Ddr4 описание. DDR3 против DDR4

Мы проверили, чем новые модули оперативной памяти DDR4 отличаются от до сих пор применяемых модулей памяти DDR3 и насколько они эффективнее предыдущего поколения оборудования.

Первая информация о памяти DDR4 появились в 2008 году. Тогда предполагалось, что она попадет в магазины в течение пяти лет и очень быстро наберет большую популярность, чем память DDR3.

Вскоре, однако, выяснилось, что используемая память имеет очень большой потенциал для развития, и быстрый переход на новый стандарт не имеет смысла. Поэтому, хотя уже несколько лет назад на различного рода выставках компьютерные компании показывали свои модели памяти DDR4, из-за отсутствия поддерживающих платформ не было возможности её практического применения. Всё изменилось в течение последнего года. Память DDR3 достигла своего предела.

Конец эпохи памяти DDR3

Хотя на рынке доступны модули с частотой DDR-2400, DDR-2800, и даже быстрее, дальнейшее ускорение оказалось практически невозможным. Правда, некоторым производителям удавалось получить более высокую тактовую частоту, но создание таких модулей памяти в массовом масштабе было невыгодно и практически невозможным.

Постоянное ускорение существующего типа оперативной памяти нецелесообразно - существенно увеличивается энергопотребление и снижается отказоустойчивость. Решением этих проблем оказались как раз модули памяти DDR4, которые имеют гораздо больше возможностей для увеличения быстродействие, а потребляют при этом значительно меньше энергии.

Нужны ли нам новые модули памяти DDR4

Да, и не только из-за скорости. Первые модели памяти нового типа не имеют большей производительности, чем модули предыдущего поколения.

Когда одна технология достигает своих пределов, а вторая только-только выходит на рынок, мы не можем заметить между ними разницы в скорости. В этом случае существенным является не производительность, а перспективность новой технологии. Поэтому уже сейчас, при модернизации компьютера , стоит задуматься над выбором платформы совместимой с новым типом памяти.

При следующей замене компонентов мы сможем применить модули нового поколения. Если через какое-то время мы поймем, что используется слишком медленная или недостаточно емкая память, то у нас не будет проблем с покупкой более мощных компонентов - иначе обстоят дела в случае памяти DDR3, которая достигла своего предела и будет медленно уходить с рынка.

Одной из сильных сторон памяти DDR4 является её энергоэффективность. В настоящее время подавляющим большинством продаваемых компьютеров являются ноутбуки, планшеты и устройства-трансформеры. Наиболее важной особенностью такого оборудования является его производительность и время работы без подзарядки, что, в свою очередь, зависит именно от энергопотребления.

Стоит ли уже менять память на DDR4

Пока что такая дилемма не имеет места, потому что ещё не доступна платформа, которая поддерживает оба типа памяти. Поэтому замена памяти приведет к замене всей платформы. Однако, следует ожидать, что скоро появятся материнские платы, поддерживающие оба типа памяти.

Стоит ли тогда поменять память DDR3 на DDR4 ? Если выбирать новый компьютер с учетом будущей модернизации, полезно будет рассмотреть такую возможность. Конечно, тогда изначально мы потратим больше, но это упростит модернизацию компьютера в будущем.

Новый вид модулей памяти

Незначительные изменения произошли во внешнем виде модуля памяти. Правда, её длина и толщина такие же, как и в случае с DDR3, однако опытный глаз заметит, что новые модули на миллиметр выше, и имеют 284 вместо 240 контактов.

Кроме того, контакты в центральной части модуля имеют большую высоту, чем на его краях. Благодаря этому установка памяти потребует использования меньшего усилия. Изменилось также положение отступов в модуле. Эта процедура делает невозможным размещение в памяти неподходящем гнезде, например, предназначенном для установки модулей памяти DDR3.

Большая скорость DDR4

В настоящее время на рынке можно найти в основном память DDR3 на частотах 1333 и 1600 M/s (миллионов операций в секунду), а модули, предназначенные для энтузиастов достигают частоты порядка 2400 или 2866 M/s.

В случае DDR4 эти параметры будут лучше, а работа на уровне 2400 M/s станет практически стандартом. Стандарт JEDEC предполагает пока что создание памяти DDR4 на скоростях от 1600 до 3200 M/s, но уже анонсировали модули уровня 4166 M/s.

Большие задержки

Увеличение скорости памяти всегда влечет за собой увеличение задержек, выраженные в циклах времени. Аналогичная ситуация будет и в этот раз. Стандарт JEDEC предусматривает, что стандартной задержкой CAS для памяти DDR4-2400 будет 15 циклов (для DDR3-1600 это было 10 циклов).

Следует, однако, иметь в виду, что на самом деле задержки не изменяются. Чтобы убедиться в этом, достаточно сделать простой расчет. Скорость памяти на уровне 1600 M/s означает её фактическую тактовую частоту размера 00 Мгц. Это означает, что один цикл длится 1/800 000 0000 сек. В этом случае задержка, выраженная в 10 циклах, составляет 12,5 наносекунд. После выполнения соответствующих расчетов для памяти 2400 M/s и 15 циклов мы получим идентичный результат.

Большая емкость памяти

Самые большие модули DDR3 имеют емкость 8 Гб. В случае памяти DDR4 можно легко достичь емкости 32 ГБ. Приняв, что на стандартной материнской плате можно разместить четыре модуля памяти, это означает, что вскоре создание компьютера, оснащенного 128 Гб оперативной памяти, будет реальностью.

Разница в производительности

Даже в случае большой разницы в скорости передачи между двумя модулями, в большинстве программ изменение производительности не будет или будет минимальным.

Увидеть преимущества от использования более быстрой памяти будет возможно только в случае использования самых требовательных приложений и игр.

Меньше потребление энергии

DDR3 необходимо напряжение 1,5V, а DDR4 - только 1,2V. По словам производителей, такое изменение напряжения должно обеспечить экономию энергии на уровне 30%. На практике экономия несколько ниже, однако, благодаря использованию нескольких инноваций, удалось достичь желаемого пола.

Помогли в том числе изменение типа сигнализации и использование DBI, то есть метода инверсии шины памяти. Он заключается в том, что если в конкретной строке данных большая часть информации составляют нули, они заменяются на единицы, а выделенный контроллер воспринимает строку данных как перевернутую.

Благодаря этому возможно более редкое выключение и включение транзисторов, что влияет на снижение расхода энергии и улучшение стабильности сигнала.

Чтобы современные игры бегали шустрее, компьютеру нужна не только , но и достаточное количество оперативной памяти. Для чего это необходимо? В нынешних играх весьма большие локации с немалым количеством объектов, которые как раз и хранятся в оперативке. Если оперативки мало - игра будет обращаться к постоянной памяти и, если это медленный HDD, пользователь неизменно получит «фризы».

Для коридорных шутеров много памяти может не потребоваться, но если вы играете в масштабные RTS или FPS-игры, это меняет дело. Например, для игры в Battlefield 1 производитель рекомендует использовать 16 Гбайт RAM или выше. Если вы еще не определились сколько оперативки вам нужно - воспользуйтесь нашими .

Samsung DDR4 2666 DIMM 8Gb

Наверное, практически каждый пользователь слышал об этой нашумевшей модели от компании Samsung. Набора из нескольких планок, к сожалению, вы не найдете, но ничего не мешает вам купить по одной штуке и установить их вместе. Помимо крайне низкой стоимости, данная память обладает отличным разгонным потенциалом, за который оверклокеры и любят это ОЗУ. В стоке здесь всего лишь 2666 Мгц, но без особого труда на хорошей материнской плате этот модуль возьмет частоту от 3200 до 3666 Мгц, несмотря на то, что двухранговая память обычно гонится хуже одноранговой.

Преимущества

Отличный разгонный потенциал
Очень дешевые
Очень распространены на рынке

Недостатки

Внешний вид — проще некуда

Patriot Memory PV416G320C6K

Если вы не хотите заниматься оверклокингом, но при этом бюджет сильно ограничен, то рекомендуем посмотреть в сторону компании Patriot Memory. Разогнанный с завода кит имеет частоту в 3200 Мгц. При желании вы, конечно, можете попробовать выжать больше, но скорее всего у вас ничего не выйдет. Двухранговая память PV416G320C6K заведется на 3200 Мгц только при активации XMP-профиля и повышении таймингов. Из коробки вы увидите лишь жалкие 2133 Мгц.

Помимо высокой частоты, разработчики предлагают пользователю интересный дизайн, который хорошо впишется в красную сборку. Кроме того, есть возможность отсоединения радиатора если вдруг вы не можете установить башенный кулер в качестве охлаждения процессора. Гарантия на комплект - 10 лет!

Преимущества

Низкая стоимость
Высокая частота при поддержке XMP-профиля
Приятный дизайн
Отсоединяемые радиаторы
10 лет гарантии

Недостатки

Нет определенного вендора чипов памяти

Kingston HyperX HX432C16PB3K2/16

Компания Kingston является одним из старейших производителей памяти на рынке. Ее бренд HyperX ориентирован на геймеров, а продукция отвечает высоким стандартам качества. Неудивительно, что на комплект памяти HyperX HX432C16PB3K2/16 дается пожизненная гарантия. Конечно, это не самый дешевый вариант, но все равно получается очень бюджетно.

Рабочая частота памяти у данной модели такая же, как и у предыдущего комплекта - 3200 МГц при поддержке XMP-профиля, но разгон получается значительно стабильнее. Видимо, именно за это и переплачивает покупатель если сравнивать с Patriot Memory PV416G320C6K. Стоит также отметить традиционный черный агрессивный стиль компании Kingston.

Преимущества

Пожизненная гарантия
Стабильный разгон
Интересный дизайн

Недостатки

Слегка завышенная стоимость

Patriot Memory PVS416G400C9K

Если вы являетесь обладателем процессора от компании Ryzen, то, наверняка присматриваетесь к высокочастотной памяти, которая разогнана с завода. Patriot Viper предлагает вашему внимаю самый дешевый «кит» на рынке, который будет работать на 4000 МГц. Конечно, для того, чтобы завести планки на такой частоте, потребуется в любом случае долго танцевать с бубном, но прирост производительности того стоит. Учтите, что даже самые качественные одноранговые модели, построенные на чипах B-die не всегда смогут покорить отметку в 400 МГц. Так зачем тогда переплачивать за бренд, верно?

Преимущества

Интересный дизайн
Высокая частота с завода
Часто попадаются чипы B-die
Низкая стоимость
Почти всегда есть в наличии

Наконец-то позволил сравнить между собой память стандартов DDR4 и DDR3 в равных условиях. Однако прежде чем перейти к результатам тестирования, предлагаем сначала более детально изучить различия между данными типами модулей. Это даст нам лучшее представление о том, чего стоит ожидать от новой памяти не только сейчас, но и в ближайшем будущем.

За разработку стандарта DDR4 ассоциация JEDEC взялась еще в 2005 году. В те времена в магазинах еще полных ходом продавались планки DDR2, и только планировался серийный выпуск модулей DDR3. Иными словами, инженеры уже тогда понимали, что возможности данных стандартов ограничены и рано или поздно они станут лимитировать либо вовсе не соответствовать уровню остальных комплектующих ПК.

Причем речь идет не только о пропускной способности памяти, но и о таких важных характеристиках, как энергопотребление модулей и их объем. Как можно убедиться из данной диаграммы, планки DDR4 обходят своих предшественников по всем параметрам.

Увеличение пропускной способности

Пропускная способность подсистемы памяти напрямую зависит от скорости работы модулей: чем она выше, тем быстрее осуществляется запись и чтение из памяти. Конечно, далеко не все приложения постоянно обмениваются большими массивами данных, поэтому в реальных условиях эксплуатации пользователь может и не ощутить преимущества от установки более производительных комплектов. Но если мы говорим о специализированных программах наподобие видео- и фоторедакторов, CAD-систем или средств для создания 3D-анимации, то результат от применения скоростных модулей уже окажется куда существеннее. Также высокая пропускная способность подсистемы памяти важна при использовании встроенной графики. Ведь у iGPU нет доступа к быстрым чипам GDDR5, поэтому вся необходимая ему информация помещается в оперативную память ПК. Соответственно, в данном случае установка более производительных комплектов памяти напрямую будет влиять на количество FPS на экране.

Для формата DDR3 стандартными являются частоты от 1066 МГц до 1600 МГц, и лишь недавно добавилось значение 1866 МГц. Для DDR4 же минимальная скорость работы начинается с отметки 2133 МГц. Да, вы скажете, что модули DDR3 могут наверстать разницу с помощью разгона. Но ведь то же самое доступно и для планок DDR4, у которых и разгонный потенциал выше. Ведь с помощью оптимизации параметров модули DDR3 обычно берут планку в 2400 - 2666 МГц, для DDR4 без проблем покоряются высоты в 2800 - 3000 МГц.

Если сравнивать стандарты DDR4 и DDR3 с точки зрения энтузиастов-оверклокеров, то и тут перевес будет на стороне DDR4. Уже сейчас достигнуто значение в 4838 МГц, а ведь прошел только один год после анонса нового формата. Напомним, рекордной частотой разгона для модулей DDR3 является 4620 МГц, которая была зафиксирована лишь через 7 лет после запуска стандарта DDR3 в производство. Одним словом, в плане скорости работы потенциал у памяти DDR4 очень большой.

Улучшение энергоэффективности

Вторым важным преимуществом модулей DDR4 является возможность функционирования на низких напряжениях. Так, для их корректной работы на номинальных частотах (2133 - 2400 МГц) достаточно всего лишь 1,2 В, что на 20% меньше, чем у их предшественников (1,5 В). Правда, со временем на рынок была выведена энергоэффективная память стандартов DDR3L и DDR3U с напряжением питания 1,35 и 1,25 В соответственно. Однако она стоит дороже и имеет ряд ограничений (как правило, ее частота не превышает 1600 МГц).

Также память DDR4 получила поддержку новых энергосберегающих технологий. Например, модуль DDR3 использует только одно напряжение Vddr, которое для выполнения некоторых операций повышается с помощью внутренних преобразователей. Тем самым генерируется лишнее тепло и уменьшается общая эффективность подсистемы памяти. Для планки стандарта DDR4 спецификация предусматривает возможность получения этого напряжения (Vpp, равное 2,5 В) от внешнего преобразователя питания.

Память DDR4 также получила усовершенствованный интерфейс ввода/вывода данных под названием «Pseudo-Open Drain» (POD). От используемого ранее Series-Stub Terminated Logic (SSTL) он отличается отсутствием утечки тока на уровне драйверов ячеек памяти.

В целом же использование всего комплекса энергоэффективных технологий должно привести к 30%-ому выигрышу в энергопотреблении. Возможно, в рамках настольного ПК это покажется несущественной экономией, но если речь идет о портативных устройствах (ноутбуки, нетбуки), то 30% - не такое уж и маленькое значение.

Модернизированная структура

В максимальной конфигурации чип DDR3 содержит 8 банков памяти, тогда как для DDR4 доступно уже 16 банков. При этом длина строки в структуре чипа DDR3 составляет 2048 байт, а в DDR4 - 512 байт. В результате новый тип памяти позволяет быстрее переключаться между банками и открывать произвольные строки.

Микроархитектура DDR4 предполагает использование 8-гигабитных чипов, в то время как модули стандарта DDR3, как правило, создаются на основе микросхем емкостью 4 Гбит. То есть при одинаковом количестве чипов мы получим в два раза больший объем. На сегодняшний день наиболее распространенными являются 4-гигабайтные модули (к слову, это минимальная емкость для планки памяти стандарта DDR4). Но в ряде зарубежных стран предлагаются уже и более емкие модули: на 8 и даже на 16 ГБ. Заметьте, что при этом мы говорим о массовом сегменте рынка.

Для решения же узкоспециализированных задач без проблем можно создавать модули еще большего объема. Для этих целей предусмотрены 16-гигабитные чипы и специальная технология для их компоновки в корпусе DRAM (Through-silicon Via). Например, компании Samsung и SK Hynix уже представили планки емкостью 64 и 128 ГБ. Теоретически же максимальный объем одного модуля DDR4 может составлять 512 ГБ. Хотя вряд ли мы когда-нибудь увидим практическую реализацию таких решений, поскольку их стоимость будет чрезвычайно большой.

Несмотря на увеличение всех основных характеристик, размеры планок памяти DDR4 и DDR3 остались сопоставимыми: 133,35 х 31,25 мм против 133,35 х 30,35 мм соответственно. В физическом плане изменилось лишь расположение ключа и количество контактов (с 240 их число увеличилось до 288). Так что даже при всем желании модуль DDR4 никак не удастся установить в слот для памяти DDR3 и наоборот.

Новый интерфейс связи с контроллером памяти

Стандарт DDR 3

Стандарт DDR4

Новый стандарт памяти предусматривает использование и более прогрессивной шины связи модулей с контроллером памяти. В стандарте DDR3 применяется интерфейс Multi-Drop Bus с двумя каналами. При использовании сразу четырех слотов получается, что два модуля подключены к одному каналу, что не самым лучшим образом сказывается на производительности подсистемы памяти.

В стандарте DDR4 усовершенствовали этот интерфейс, применив более эффективную схему − один модуль на один канал. Новый тип шины получил название Point-to-Point Bus. Параллельный доступ к слотам однозначно лучше последовательного, поскольку в дальнейшем позволяет более эффективно наращивать быстродействие всей подсистемы. Может быть сейчас особого преимущества пользователи и не ощутят, однако в дальнейшем, когда возрастут объемы передаваемой информации, оно станет более показательным. Ведь именно по такой же схеме развивалась видеопамять GDDR и интерфейс PCI Express. Только использование параллельного доступа позволило в значительной степени увеличить их производительность.

Однако шина Point-to-Point Bus накладывает некие ограничения на количество используемых модулей. Так, двухканальный контроллер может обслуживать только два слота, а четырехканальный − четыре. При увеличении объемов планок стандарта DDR4 это не столь критично, но все же на первых порах может вызвать определенные неудобства.

Решается эта проблема довольно простым способом − путем установки специального коммутатора (Digital Switch) между контроллером и слотами памяти. По принципу своего действия он напоминает коммутатор линий PCI Express. В результате пользователю, как и прежде, будет доступно 4 или 8 слотов (в зависимости от уровня платформы), при этом будут использоваться все преимущества шины Point-to-Point Bus.

Новые механизмы обнаружения и коррекции ошибок

Так как работа на высоких скоростях с большими стеками данных увеличивает шанс возникновения ошибок, то разработчики стандарта DDR4 позаботились о реализации механизмов для их обнаружения и предупреждения. В частности, в новых модулях имеется поддержка функции коррекции промахов, связанных с контролем четности команд и адресов, а также проверка контрольных сумм перед записью данных в память. На стороне же самого контроллера появилась возможность тестирования соединений без использования инициализирующих последовательностей.

Сравнение производительности памяти DDR4 и DDR3 в равных условиях

Для проведения тестов мы использовали такую конфигурацию стенда:

Процессор	Intel Core i7-6700K (Socket LGA1151) @ 4,0 ГГц
Материнские платы	ASUS MAXIMUS VIII GENE (DDR4) ASUS Z170-P D3 (DDR3)
Комплекты оперативной памяти	DDR3L-1600 HyperX Fury HX316LC10FBK2/16 DDR3-2400 G.SKILL Ripjaws X F3-2400C11D-16GXM DDR4-2400 HyperX Fury HX424C15FBK2/16 DDR4-3200 KINGMAX Nano Gaming RAM GLOF63F-D8KAGA
Графический адаптер	Intel HD Graphics 530
Жесткий диск	Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS
Блок питания	Seasonic X-660 (660 Вт)
Операционная система	Microsoft Windows 7 (64-битная версия)

Первоочередной целью данного эксперимента, конечно же, являлось сравнение возможностей комплектов памяти DDR4 и DDR3 на одинаковых частотах. Чтобы получить более объективную картину проверка была произведена в наиболее популярных режимах работы подсистемы памяти: 1600 МГц, 2133 МГц и 2400 МГц:

Комплект памяти		Скорость работы, МГц	Набор задержек

В бенчмарках, напрямую зависящих от частоты модулей памяти, оба комплекта продемонстрировали сопоставимые результаты, причем во всех режимах. В большинстве случаев разница составляла не больше 0,5%, так что здесь между DDR4 и DDR3 наблюдается паритет.

В тестах, где измеряется задержка при чтении процессором данных из памяти и скорость работы ПК в задачах, связанных с архивированием, перевес был на стороне модулей стандарта DDR3. В среднем разница составляла 4-5%. Такой разрыв объясняется тем, что для функционирования на одинаковой частоте памяти DDR3 требуются более низкие тайминги, чем DDR4.

Приложения, которые используются для моделирования объектов и выполнения сложных расчетов, лучше реагируют на повышение частоты памяти, чем на изменение набора задержек. Поэтому в данном случае работа на более низких таймингах для памяти DDR3 не принесла практически никаких дивидендов. По крайней мере, перевес на уровне 0,6 - 0,9% мы не склонны считать тем преимуществом, на которое стоит обращать серьезное внимание.

И вот мы подобрались к самому интересному - к играм. Они запускались на встроенном в процессор графическом ядре Intel HD Graphics 530, так как при наличии дискретной видеокарты подсистема оперативной памяти является далеко не самым решающим фактором.

Из представленных выше графиков напрашивается вывод, что при сборке ПК с интегрированным GPU лучше все же отдать предпочтение старому доброму формату DDR3. Независимо от выбранного режима (1600, 2133 или 2400 МГц), преимущество было на стороне модулей DDR3 (4 - 10% в зависимости от игры).

Подводя промежуточные итоги, можно с уверенностью сказать, что для сборки настольной конфигурации, где подсистема памяти функционирует в стандартных режимах, в покупке модулей DDR4 нет никакого смысла. Зачастую они показывают чуть меньшую производительность, чем их DDR3-аналоги, и стоят при этом дороже.

Но не будем забывать, что у нового формата в запасе имеется еще один козырь - возможность работы на повышенных частотах. Например, уже сегодня на рынке без проблем можно найти модули памяти DDR4, функционирующие в режиме DDR4-3000 МГц или DDR4-3200 МГц, тогда как комплекты DDR3, как правило, ограничиваются частотами 2400 и 2666 МГц. Так что теоретически в этом случае перевес уже должен быть на стороне нового типа памяти.

На данном этапе эксперимента были задействованы следующие комплекты памяти:

Комплект памяти		Скорость работы, МГц	Набор задержек
DDR3-2400 G.SKILL Ripjaws X F3-2400C11D-16GXM (2 x 8 ГБ)

Серия проведенных тестов в полной мере подтвердила наше предположение. Конфигурация с памятью DDR4, работавшей в режиме DDR4-3200 МГц, оказалась быстрее той, где были установлены модули формата DDR3 с частотой 2400 МГц. Наибольший прирост производительности был зафиксирован в бенчмарке AIDA64: скорость всех основных процессов (чтение, запись и копирование данных) увеличилась примерно на 18 - 29%. Разница в остальных тестах оказалась не столь существенной (на уровне нескольких процентов), но все же она есть. Таким образом, если вы хотите выжать максимум из своей системы, а затраченные средства для достижения этой цели для вас не играют никакой роли, то покупка быстрых модулей стандарта DDR4 выглядит вполне оправданной затеей.

Правда, вышесказанное касается лишь программ. В играх же по-прежнему решающее значение имеет баланс между частотой и задержками. В этом плане память DDR3 смотрится лучше, даже если речь идет о ПК со встроенной графикой. Поэтому при сборке сугубо игровых систем любого уровня нет смысла переплачивать за память DDR4. Целесообразнее будет приобрести пару планок стандарта DDR3, а сэкономленные деньги доложить к покупке более быстрой видеокарты, процессора или SSD.

Последним пунктом в нашем тестировании являлись оверклокерские приложения. Производители модулей памяти DDR4 в своих рекламных буклетах очень часто вспоминают об энтузиастах разгона. Поэтому данный аспект мы просто не могли обойти стороной. Тестирование проводились в популярной оверклокерской дисциплине Super Pi 32M. В качестве соперников были выбраны следующие комплекты памяти:

Комплект памяти		Скорость работы, МГц	Набор задержек
DDR4-2400 HyperX Fury HX424C15FBK2/16 (2 x 8 ГБ)
DDR4-3200 KINGMAX Nano Gaming RAM GLOF63F-D8KAGA (2 x 4 ГБ)

Результаты тестирования памяти DDR3 (слева) и DDR4 (справа) на частоте 2400 МГц

Работая на одинаковой частоте (2400 МГц), модули памяти DDR3 и DDR4 продемонстрировали сопоставимые результаты.

Результаты тестирования памяти DDR4 на частоте 3200 МГц

Замена комплекта DDR4-2400 HyperX Fury HX424C15FBK2/16 на более быстрый DDR4-3200 KINGMAX Nano Gaming RAM GLOF63F-D8KAGA позволила сократить время прохождения теста примерно на 7 секунд - довольно большое значение по оверклокерским меркам. Так что в данной области преимущество памяти DDR4 не вызывает никакого сомнения. Похоже, что именно энтузиасты разгона комплектующих в первую очередь являются основной целевой аудиторией компаний, занимающихся выпуском производительных наборов памяти нового стандарта.

Выводы

С момента прошло больше года, но, увы, общая картина не поменялась: новый стандарт имеет массу интересных нововведений, но пока что они в полной мере не востребованы на практике. Большинству реальных приложений вполне хватает производительности, которую демонстрируют модули стандарта DDR3. Более того, работая на одинаковых частотах, у них даже есть небольшое преимущество за счет использования меньших задержек.

Хоть какая-то польза от планок DDR4 появляется лишь когда речь заходит о частотах свыше 3000 МГц. Ведь такие значения уже, как правило, недостижимы для комплектов стандарта DDR3 даже в разгоне. Правда, стоят ли те несколько лишних процентов производительности (в большинстве игр вообще прироста не будет) переплаты - еще очень большой вопрос.

и Sea Sonic Electronics за предоставленное для тестового стенда оборудование.

Статья прочитана 203656 раз(а)

Подписаться на наши каналы

Э волюция технологий стремительно шагает вперед, уступая место более прогрессивным, миниатюрным и менее ресурсоемким стандартам в области производства процессоров, SSD и оперативной памяти. Цены же на предыдущие линейки продукции стремительно падают, поскольку они уже не в силах удовлетворить все более растущим аппетитам пользовательской среды.

Во второй половине 2014 года в массовое производство вышла линейка модулей оперативной памяти DDR4. Пока новая технология получила достаточно популярности и состоялось снижение цен, прошло примерно два года, и вот теперь эти чипы стали доступными для приобретения по оптимальной цене и в оптимальной конфигурации. В связи с этим немаловажным событием мы решили подготовить для вас обзор нового стандарта RAM и рассказать, что же собой представляет оперативная память DDR4 , чем она отличается от предыдущих поколений ОЗУ и чем выделяется на фоне своих предшественников.

Вначале несколько слов о том, что же такое вообще оперативная память. Давайте на секунду вообразим, что вы являетесь менеджером среднего звена в компании, и у вас в подчинении находится штат одного из отделов, состоящий из нескольких человек. В вашей компании есть корпоративный портал, на котором публикуются все внутренние новости компании. Вы, наравне со всеми, публикуете на этом портале новые задания и требования своим подчиненным, и делаете это регулярно, каждое утро, при чем старые задачи при этом удаляются, чтобы не получилось путаницы из нагромождения задач. Каждое утро ваши коллеги открывают соответствующую страничку в браузере, и знакомятся со своими задачами на следующий день, при этом требования за предыдущие сутки уже удалены. Точно таким же способом работает и оперативная память. По сути, это некий стек информации, куда записываются служебные рабочие данные операционной системы. При каждом выключении компьютера содержимое ОЗУ удаляется и заполняется заново по мере запуска новых приложений. Объем ОЗУ может варьироваться примерно от 1-2 ГБ до 16-32 ГБ для современных игровых систем, требующих большого количества системных ресурсов. Бывали времена, когда объем RAM составлял и вовсе несколько МБ, но это уже история.

Первой платформой, на которой стала возможной установка чипов DDR4, стала линейка Intel Haswell-E и, соответственно, платформа X99 Express, вышедшие в третьем квартале 2014-го года. На ее основе был выпущен новый флагманский 8-ядерный процессор Core i7-5960X, а первой материнской платой, поддерживающей его, стала ASUS X99-DELUXE. Непременно стоит заметить, что главной фичей этой технологии стала поддержка нового стандарта ОЗУ — DDR4.

Теперь небольшое обращение к историческим фактам. По сути, разработка DDR4 была начата еще в 2005-ом году ассоциацией JEDEC, однако первые устройства на ее основе попали в продажу лишь весной 2014-го. Перед инженерами JEDEC стояла задача достигнуть большего уровня мощности и стабильности по сравнению с DDR3. Более того, была поставлена задача увеличить энергоэффективность следующего стандарта. Впрочем, такие обещания мы слышим буквально в каждом анонсе. Какого же прогресса инженерам удалось на самом деле достичь?

Как и более ранним моделям чипов, DDR4 удалось перенять технологию 2n-prefetch (JEDEC в своих разработках называют ее 8n-Prefetch). Какой-угодно чип памяти нового образца способен вмещать в себя две или четыре дискретные группы банков.

Чтобы посмотреть на реальный пример модуля, давайте поближе взглянем на DDR4-чип вместимостью в 8 гигабайт, оснащенный шиной данных с 4-битным размером. Такая плата вмещает в себя 4 группы банков с 4 банками в индивидуальной группе. В каждом банке расположены 131072 линии объемом в 512 байт каждая. Чтобы было с чем сравнить, давайте повнимательнее рассмотрим соответствующий DDR3-модуль. Подобный чип вмещает в себя лишь 8 автономных банков. Каждый банк содержит 65536 линий, а в каждой линии – 2048 байт памяти. Как вы сами могли заметить, длина каждой из линий модуля DDR4 в четыре раза короче ширины линии DDR3. Это значит, что оперативная память DDR4 выполняет пересмотр банков памяти гораздо быстрее, чем DDR3. Более того, сами банки памяти переключаются намного скорее. Здесь же необходимо заметить, что для каждого индивидуального набора банков предусматривается выбор всевозможных операций (восстановление, извлечение, запись либо активация), что дает возможность увеличить уровень апертуры и эффективности памяти.

Производительность

Существенное нововведение в стандарт DDR4 – применение интерфейса, задействующего топологию под названием «точка-точка», когда в DDR3 применяется шина Multii-Drop. Для чего это необходимо? Внутреннее строение шины Multi-Drop подразумевает эксплуатацию только пары каналов, связывающих модули с контроллером ОЗУ. Когда задействуются сразу четыре порта DIMM, контроллер устанавливает связь с каждой парой плат RAM при участии только одного единственного канала. Такое положение вещей самым негативным образом влияет на эффективность подсистемы оперативной памяти.

В конструкции шины, использующей апертуру «точка-точка», для индивидуального разъема DIMM предусматривается дискретный канал, а именно каждый отдельный модуль станет самым прямым образом присоединяться к контроллеру, не разделяя данный канал ни с кем другим. Похожее инновационное решение мы уже могли наблюдать во время перехода видеокарт от стандарта PCI к PCI Express. Разумеется, представленный подход обладает и собственными недочетами. Так, к примеру, 4-канальные системы окажутся ограничены четырьмя слотами DIMM, а 2-канальные – двумя. Тем не менее, если брать в расчет более значимую вместимость модулей DDR4, это никоим образом не приведет к ограничению пользователей. Более подробно мы поговорим об этом в последующем.

Каждый из модулей оперативной памяти DDR4 с DIMM-разъемом обладает 288 контактами. Число пинов оказалось увеличенным с такой целью, чтобы можно было осуществлять адресацию наибольшего возможного объема RAM. Наибольший объем одного модуля RAM равен 128 ГБ (здесь имеется в виду применение кристаллов вместимостью 8 ГБ и технологии QPD, предназначение которой состоит в размещении четырех чипов в едином корпусе). Довольно вероятным является и задействование 16-ГБ кристаллов с большей вместимостью, а также более емкой упаковки (до 8 кристаллов в едином корпусе). При обозначенных условиях, вместимость одного модуля RAM может быть равна 512 ГБ.

Между прочим, будет увеличена не только вместимость модулей RAM, но и их частота. В пределах стандарта DDR4 действительная частота может составить позиции в 2133 МГц.

Энергоэффективность

С целью понижения потребления энергии и выделения тепла стандарт DDR4 подразумевает еще одно понижение активного напряжения. В этот раз до 1,2 В. В дополнение к этому, в самом чипе показатель напряжения был, в свою очередь, увеличен, а это предоставило возможность гарантировать более скоростной доступ и при аналогичных условиях минимизировать ток утечки. Судя по теоретическим изложениям, общее потребление энергии у DDR4 окажется на 30% ниже, чем у DDR3. Образовавшийся запас компании-производители, наиболее вероятно, станут использовать на рост частоты ОЗУ.

Надежность

Оставшиеся изменения имеют отношение, прежде всего, к надежности девайсов. К примеру, чипы оперативной памяти DDR4 способны собственными усилиями обнаруживать, идентифицировать и фиксить ошибки, которые имеют отношение к управлению четностью команд и адресов. Помимо этого, стандарт DDR4 осуществляет поддержку операции проверки соединений, вследствие которой основной контроллер вправе идентифицировать ошибки, не задействовав инициализирующие цепочки DRAM. В дополнение, оказался дошлифованным регистр памяти. Отныне есть возможность сконфигурировать его таким образом, чтобы блокировались команды, которые содержат ошибки управления четностью. Регистр в предыдущем стандарте, DDR3, не имел подобной функции, и команды, совмещающие ошибки управления четностью, время от времени добирались до чипов RAM, что было одной из первых причин сбоев в функционировании ПК. В дополнение к перечисленным ранее фишкам, новая память DDR4 включает в себя еще ряд вспомогательных опций, которые направлены на усовершенствование надежности подсистемы памяти. Одна из них – это проверка сумм контроля прежде, чем будет осуществлена запись в память.

На сегодняшний день выбор оперативной памяти DDR4 в любом случае становится беспроигрышным вариантом. Чипы уже получили достаточное распространение, чтобы планировать их к покупке. Это отличный задел в производительности компьютера на будущее, а учитывая постоянное снижение цен на модули небольшого объема, такие чипы и вовсе становятся лакомым кусочком. На чипы DDR4 цена варьируется от 2400 рублей за один маломощный модуль объемом 8 ГБ частотой 2133 МГЦ до 5900 рублей за набор из двух чипов объемом по 8 ГБ каждый частотой 2666 МГЦ. Важно отметить, что лучше приобрести два модуля малой мощности, чем один сверхпроизводительный, поскольку пара модулей одинаковой частоты со схожими характеристиками работает в параллельном режиме, что добавляет еще 10-15% к общей скорости работы ПК.

На этом обзор новшеств, которые принесла нам оперативная память DDR4, подходит к концу. Изучив множество описаний и технических характеристик нового стандарта, в теории все выглядит довольно многообещающе. Кроме базовых усовершенствований (более высокие частоты и низкое напряжение), технология стала поддерживать новую шину и ряд инноваций, призванных повысить надежность использования ОЗУ. Последняя абилка из упомянутых особенно полезной будет на поприще серверного сегмента, что уже огромный «плюс» для выполнения корпоративных задач.

Различия между поколениями оперативной памяти всегда достаточно существенны. Прошлогодний выход в люди стандарта DDR4 сделал серверный сегмент и high-performance desktop несколько выходящими из общего ряда. Недавний анонс серверным процессоров Intel Atom потянул за собой SO-DIMM DDR4. Все готово для массовой атаки на рынок, а не просто дебюта. Поизучаем немного теории, освежим знания? Под катом ключевые различия между DDR3 и DDR4.

Физические различия.

Разумеется, физически планки памяти DDR3 и DDR4 несовместимы. Вместо 240 пин у “третьего” - “четвертый” обладает 288 контактами. Увеличение числа контактов сделано ради возможности адресации как можно большего количества памяти. В самом максимальном варианте модуль памяти стандарта DDR4 может иметь объём 512 гигабайт. Минимальный объем модуля - 2 гигабайта.

Ключ разъема смещен ближе к центру. Защита от невнимательных пользователей работает, защита от невнимательных, но очень сильных пользователей - не существует.

Высота референсной планки - 31,25 мм - это чуть выше чем у предшественника (30 мм). Длина планки прежняя - 133,35 мм (напомните мне, сколько это в дюймах?), этот параметр не изменялся с момента появления первого поколения оперативной памяти DDR.

Электрические различия.

Вместо штатного напряжения питания 1,5В (1,35В для Haswell) предлагается стандартное напряжение 1,2В (1,05В для энергоэффективных систем). Преимущества очевидны: меньше нагрев, меньше энергопотребление, в дальнейшем: больше время автономной работы.

Частотные различия.

Если стандарты DDR3 начинаются с частоты 1066 МГц, то DDR4 стартует с отметки в 2133 МГц. Формально - увеличение частоты в два раза, а вот реально производительность не растет в два раза. Уже официально выпущены модули DDR4 с частотой 3000 МГц и есть даже более высокие показатели, но все они ориентированы на энтузиастов и оверклокеров.

Архитектурные различия.

Самое важное, что произошло при переходе - изменение архитектуры доступа к модулям. Раньше шина Multi-Drop имела всего два канала и даже при организации работы с четырьмя модулями памяти, они висели попарно на одном канале, что не всегда положительно сказывалось на производительности.

Новая шина с оригинальным название Point-to-Point будет связывать каждый канал с одним модулем памяти. То есть при наличии в процессоре двухканального контроллера памяти - будут доступны два слота, а при наличии четырехканального - четыре. Вы скажете мне, а как же платы с 8 слотами под память? Для них применяются цифровые коммутаторы - аналогичные по смыслу, тем, что разветвляют линии PCI Express. Таким образом, оперативная память переходит на использование параллельного доступа.

Еще один важный момент - изменение в организации чипов памяти. При равном объеме чип DDR4 будет иметь в два раза больше банков памяти и строки памяти в четыре раза короче. Это говорит о том, что новый стандарт будет переключаться между банками намного быстрее, чем DDR3.

Вкратце, это все ключевые различия между двумя поколениями оперативной памяти DDR3 и DDR4, как это отражается на практике? Есть ли ощутимые различия в производительности - будем выяснять в следующих постах. Оставайтесь с нами.