Больше модулей оперативной памяти лучше для игр? 4 x 4 ГБ против 2 x 8 ГБ

Нередко такие вопросы обсуждаются на технических форумах, поэтому сегодня мы рассматриваем влияние на производительность наличия четырех модулей памяти DDR4 в двухканальной системе, в отличие от всего лишь двух модулей. В этом сценарии все модули работают с одинаковой частотой, используют одинаковые тайминги и обеспечивают одинаковый общий объем памяти.

Для двухканальных платформ, таких как AMD AM4 или Intel LGA1151, требуются два подходящих модуля памяти для двухканальной работы, добавление второй пары только увеличит объем памяти и не приведет к обновлению памяти до четырехканальной, для этого понадобится процессор Threadripper или Cascade Lake-X.

Тем не менее, мы видели тесты, показывающие увеличение производительности за счет добавления двух дополнительных модулей, якобы без увеличения частоты памяти или улучшения таймингов.

Мы считаем, что это связано с тем, как настроена память или, точнее, «ранг» памяти. Для тех из вас, кто не знает, термин ‘ранг’ означает количество 64-битных банков памяти на модуле. Большинство памяти потребительского класса имеют один ранг, хотя модули большей емкости обычно имеют двойной ранг, в то время как память серверного класса часто имеет четырехуровневый ранг.

Определить, имеет ли ваша память двойной или одинарный ранг, может быть сложно, так как программное обеспечение не всегда корректно считывает модули, и не все производители памяти отмечают ранг в идентификаторе модулей.

Обычно модули с одним рангом оснащены всеми микросхемами памяти на одной стороне печатной платы, в то время как модули с двумя рангами памяти размещают микросхемы на обеих сторонах печатной платы. Однако, это не всегда так. Модуль с микросхемами на обеих сторонах печатной платы просто двусторонний, и все равно может быть одноуровневым модулем, так что это немного сбивает с толку.

Все становится еще более запутанным, когда вы вводите больше карт памяти или модулей. Система, наполненная более чем двумя одноуровневыми модулями, на самом деле будет действовать так, как будто установлены двухуровневые модули. На самом деле, разница между одним модулем с двумя модулями с одним уровнем памяти при подключении к одному контроллеру памяти очень мала, несмотря на то, что микросхемы памяти находятся на разных печатных платах.

Это важно отметить, так как в тестах мы видели, что вся используемая память была одноуровневыми модулями. Поэтому при использовании двух одноуровневых модулей для двухканальной работы память настраивается как одноуровневая. Однако при использовании четырех одноуровневых модулей для двухканальной работы память теперь конфигурируется как двухуровневая.

DIMM Module Rank Configurations

Это может дать четырем DIMM модулям преимущество, так как позволяет иметь несколько открытых страниц DRAM в каждом ранге. Несмотря на то, что доступ к рангам невозможен одновременно, доступ к ним возможен независимо, а это означает, что контроллер может посылать данные о записи на один ранг, в то время как он ждет данных для чтения, ранее выбранных из другого ранга.

Насколько это влияет на производительность, зависит от приложения и способности контроллера памяти использовать открытые страницы. Но все это означает, да, что четыре модуля могут повысить производительность по сравнению с двумя модулями в двухканальной системе.

Демонстрируя это, мы рассмотрим серию бенчмарков, выполненных с использованием процессоров Core i9-9900K и Ryzen 9 3900X. Поддержку данному исследованию оказывает Team Group с памятью T-Force Vulcan Z DDR4-3000. Они предоставили два 8 ГБ-модуля вместе с четырьмя 4 ГБ-модулями, использующими одинаковые тайминги.

Тесты на системе Intel в основном проводились на материнской плате Gigabyte Z390 Aorus Ultra, но мы также включили в себя некоторые тесты на дешевой плате MSI B360. Тогда для тестовой системы Ryzen мы использовали Gigabyte X570 Aorus Master, обе модели используют RTX 2080 Ti для уменьшения узких мест GPU в наших тестах.

Примеры

Для начала, возьмем Call of Duty: Modern Warfare, где мы не видим заметной разницы между 2 и 4 модулями оперативной памяти, как для двухканальных платформ AMD, так и для платформ Intel. Вероятно, именно такую производительность вы ожидаете увидеть в большинстве случаев, но это не всегда так.

Вот пример, где мы видим некоторую разницу в производительности для Core i9-9900K, но не для Ryzen 9 3900X. В системе Intel при использовании четырёх модулей памяти наблюдался незначительный прирост производительности на 4%, что было реплицировано несколько раз.

Это похожая история с «Shadow of the Tomb Raider». Система Intel показала прирост производительности до 4%, конечно, не очень большой, но с той разницей, что мы могли воспроизводить ее снова и снова. На Ryzen это не имело значения, два или четыре модуля давали один и тот же результат.

Тестирование с Assassin’s Creed Odyssey было интересным, мы увидели преимущества как для AMD, так и для Intel при использовании четырех модулей памяти. Производительность Core i9-9900K увеличилась до 7%, а Ryzen 9 3900X — до 5%. Очевидно, что двухуровневая память является преимуществом в этом названии, по крайней мере, при таких условиях.

Впечатляющие низкие показатели (1%) дает Far Cry New Dawn с 9900K. Производительность увеличилась на 9%, и хотя средняя кадровая частота едва улучшается, все же можно заметить ее увеличение на 1% . Система Ryzen 9 3900X стабильно работала на несколько кадров быстрее с 4 модулями оперативной памяти, но не до такой степени, чтобы вы заметили разницу.

Рост производительности, наблюдавшийся при полном заполнении слотов DIMM в World War Z, впечатляет: здесь 9900K была на 10% быстрее, а 3900X — на 9%. Это довольно значительный прирост, хотя мы и добиваемся здесь более 150 кадров в секунду.

Мы повторно протестировали плату B360 с установленной 9900K и сравниваем результаты World War Z. Конечно, мы ограничились DDR4-2666 на заблокированном чипсете, но суть заключалась в том, чтобы посмотреть, не повысили ли ещё четыре модуля производительность на бюджетной плате, и как вы можете видеть здесь, они делают то, что мы рассматриваем в качестве увеличения производительности до 6%. Разница не столь существенна, но мы также запускаем память на более низкой частоте.

И напоследок посмотрим, как память DDR4-3000 CL16 сравнивается с памятью DDR4-3200 CL14. Обратите внимание, что память CL14 действительно вмещает 32 Гб, так как вы не можете получить 3200 CL14 4 Гб модулей, но так как World War Z не требует более 16 Гб, это не повлияет на производительность.

Подозреваю, что с более быстрой памятью Core i9-9900K начинает достигать пределов RTX 2080 Ti в этих тестовых условиях. Если раньше в памяти DDR4-3000 9900K с четырьмя модулями наблюдался 10%-ный прирост, то с более быстрой памятью этот прирост был снижен до 6%.

Завершение

Установка четырех модулей памяти в двухканальной системе может повысить производительность в определенных сценариях. Однако следует четко понимать, что это не приведет к автоматическому увеличению производительности в играх на 5-7%. Для этого необходимо, чтобы производительность CPU была больше, чем GPU, и это редко случается при использовании хороших настроек качества графики или аппаратных конфигураций.

Например, мы тестировали GeForce RTX 2080 Ti при 1080p. Увеличение разрешения до 1440p, скорее всего, приведет к нейтрализации любого преимущества, которое мы только что увидели с двумя дополнительными модулями, так как игры становятся преимущественно связанными с GPU. То же самое можно сказать и о 1080p при использовании менее мощной видеокарты».

Стоит также отметить, что четыре модуля могут также ограничивать производительность памяти в том смысле, что вы, возможно, не сможете достичь той же частоты и таймингов, что и при использовании всего двух модулей. Другими словами, прямое сравнение становится довольно сложным, так как существует ряд переменных, которые необходимо учитывать.

При использовании четырех модулей Ryzen 9 3900X ограничивается DDR4-2933, в то время как официальная спецификация AMD говорит, что процессор будет работать с DDR4-3200 всего с двумя модулями. В зависимости от того, насколько хорош кремний, встроенный контроллер памяти может работать лучше. Наш чип работает вплоть до памяти DDR4-3600 CL16 с четырьмя модулями, но каков бы ни был предел, суть в том, что он будет работать лучше всего с двумя модулями.

Двухуровневые модули представляют новый набор лимитов, хотя ни один из них в этой статье не рассматривался. В AMD официальная поддержка двухрейтинговых DIMM указана как DDR4-3200 для двух модулей, но только DDR4-2666 при использовании четырёх модулей. Было бы интересно посмотреть, как сравниваются два и четыре двухуровневых модуля в этих двухканальных системах, но это тест еще на один день.