь, помимо стандартного набора частот и таймингов, утвержденного ассоциацией JEDEC, обеспечивающих возможность запуска и эксплуатации модулей, даже при стандартном для DDR3 напряжении питания, мы видим еще и два профиля XMP (Extreme Memory Profile). Здесь же нетрудно заметить, что номинальным напряжением питания планок KHX2000C9D3T1K3/6GX является 1.65 В – именно такой вольтаж прописан в профилях XMP, раскрывающих потенциал данной памяти. Возможно, стоит упомянуть, что для активации XMP требуется поддержка профилей со стороны материнской платы, однако не стоит забывать, что в норме комплект будет использоваться на платформе Intel LGA 1366 с чипсетом X58 Express, то есть платах высшего ценового диапазона, где отсутствие поддержки ХМР будет выглядеть, мягко говоря, странно. Впрочем, даже при отсутствии поддержки экстремальных профилей выставить необходимое напряжение, тайминги и частоту вручную можно даже на весьма примитивной MoBo.

Image via Wikipedia

Производители памяти преуспели в продвижении своих последних high-end продуктов: в настоящий момент скорости DDR3-2000 считаются передовыми для платформ Intel на основе чипсетов Intel P35, X38, X48 для энтузиастов или новой линейки nVidia 7. Но имеет ли смысл покупать такую память? В то время как массовая память DDR2 достигла смехотворно низкого ценового уровня (можно купить два 2-Гбайт модуля памяти DDR2-800 за $90-100), память DDR3 со скоростью 1600 и выше стоит в пять раз дороже, а прирост производительности незначителен. В сущности, для подавляющего большинства пользователей разница между массовой и high-end памятью оказывается очень малой.

Значение оперативной памяти (Random Access Memory, RAM) со временем сильно изменилось. В начале тысячелетия наблюдалась существенная разница в производительности между задержками CL2 и CL3, когда популярным был тип памяти первого поколения SDRAM со скоростями PC100 и PC133. Но сейчас, при использовании скоростных модулей памяти DDR2 или DDR3 SDRAM, разница в производительности между низкими и высокими таймингами практически ничтожна. Хотя задержки памяти увеличиваются от поколения к поколению (CL2/3 с DDR1, CL3-5 с DDR2, CL5 и выше с DDR3), они сильно не изменились, поскольку тактовые частоты удваиваются с каждым поколением, что потенциально нивелирует повышение задержек. Таким образом, эффективные задержки практически не меняются, а вот пропускная способность значительно возросла.

С памятью для энтузиастов связан ещё один момент, который лишь косвенно связан с производительностью: оверклокеры ждут от компонентов предельную гибкость, когда хотят выжать максимум производительности из своих систем. Увеличение тактовой частоты системной шины часто является единственным способом увеличить тактовую частоту центрального процессора, что автоматически разгоняет и память, так как частота шины памяти напрямую зависит от частоты FSB. Поскольку терять производительность из-за ограниченной скорости памяти не хочется, то для достижения максимальной производительности системы может понадобиться высокоскоростная память. Однако такой сценарий справедлив только для хардкорных оверклокеров, так как преимущество скоростной памяти по сравнению с медленной очень незначительно, если другие компоненты и параметры при этом остаются прежними.

Мы хотим выяснить, насколько на самом деле важны скорость памяти и её задержки. Для тестирования мы собрали систему на основе Socket 775, которую запускали с двумя разными процессорами: с новым 3,16-ГГц процессором Core 2 Duo E8500 на 45-нм ядре Core 2 Duo Wolfdale с 6 Мбайт кэша L2 и с одноядерным 3,73-ГГц процессором Pentium 4 Extreme Edition. Мы решили взять старый одноядерный процессор P4 архитектуры Netburst P4, поскольку у него кэш-память меньше и менее эффективна, чем у Core 2 Duo. Оба процессора были протестированы на скоростях DDR2-667, DDR2-800 и DDR2-1066, а также на DDR3-1066 и DDR3-1333, каждый раз использовались низкие и высокие задержки. Однако P4 нельзя было протестировать на DDR3-1333, так как для этого потребовалась бы шина FSB1333.

Выбор памяти

Рынок памяти находится в процессе перехода от DDR2 к более эффективной по энергопотреблению и обладающей более высокой плотностью памяти DDR3; этот процесс будет продолжаться до конца 2008 года. DDR2 доступна на скоростях 800 и 1066, а DDR3 пока увеличила скорость с 800 до 1333 МГц (указана эффективная частота). Более скоростные продукты всё ещё нацелены на энтузиастов, поскольку платформы официально пока не поддерживают скорости 1600+.

И DDR2, и DDR3 основаны на принципе удвоенной передачи данных за такт, т.е. данные передаются на подъёме и на спаде тактового импульса. Каждое новое поколение DDR обладает меньшими по размерам транзисторами, пониженным напряжением и большей плотностью памяти. В то время как внутренние тактовые частоты не менялись, тактовая частота интерфейса (буфер ввода/вывода) возросла благодаря увеличению размера prefetch. Память DDR3-1600 работает на физической тактовой частоте 200 МГц, но с размером prefetch в 8 битов. Тактовая частота интерфейса составляет 800 МГц, но благодаря технологии удвоенной передачи данных это равноценно частоте 1 600 МГц. Базовая тактовая частота памяти DDR2-800 также равна 200 МГц, но размер prefetch составляет 4 бита.

Как уже упоминалось ранее, производительность не является достаточным поводом, чтобы переходить с одного поколения памяти на другое. Больший интерес представляет плотность памяти. Пока массовыми на рынке памяти DDR2 могут считаться 1-Гбайт модули памяти (1-Гбит чипы), но скоро начнёт доминировать память DDR3, когда 2-Гбайт модули DDR3 станут доступными по цене, и AMD тоже перейдёт на эту память (ближе к концу года).

Какую память лучше купить?

Как бы то ни было, наиболее выгодное предложение можно найти на рынке массовых модулей DDR2. Если всё упирается в деньги, то стоит обратить внимание на любой набор 2x 1 Гбайт DDR2 со скоростями DDR2-800. Как покажут результаты тестирования, только память со значительно более высокой скоростью (и по значительно более высокой цене) может обеспечить небольшой прирост производительности. Мы даже не рекомендуем гнаться за материнскими платами с поддержкой DDR3, если только вы не покупаете high-end продукт. Когда покупается материнская плата за несколько сотен долларов и процессор Core 2 Quad той же ценовой категории, плюс другие приличные компоненты системы, вполне допустимо потратить на память больше. Но для пользователей с ограниченным бюджетом это неприемлемо.

Двухгигабайтные наборы памяти с двумя модулями DDR2-800 стоят примерно от $40. Это можно считать выгодной покупкой, учитывая, что 2 Гбайт основной памяти достаточно для работы всех основных приложений и игр. Больший объём памяти, т.е. 4 Гбайт, требует наличия 64-разрядной операционной системы, потому что 32-разрядные версии Windows XP и Windows Vista смогут использовать только 3 Гбайт оперативной памяти. Несмотря на то, что 64-разрядные версии тоже вполне доступны, работают почти так же быстро, и поддержка драйверов значительно улучшилась, настоятельно рекомендуем убедиться в том, что ваши устройства и приложения будут работать в 64-разрядном окружении. На данный момент мы рекомендуем обычным пользователям обратить внимание на память DDR2-800. Быстрые тайминги (низкие задержки CL) являются более предпочтительными, однако не стоит выкладывать за них значительно большую сумму денег, поскольку разница невелика. Память DDR2-1066 важна для систем на процессорах AMD Phenom, так как их контроллеры памяти могут работать с более быстрой памятью.
Что касается памяти DDR3, то мы рекомендуем повременить с её покупкой, поскольку высокоскоростные модели всё ещё стоят гораздо дороже, чем память DDR2, и при этом не обеспечивают большей производительности. Даже в отношении наборов памяти высокой ёмкости можно сказать следующее: наборы по четыре 2-Гбайт модуля DDR2 стоят гораздо дешевле, чем аналогичная память DDR3.

Image by thisisbossi via Flickr

G.Skill утверждает, что ею представлены самые быстрые модули памяти DDR3. Их рабочая частота составила 2200 МГц. Новый 4-Гб (2x2 Гб) набор памяти рассчитан на работу с процессорами Intel Core i7 870 и 860 (кодовое имя Lynnfield) и имеет радиаторы Pi с новым дизайном.

Набор имеет задержки CL 7-10-10-28 и рабочее напряжение 1,65 В. Несмотря на то, что набор оптимизирован для новых процессоров Intel, можно не сомневаться, что он будет прекрасно работать и в связке с чипами AMD Phenom II.

Набор поставляется со специальным вентилятором G.Skill Turbulence, который можно установить на память в том случае, если нужен дополнительный разгон или меньшие задержки.

Набор появится на рынке уже вскоре, в качестве цены производитель лишь указал довольно размытое «доступная».

Стоит отметить, с подобным предложением недавно вышла и компания Kingmax.