Что зависит от частоты памяти. Изучаем влияние частоты оперативной памяти DDR3 на производительность процессоров в играх

Для того, чтобы описать как работает оперативная память, нужно написать целую диссертацию, в то время как разобраться в вопросе влияния скорости ОЗУ на игры и программы достаточно просто.

В первую очередь нужно отметить, что вид, объем, и частота оперативной памяти оказывают влияние на скорость передачи данных. Это значит, что насколько быстро будет работать программа и игра зависит от модулей ОЗУ. Чем больше памяти, чем выше рабочая частота, тем быстрее передаются данные и пользователь мгновенно получает ответ от софта на свой запрос. Именно на эти параметры нужно обращать внимание при покупке модулей оперативной памяти.

Какой оптимальный объем ОЗУ выбрать для ПК?

Операционная память – это энергозависимая микросхема, с помощью которой совершается обмен данными. При этом эти данные не сохраняются на ПК, я только обрабатываются и хранятся некоторое время, а точнее до выключения компьютера.

Передача данных между ОЗУ и процессором может осуществляться двумя способами:

• Через память нулевого уровня;
• Через кэш.

А вот скорость этой передачи зависит от объема ОЗУ. И если 32-битные системы не поддерживают больше 4 Гб, то более мощные 64-битные сборки могут поддерживать до 64 Гб оперативной памяти. Редко можно встретить ПК с 512 Мб и 1 Гб памяти. Это зачастую старые устройства с Windows XP.

Для функционирования системы и запуска большинства приложений нужно 2 Гб памяти. Однако скорость запуска программ будет не высокой и время отклика на действия пользователя составит от нескольких секунд до минуты.

Размера в 4 Гб памяти хватит для просмотра видео на YouTube, загрузки красочных интернет-страниц, просмотра фильмов, запуска игр на минимальных и средних настройках.

Объема 8 и 16 гигабайт более чем достаточно для любых задач, которые пользователь возлагает на свою операционную систему. В том числе, хорошо будет работать Windows 10, системные требования которой достаточно приличные.

32 Гб хватит для того, чтобы не беспокоиться о работе самых современных игр и мощных приложений. При этом запаса ОЗУ хватит на нескольких лет вперед.

ВАЖНО! Если у вас старый ПК, покупка дополнительных модулей ОЗУ не ускорит работы системы. Скорость ОЗУ будет заметна при модернизации процессора и видеокарты.

Влияние типа ОЗУ на скорость работы системы

Скорость работы приложений и передачи данных зависит не только от объема оперативной памяти, но и от её типа. В компьютерах, собранный за последние несколько лет, можно найти четыре варианта модулей ОЗУ:

• DDR (DDR1) – рабочая частота до 400 МГц. Используется на ПК старых образцов.
• DDR2 – рабочая частота до 1200 МГц. Использовалась на новых ПК несколько лет назад, но была практически полностью вытеснена новым поколением.
• DDR3 – рабочая частота до 2400 МГц. Это сравнительно новый вариант, который устанавливается на большинстве компьютерах бюджетного и среднего уровня.
• DDR4 – рабочая частота до 3200 МГц. Поддерживается только современными материнскими платами, и то не всеми. Имеет высокие показатели передачи данных.

Важно отметить, что чем выше рабочая частота оперативной памяти, тем быстрее работают приложения, в том числе запущенные одновременно на одном ПК. Поэтому, установив на своём компьютере планку DDR4, можно повысить скорость передачи информации практически в 2 раза. Однако с её заменой придётся менять и материнскую плату, и процессор. А это очень дорого и не всем по карману. Иногда гораздо выгоднее поставить ОЗУ большего объёма или с лучшими показателями частоты, нежели менять всю начинку системного блока.

Значение частоты для материнской платы

Показатели частоты важны для скорости работы компьютера. И практически все современные модели материнских плат выпускаются с величиной этого параметра для ОЗУ не меньше 1600 МГц. Однако, решив заменить на своём ПК или ноутбуке планку, стоит обратить внимание на возможности самой платы. Если мамка не поддерживает больше, к примеру, 1663 МГц, а установленная планка имеет частоту 1833 МГц, то скорость передачи информации будет ограничена меньшим значением, то есть 1663 МГц и модернизация не даст результатов.

Посмотреть допустимое значение для материнской платы можно в инструкции, которая поставляется вместе с продуктом.

08.10.2012

Вопрос: стоит ли брать более быструю память – стоит перед многими покупателями. Вследствие снижения цены на модули DDR3 с частотой 1600 мегагерц и выше он стал еще актуальнее. Ответ казалось бы, очевиден – конечно, стоит! Но какой прирост может обеспечить большая частота памяти, и стоит ли переплачивать? Это мы и попытаемся выяснить.

Если еще совсем недавно выбор оперативной памяти был прост, есть лишние деньги, берешь DDR3 с частотой 1600 мегагерц, если их нет, довольствуешься DDR3-1333. В настоящий момент на полках магазинов имеется огромнейший выбор оперативной памяти с частотой выше 1600 мегагерц, и по вполне приемлемой цене. Это стимулирует покупателей делать свой выбор в пользу более быстрых моделей, с частотой 1866, 2000, и 2133 мегагерц. И это вполне обосновано в теории – чем больше частота памяти, тем больше пропускная способность, тем выше производительность.

Однако в реальных условиях ситуация может быть чуть другой. Нет, система с модулями DDR3-2000 не может быть медленнее системы с модулями DDR3-1333. В данном случае “кашу маслом не испортить”. Но разница в производительности может быть практически незаметна в большинстве приложений, которые мы используем в обычной жизни. Фактически из постоянно используемых приложений, лишь архиваторы четко и однозначно реагируют на возросшую частоту повышением производительности. В остальном заметить разницу непросто.

При этом, быстрая оперативная память продолжает активно продвигаться производителями и продавцами, как решение для геймеров. Что в результате создает у пользователей ощущение, что частота памяти значение практически настолько же критичное, как и количество ядер в процессоре, количество потоковых процессоров, и ширина шины памяти в чипе видеокарты.

Чтобы развенчать, или наоборот подтвердить это утверждение мы и задумали этот тест. Принцип его прост – мы протестируем в нескольких играх один и тот же комплект памяти при работе на разных частотах, и попытаемся выяснить какой, в действительности, прирост дает увеличение частоты памяти. И дает ли вообще.

Для проведения теста мы воспользовались нашим тестовым стендом, в который установили комплект памяти Team Xtreem Dark с базовой частотой 1866 мегагерц производства компании Team Group. Два модуля памяти объемом по 4 гигабайта имеют стандартные для номинальной частоты тайминги 9-11-9-27, несут маркировку TDD34G1866HC9KBK, и работают на напряжении 1,65 вольта. Вполне доступные и при этом быстрые модули памяти с трехлетней гарантией и оригинальными радиаторами, которые вполне могут стать выбором геймера, который не хочет отдавать сумасшедшие деньги за модули с частотой выше 2 гигагерц. А потому, идеально впишутся в концепцию теста.

Тестировать память решено на трех частотах – 1333, 1600, и 1866 мегагерц. От более низких частот в 800 и 1066 мегагерц решено было отказаться, так как покупка таких модулей (если вы все же сможете найти их в продаже) будет необоснованной, так как они будут одинаковы по цене с модулями DDR3-1333. Хотя теоретически планировался режим 2000 мегагерц, но суровая реальность внесла изменения в данные планы. Множитель частоты памяти в нашей плате ASUS P8Z77-V не поддерживает такую частоту, а следующим шагом свыше 1866 мегагерц, предлагает 2133. При такой частоте памяти система загрузилась при неизменном напряжении, позволяла работать, и даже прошла тест 3DMark Physics, но запуск любой игры приводил к “синему экрану”. Причем не помогло ни увеличение таймингов, ни повышение напряжения. Поэтому от высоких частот пришлось отказаться.

В принципе в этом нет ничего страшного, ведь цель данного теста не проверка самых дорогих и быстрых модулей памяти, а выяснение зависимости производительности в играх от частоты. Если в результате окажется, что прирост есть, то опираясь на результаты тестов с тремя разными частотами, вывести примерный прирост для моделей с частотами больше 2000 мегагерц можно будет интерполяцией полученных результатов.

Во время теста мы решили не изменять тайминги, дабы не вносить путаницы в результаты. Но в итоге решили дать небольшую фору самой низкой частоте, и кроме режима с таймингами 9-11-9-27, мы прогнали тесты с таймингами 7-7-7-21, которые являются стандартными для хороших модулей DDR3-1333. Отметим, что все тесты мы проводили при разрешении 1280 на 720 точек, на максимальных настройках качества с использованием анизотропной фильтрации 16x, и без сглаживания. Снизить разрешение пришлось ради снижения влияния производительности видеокарты, которая традиционно становится узким местом в игровых тестах.

Ну что же, вводные данные есть, пора переходить к результатам тестов. Чтобы оценить теоретический прирост пропускной способности памяти при повышении частоты, все конфигурации были протестированы в пакете AIDA 64. Этот синтетический тест выдал вполне логичные и ожидаемые результаты. Рост пропускной способности с ростом частоты имеется, а режим с минимальными таймингами позволил получить более высокие результаты, чем режим с меньшими. Переходим к результатам игровых тестов.

В режиме Performance 3DMark 11 продемонстрировал, что влияние частоты памяти на итоговый результат есть, и оно вполне линейно. Чем быстрее память, тем больше баллов. На насколько больше? Как видно на диаграмме, при общем результате больше 6000 баллов, система с памятью DDR3-1866 выиграла у DDR3-1333 при равных таймингах, лишь 111 баллов. Эту разницу можно выразить скромной цифрой - 1.8 процента. Если же память DDR3-1333 работает на более привычных для себя таймингах 7-7-7-21, то разница в результате с самой быстрой памятью снижается до 1.5 процента. То есть в данном случае, использование более быстрой памяти заметного прироста не дает.

Этот подтест оказался единственным в пакете 3DMark 11, который очень позитивно реагировал на повышение частоты памяти, и снижение таймингов. Нагрузка на видеокарту здесь невелика, зато нагрузка на процессор при обсчете физики очень велика. Соответственно велика и нагрузка на память, которая хранит все результаты обработки данных. В результате отрыв DDR3-1866 от DDR3-1333 при равных таймингах составил чуть более 16 процентов. Снижение таймингов самой медленной памяти позволяет снизить разрыв до 12,8 процента. DDR3-1600 оказалась ровно посередине между DDR3-1333 и DDR3-1866, как ей и положено по частоте. Учитывая, весьма странное для реальных приложений использование ресурсов в этом тесте, мы не будем учитывать его результаты. Таких игр, с таким распределением нагрузки нет, и скорее всего никогда не будет.

Metro 2033

Мы, если честно не ожидали увидеть столь интересные результаты. Причем интересны они не большим приростом, а зависимостью от таймингов. В прямом сравнении трех частот с равными таймингами мы наблюдаем все ту же линейность – с ростом частоты растет и производительность. Но рост мизерный, и практически незаметный: DDR3-1866 быстрее чем DDR3-1333 всего на 0,8 кадра в секунду, а это скромнейшие 1.3 процента. Совсем мало. Между ними вновь оказалась память DDR3-1600. А вот DDR3-1333 с таймингами 7-7-7-21 продемонстрировала недюжинный потенциал, продемонстрировав тот же результат, что и быстрая DDR3-1866 с таймингами 9-11-9-27. Это говорит о том, что меньшие тайминги для этой игры предпочтительнее, и DDR3-1600 с таймингами 8-8-8-24, вполне могла бы стать победительницей этого теста. Кстати, переложение обсчета физики с видеокарты на процессор не изменило расстановку сил и разрывы, как того можно было ожидать после теста 3DMark 11 Physics.

Crysis 2

Вдохновленные результатами предыдущих тестов, которые показали путь и практически незаметное для невооруженного глаза, но все же присутствующее повышение производительности, мы перешли к игре Crysis 2, и тут нас ждало откровение. Все четыре конфигурации, как видно на диаграмме продемонстрировали абсолютно одинаковый результат, с точность до одной десятой кадра в секунду. Да, бывает и так. Видимо, движок CryEngine совершенно не чувствителен к пропускной способности подсистемы памяти. Констатируем этот факт и переходим к последнему тесту.

DiRT Showdown

Этот тест выдал самый противоречивый и необъяснимый результат. Во-первых, удивила память DDR3-1333 с минимальными таймингами, которая уступила памяти работающей на той же частоте, но с большими таймингами, что в принципе, противоестественно. Правда уступила совсем мизер – 00,8 процента. DDR3-1600 оказалась быстрее DDR3-1333 при одинаковых таймингах, на разумные и объяснимые 1,7 процента. А вот DDR3-1866 показала запредельный прирост! Превосходство над DDR3-1600 составило солидные 5.8 процента. Это действительно много. Учитывая все предыдущие результаты. Ведь вполне логично и ожидаемо было увидеть те же 1.7 процента, что разделили DDR3-1600 и DDR3-1333 – тогда прирост был бы линейным. Исходя из опыта мы знаем, что такие результаты могут быть случайным, и ничем не объяснимым результатом какого-то внутреннего сбоя программы, так в нашей практике был случай, когда 3DMark 03 совершенно незаслуженно выдал GeForce FX 5200 результат, который превосходил результаты топовых карт того времени. Ну а, учитывая, что в статистике нелинейные результаты принято игнорировать, это мы и сделаем.

- это один из важнейших компонентов компьютера, от которого напрямую зависит его быстродействие. Она является своего рода рабочей областью процессора системы, в которой сохраняется временная информация, позволяющая компьютеру быстро и корректно реагировать на изменяющиеся условия различных программ и приложений. Вся информация, содержащаяся в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), находится там до тех пор, пока не поступит следующая информация или пока компьютер не выключится. Именно объем, и скорость приема-передачи информации являются ключевыми факторами в выборе данного компонента системы.

Для того чтобы знать, как правильно выбрать оперативную память, необходимо учитывать тип и модель процессора и материнской платы ПК. Физический модуль оперативной памяти устанавливается непосредственно на материнскую плату, которая может поддерживать только определенные типы ОЗУ. Из этого следует, что между оперативной памятью, процессором и материнской платой существует постоянная взаимосвязь, и несоответствие одного из компонентов другому нарушается правильное функционирование всей системы. И если с системной платой и процессором все понятно – компьютер просто-напросто не запуститься с несоответствующим плате процессором, то RAM-память в большинстве случаев будет работать, однако при проблемах с совместимостью будет наблюдаться неприятная картина, проявляющаяся в неестественно медленной работе компьютера.

Для того чтобы не допустить ошибки, необходимо в первую очередь посетить официальный сайт производителя материнской платы, и узнать какой тип памяти поддерживается. Далее надо разобраться с техническими характеристиками ОЗУ, зная которые можно подобрать идеально подходящую системе память.

Тип оперативной памяти

На данный момент, самым востребованным типом памяти являются DDR-модули. Они различаются по следующим техническим параметрам:

DDR SDRAM – уже морально устаревший тип памяти. Имеет небольшую тактовую частоту в 400 МГц.
- DDR2 – довольно удачное решение, которое использовалось достаточно долгое время. Имеет с двух сторон по 120 контактов, пониженное, в сравнении с DDR SDRAM, энергопотребление в 1,8 В, а также повышенную до 1066 МГц тактовую частоту. На данный момент практически не используется в современных системных платах.
- DDR3 – современный тип оперативной памяти. При сниженной, в сравнении с предыдущими поколениями, цене, имеет намного лучшие показатели: энергопотребление 1,5 В, тактовая частота до 2400 МГц.
- DDR4 –следующий шаг в развитии. Имеет улучшенные показатели по всем параметрам, однако выпуск данного модуля памяти еще не начался.

Объём оперативной памяти

Это то количество информации, которое может одновременно содержать в себе ОЗУ. Из этого следует, что чем его больше – тем лучше. Однако необходимо определиться с типом выполняемой работы на компьютере, если это офисный компьютер, то объема в 2 Гб будет достаточно, а вот игровой компьютер с мощным процессором и видеокартой требует от 4 Гб объема ОЗУ. Также следует помнить, что объем ОЗУ свыше 3 Гб будет распознан и задействован только 64-разрядной операционной системой.

Тактовая частота
Один из основных параметров ОЗУ, от его величины непосредственно зависит скорость обмена данными с процессором и чем выше частота, тем будет быстрее быстродействие. Тактовая частота ОЗУ не должна превышать тактовую материнской платы, если будет иначе, то система может выдавать сбои. Например: модуль оперативной памяти DDR3-1600 МГц, вставленный в слот системной платы DDR3-1333 МГц, будет работать именно на тактовой частоте материнской платы, при этом стабильность работы не гарантируется. Также существует понятие как пропускная способность ОЗУ, которая непосредственно зависит от частоты оперативной памяти и ее соотношение с пропускной способностью процессора влияет на общее быстродействие всей системы. В идеале, сумма пропускной способности ОЗУ должна совпадать с таковой процессора. На примере это выглядит следующим образом: для процессора с пропускной способностью в 10600 Mb/s, рекомендуется устанавливать два модуля памяти с пропускной способностью 5300 Mb/s, которые в сумме образуют пропускную способность процессора.

Тайминги
Временные задержки ОЗУ, которые указываются в виде последовательных цифр, к примеру 5-5-5, каждая из которых отвечает за свой параметр:

CAS Latency - время рабочего цикла
- RAS to CAS Delay - время полного доступа
- RAS Precharge Time - Время предварительного заряда

От этих показателей зависит скорость работы ОЗУ, и чем они ниже, тем лучше. Однако с повышением тактовой частоты ОЗУ повышаются ее тайминги, а с понижением таймингов повышается стоимость оперативной памяти, поэтому следует исходить из допустимого бюджета при выборе оперативной памяти.

Напряжение ОЗУ
Показатель, определяющий потребляемую энергию для нормальной работы ОЗУ, а соответственно тепловое выделение. Стандартным показателем для DDR3 является 1,5 В, но оверклокерские модели ОЗУ могут иметь повышенное потребление и соответственно повышенное тепловыделение, из-за чего такие модули имеют радиаторные пластины. Напряжением питания можно непосредственно управлять из BIOS, но этого не стоит делать, так как модуль ОЗУ может выйти из строя, если тот не приспособлен к таким манипуляциям.

Производители ОЗУ
При покупке вещи, в первую очередь обращается внимание на производителя оной, и если бренд качественный, то и вещь в большинстве случаев не обманет ожиданий. Тоже самое касается и оперативной памяти. Из хорошо зарекомендовавших себя производителей ОЗУ можно выделить следующих:

Corsair
Transcend
OCZ
Kingston

Эти производители всегда предоставляют только качественный продукт, а также указывают реальные характеристики своих детищ. Также следует уметь читать маркировочный код продукта, по которому можно определить все характеристики модуля памяти. К примеру, Kingston KHX 2000C9AD3T1K2/4GX, из основных параметров можно прочитать следующие:

KHX – производитель и модель
2000 – рабочая частота
9 – время рабочего цикла CAS
D3 – тип модуля DD3
4G – объем памяти 4 Gb

Кроме всего выше перечисленного необходимо знать, что если используется более одного модуля ОЗУ, то оперативная память должна быть одного производителя с одной партии и с идентичными параметрами тактовой частоты, таймингов и объема. Только в таком случае можно добиться слаженной работы модулей оперативной памяти.

Оперативная память ПК и ноутбука одинаковы по техническим характеристикам и все вышесказанное подходит как для компьютера, так и для ноутбука. Различный у них только форм-фактор, и если у ПК это DIMM, то у ноутбука - SO-DIMM. С виду они отличаются размерами - SO-DIMM в два раза короче.

Основываясь на вышеизложенной информации, можно грамотно выбрать правильный модуль ОЗУ, главное не спешить с выбором и четко разобраться в параметрах процессора, материнской платы и оперативной памяти. Подобрав подходящую оперативную память, можно за умеренную сумму в разы повысить производительность компьютера.

Интересный факт: скорее всего, если Вас спросят о том, на что влияет частота оперативной памяти, Вы подумаете о тактовой частоте. Соответственно, Вы ответите, что она влияет на количество тактов и на скорость.

Это правильно лишь отчасти и сейчас мы во всем разберемся.

1. Страничка теории

Сразу стоит уточнить, что когда говорят о частоте оперативной памяти, а не процессора, то имеется в виду частота передачи данных. Она соответствует определенным значениям тактовой частоты.

Всего существует четыре типа частоты ОП:

• DDR. Бывает 200, 266, 333 и 400 МГц (МТ/с). Соответствует значениям тактовой частоты 100, 133, 166 и 200 МГц соответственно.
• DDR2. Бывает 400, 533, 667, 800 и 1066 МГц (МТ/с). Соответствует 200, 266, 333, 400 и 533 МГц тактовой частоты.
• DDR3. Бывает 800, 1066, 1333, 1600, 1800, 2000, 2133, 2200 и 2400 МГц (МТ/с). Соответствует 400, 533, 667, 800, 1800, 1000, 1066, 1100 и 1200 МГц тактовой частоты.
• DDR4. Бывает 2133, 2400, 2666, 2800, 3000, 3200 и 3333 МГц (МТ/с). Соответствует 1062, 1200, 1333, 1400, 1500, 1600 и 2666 МГц.

Несложно догадаться, что такое деление связано с поколениями. То есть выходили новые, более мощные модули оперативной памяти с более высокой частотой, причем как самой памяти, так и тактовой. В связи с этим придумывали новые поколения.

Это интересно: DDR3 нередко оказывается менее мощным, нежели DDR2. Связано это с высокими значениями задержек. Они в языке программистов называются таймингами.

А теперь переходим к самому главному.

2. Значение частоты оперативной памяти

Если сказать просто, чем выше частота ОП, тем быстрее будет передаваться информация. Соответственно, рассматриваемое нами понятие влияет, в первую очередь, на скорость работы.

Именно поэтому частоту оперативной памяти называют Data rate или скоростью передачи данных. Это важно запомнить!

Вот другое определение, которое дает более широкое понимание: Частота передачи данных – это число операций, связанных с передачей данных, за единицу времени. В качестве единицы времени чаще всего выбирается секунда.

Поэтому вышеупомянутые цифры в МГц выражают еще и количество операций по передаче данных в секунду.

Например, если мы говорим о DDR4-2133, это означает, что такой модуль может выполнять 2133 операции каждую секунду. Обычно эти цифры пишутся на самих модулях.

Это количество выражается в так называемых трансферах (с английского это слово означает «переход»). Как и в случае с битами, здесь есть Мегатрансферы, Гигатрансферы и так далее.

Причем деление то же самое – 1024 Мегатрансфера равны одному Гигатрансферу. Поэтому в списке, приведенном выше, рядом с обозначением «МГц» стоит «МТ/с» в скобках. Это и означает «Мегатрансфер в секунду».

Да и вообще, правильнее будет выражать данное значение именно в МТ/с или же ГТ/с (Гигатрансфер в секунду).

Если у Вас возникают вопросы, пишите их в комментариях ниже.

Существует очень простой метод перевода количества операций в секунду в тактовую частоту, то есть из МТ/с в МГц. Необходимо первое поделить на два, чтобы получилось второе.

То есть если мы, например, имеем дело с модулем DDR4-2400, то, чтобы получить тактовую частоту, необходимо 2400 поделить на 2. Получится 1200 МГц. Это, кстати, тоже можно было достаточно легко понять, если внимательно смотреть на тот список.

Запомните: Частота оперативной памяти – это количество выполняемых ею операций в секунду. Ее значение равно значению тактовой умноженной на 2. Этот параметр влияет на скорость работы ОП. Это главное.

3. Что еще важно понимать

Существует достаточно много заблуждений, связанных с рассматриваемым нами понятием.

Сейчас мы постараемся развеять некоторые их них. Вот список заблуждений:

• Если поставить два модуля оперативной памяти, скорость работы компьютера увеличится. Это не так по той простой причине, что операционная система будет работать с тем модулем, который менее мощный. Почему это так, толком непонятно, но факт остается фактом. Поэтому лучше ставить один модуль, но мощный, а слабый убирать до лучших времен.
• Даже если будет два модуля, система сможет с ними справиться. На самом деле, использование двух ОП очень опасно, так как влечет за собой ошибки в системе и даже критические прекращения работы компьютера. Так что лучше вообще отказаться от такой идеи.
• Частота материнской платы никак не влияет на частоту оперативной памяти. Это вовсе не так, если частота материнки меньше того, что может выдавать ОП, память будет работать не на максимуме своих возможностей. То есть в ее мощности попросту не будет никакого смысла. Поэтому очень важно покупать оперативную память с такой частотой, которая не будет превышать максимальную в материнской платы.

Также при покупке обращайте внимание на значение таймингов.

Помните: чем меньше тайминг, тем быстрее работает компьютер.

Сравните несколько вариантов и выберете лучший в этом отношении.

Успехов в покупках и использовании оперативной памяти!

Производительность оперативной памяти | Может ли память ограничивать частоту кадров в играх?

С некоторой периодичностью мы публикуем материалы, в которых изучаем, как работа популярных приложений зависит от скорости работы обычной оперативной памяти. Сегодня под словом "обычной" мы подразумеваем DDR3-1600.

Поэкспериментировав с настройками памяти в одной из игр, мы заметили заметную прибавку в скорости работы. После обзора "FX против Core i7: является ли CPU в играх бутылочным горлышком?" у нас осталась готовая тестовая система, поэтому сейчас - самый подходящий момент, чтобы сделать ещё одну версию анализа игр, но с большим упором на память.

Сказанное нами шесть лет назад по поводу частоты и таймингов актуально и сегодня. Задержка CAS по-прежнему измеряется в циклах, циклы DDR3-2133 по-прежнему в два раза быстрее, чем DDR3-1066, а у DDR3-2133 CAS 10 осталось такое же время отклика, как у DDR3-1066 CAS 5. Более того, DDR3-2133 также предлагает в два раза больше пропускной способности, чем DDR3-1066.

К счастью, если бюджет ограничен, не обязательно зацикливаться на модулях DDR3-1066, а для повышения пропускной способности можно уменьшить значение CAS, которое для большинства модулей легко спустится ниже базового значения 10. Кроме того, дешёвая память DDR3-1600 и средняя по цене DDR3-2133 CAS 9 теперь стоит почти столько же.

Мы вооружены разогнанным CPU и двумя видеокартами Radeon HD 7970 в CrossFire, которые помогут избежать узких мест. Итак, каким образом изменения в конфигурации памяти повлияют на производительность в играх?

Производительность оперативной памяти | Конфигурация и тесты

Тестовая конфигурация
CPU	Intel Core i7-3960X (Sandy Bridge-E): 6ядер/12потоков 3,3 ГГц, 12 Мбайт общего кэша L3, LGA 2011 разгон до 4,4 ГГц (44 x 100 МГц) при напряжении ядра 1,325 В
Материнская плата	Asus P9X79, BIOS 3203 (11/26/2012)
Кулер CPU	Coolink Corator DS 120 мм Tower, термопаста w/Zalman ZM-STG1
Сеть	Встроенный контроллер Gigabit LAN
Память	G,Skill F3-17600CL9Q-16GBXLD (16 Гбайт) DDR3-2200 CAS 9-11-9-36 1,65 В
Видеокарта	2 x MSI R7970-2PMD3GD5/OC: GPU 1010 МГц, GDDR5-5500
Накопитель	Mushkin Chronos Deluxe DX 240 Гбайт, SATA 6 Гбит/с SSD
Питание	Seasonic X760 SS-760KM: ATX12V v2,3, EPS12V, 80 PLUS Gold
ПО и драйвера
Операционная система	Microsoft Windows 8 Professional RTM x64
Графический драйвер	AMD Catalyst 12.10

Платформа Intel LGA 2011 обладает достаточной гибкостью для тестов как двухканальной, так и четырёхканальной конфигурации памяти. ASUS P9X79 и разогнанный Core i7-3760X со степпингом C2 мы взяли из предыдущих обзоров.

Из-за базовой частоты в 100 МГц, системная плата P9X79 настроила старые модули G.Skill DDR3-2200 CAS 9 в режим DDR3-2133 CAS 9-11-9-28. Для тестов DDR3-1600 C9 мы использовали такую же память и тайминги. В варианте с пониженными таймингами используется эта же память в режиме DDR3-1600 CAS 7-9-7-21.

Если у вас есть пара карт Radeon HD 7970, вполне вероятно, что вы играете на разрешении 2560x1600 пикселей или больше. Мы начали с разрешения 1920x1080 пикселей и повышали его до 5760x1080 пикселей.

Конфигурация тестов (3D-игры)
Aliens vs. Predator	Использование AvP Tool v.1.03, SSAO/тесселяция/тени вкл. Тестовая конфигурация 1: качество текстур High, без AA, 4x AF Тестовая конфигурация 2: качество текстур Very High, 4x AA, 16x AF
Battlefield 3	Режим кампании, "Going Hunting" 90-секунд Fraps Тестовая конфигурация 1: качество Medium (без AA, 4x AF) Тестовая конфигурация 2: качество Ultra (4x AA, 16x AF)
F1 2012	Версия Steam, встроенный бенчмарк Тестовая конфигурация 1: качество High, без AA Тестовая конфигурация 2: качество Ultra, 8x AA
Elder Scrolls V: Skyrim	Обновление 1.7, Celedon Aethirborn уровень 6, 25-секунд Fraps Тестовая конфигурация 1: DX11, уровень детализации High без AA, 8x AF, FXAA вкл. Тестовая конфигурация 2: DX11, уровень детализации Ultra, 8x AA, 16x AF, FXAA вкл.
Metro 2033	Полная версия, встроенный бенчмарк, сцена "Frontline" Тестовая конфигурация 1: DX11, High, AAA, 4x AF, без PhysX, без DoF Тестовая конфигурация 2: DX11, Very High, 4x AA, 16x AF, без PhysX, DoF вкл.

Производительность оперативной памяти | Результаты тестов

Хотя 3DMark и не отражает реальную производительность в играх, он всё же позволяет легко сравнить показатели различных конфигураций. Также он показывает, что в тесте Physics с уменьшением скорости передачи данных памяти результат ухудшается. В этом есть смысл, поскольку пакет Physics даёт нагрузку на все вычислительные ядра. Нехватка данных для них – это верный путь снижения производительности.

В игре Aliens vs. Predator разница между различными конфигурациями памяти минимальна, даже на разрешении 2560x1600 пикселей частота кадров, похоже, сдерживается мощной комбинацией двух GPU Radeon HD 7970.

Результаты F1 и Metro 2033

Результаты F1 2012 наполняют смыслом всю нашу сегодняшнюю затею. Каждый шаг в увеличении пропускной способности памяти даёт заметный прирост скорости работы.

А вот Metro 2033 наоборот, не демонстрирует никакой значимой разницы между нашими четырьмя конфигурациями. Чуть ниже мы посмотрим на детальный разброс FPS в этой игре во время тестовых прогонов.

Metro 2033, секунда за секундой

Metro 2033 даёт нам весьма интересный посекундный график частоты кадров. Мы решили не включать графики каждого теста, поскольку это только засорит страницу. Вместо этого, мы сравнили самые медленные и самые быстрые конфигурации памяти.

Когда в качестве минимальной средней частоты кадров мы выбираем уровень 40 FPS, на самом деле мы отслеживаем, чтобы частота кадров не опускалась ниже 20 FPS. Наши видеокарты могут удержать такой уровень на настройках детализации Very High даже с памятью, установленной в режим DDR3-1600 CAS 9.

К сожалению, при разрешении 4800x900 пикселей уровень производительности на настройках Very High назвать нормальным никак нельзя. Чтобы игра работала на 5760x1080 пикселей, нам пришлось понизить детализацию.

При появлении в Metro 2033 дыма или тумана производительность существенно падает. Хорошо, что эти проседания во время геймплея на разрешении 5760x1080 пикселей с отключённым MSAA незаметны. Однако нас беспокоит, что с четырёхканальной конфигурацией впадины на графике ниже, ведь с увеличением пропускной способности ожидаешь уменьшения минимального порога, но никак не увеличения.

Battlefield 3 и Skyrim

Колебания производительности в Battlefield 3 слишком малы, чтобы отнести их к различиям в конфигурации. В таком случае, дешёвая память DDR3-1600 занимает здесь более выгодную позицию.

Elder Scrolls V: Skyrim выигрывает от более быстрой RAM, однако с увеличением разрешения и, соответственно, графической нагрузки, преимущество уменьшается.

Battlefield 3, кадр за кадром

Время рендеринга одного кадра более показательно, чем среднее количество кадров, поскольку именно отдельные медленные кадры разрушают погружение в игру, в результаты вы теряете концентрацию, врезаетесь в стену, либо вас убивают. Когда рекомендуемая нами для игр средняя частота кадров составляет 40 FPS, а минимальная 20, очень важно, чтобы ни один кадр не рендерился более 50 миллисекунд. В данном тесте чем ниже значения, тем лучше (быстрее).

Часто при запуске игра может идти с рывками, но в данном случае рывки совпадают с включением Fraps. К счастью, ни в одном из прогонов скачки не превышают порога 50 мс.

Skyrim, кадр за кадром

Длительность кадра в Elder Scrolls V: Skyrim превысила 50 мс лишь на разрешении 5760x1080 пикселей, при котором у всех конфигураций наблюдаются проблемы.

Хотя средняя частота кадров при настройках качества Ultra в Skyrim падает, скачки длительности кадра понижаются. В течение всего теста мы заметили только один долгий кадр на всех конфигурациях, что совсем не страшно.

Энергопотребление, средняя производительность и эффективность

Поскольку мы не используем разгон, то смогли понизить напряжение модулей, работающих в режиме DDR3-1600 C9 до 1,50 В и, соответственно, понизить общее энергопотребление системы на несколько ватт.

К сожалению, пониженная скорость передачи данных также повлияла на показатели средней производительности.

Intel XMP (Extreme Memory Profiles) – это настройки для автоматического разгона памяти. Поскольку более быстрая RAM повышает среднюю производительность в играх, с разгоном памяти эффективность системы увеличивается.

Производительность оперативной памяти | Пропускная способность и понижение таймингов иногда кое-что значат

Два из пяти игровых тестов: F1 2012 и The Elder Scrolls V: Skyrim продемонстрировали, что пропускная способность и тайминги могут существенно повлиять на частоту кадров в играх. Оба параметра оказываются одинаково важны. Такие результаты можно было предугадать, ведь эти две игры меньше ограничены графической подсистемой, чем другие.

С другой стороны, в Metro 2033, Battlefield 3 и Aliens vs. Predator мы вообще не заметили разницы. Производительность первых двух сильнее всего связана со скоростью графического адаптера (или адаптеров), установленного в системе, что объясняет, почему полоса пропускания и тайминги памяти не оказали существенного влияния. Появление долгих кадров, вызывающих проседания FPS, похоже, больше зависит от графической части системы, нежели от задержек или пропускной способности оперативной памяти.

Если говорить об играх, на производительность которых различия в памяти всё же влияют, то стоит отметить, что разницу во время геймплея можно заметить лишь в одной игре. Но даже в этом случае средняя частота кадров настолько высока, что ваши глаза (или мониторы) должны быть быстрее наших примерно в два раза, чтобы ощутить прирост от быстрой памяти на практике. В данном случае мы говорим об игре F1 2012, которая, в среднем, набирает более 100 FPS и всё равно масштабируется при ускорении работы памяти. На самом деле, такой уровень FPS важно поддерживать, если вы используете технологии AMD HD3D и Eyefinity одновременно, поскольку частота кадров для мониторов 60 Гц делится надвое. Если у вас нет трёх стереоскопических мониторов, большой прирост производительности к высокой частоте кадров нужен разве что для хвастовства.