W pogoni za procesorem

Czy pamięć RAM najnowszej generacji nadal jest elementem hamującym współczesne procesory? Czy wymiana pamięci DDRII-533 na DDRII-800 znacznie poprawi osiągi komputera? A może warto poczekać na moduły następnej generacji? Testujemy różne rodzaje pamięci, aby odpowiedzieć na te pytania.

Czy pamięć RAM najnowszej generacji nadal jest elementem hamującym współczesne procesory? Czy wymiana pamięci DDRII-533 na DDRII-800 znacznie poprawi osiągi komputera? A może warto poczekać na moduły następnej generacji? Testujemy różne rodzaje pamięci, aby odpowiedzieć na te pytania.

Obecnie procesory pracują z częstotliwością 3-4 GHz, a pamięć RAM, z którą muszą współdziałać, z częstotliwością 100-400 MHz. Powoduje to duże opóźnienia w dostępie do danych i dużo mniejszy wzrost wydajności komputera niż wynikający np. z wymiany procesora dwu- na trzygigahercowy.

Dwaj najwięksi producenci procesorów, Intel i AMD, próbują odmiennie rozwiązać ten problem. Z różnic w architekturze wynika, dlaczego Intel mocno promuje pamięć DDRII, AMD zaś pozostaje wierne modułom pierwszej generacji.

Odmienne podejścia

Wydajność

Wydajność

Intel w procesorach Pentium 4 zastosował bardzo rozbudowany system predykcji skoków, który ma umożliwiać wcześniejsze pobranie do szybkiej pamięci podręcznej danych niezbędnych do wykonania kolejnych operacji. Ponieważ architektura tych procesorów nastawiona jest na szybkie przetwarzanie danych strumieniowych, dla sprawnego działania układu niezbędne okazuje się stosowanie pamięci o dużej przepustowości. Stąd właśnie wziął się nietrafiony pomysł z wykorzystaniem pamięci RAMBUS.

W pecetach dane strumieniowe pojawiają się niemal wyłącznie podczas kodowania filmów, natomiast w typowych aplikacjach dane porozrzucane są w różnych obszarach pamięci, dlatego czas dostępu do nich ma istotne znaczenie dla ogólnej wydajności. Aby zapewnić efektywne działanie komputerów wykonujących zwykłe aplikacje, procesory Pentium 4 wyposażono w ogromną pamięć podręczną drugiego poziomu, sięgającą nawet 2 MB, a układy następnej generacji będą korzystały aż z 4 MB cache L2.

Opłacalność

Opłacalność

Projektanci Athlona 64 postawili sobie inny cel - opracowanie takiej architektury, która bardzo efektywnie będzie wykonywać kod aplikacji najczęściej wykorzystywanych. Zintegrowali kontroler pamięci z procesorem, dzięki czemu oba układy pracują z tą samą częstotliwością. Gdy kontroler pozostaje poza procesorem, o szybkości, z jaką się komunikują, decyduje szybkość łącza między nimi, w najlepszym wypadku jest to 266 MHz. Szybszy kontroler pamięci pozwolił na mniej więcej dwukrotne skrócenie opóźnienia w dostępie do danych. Z tego powodu wielkość pamięci podręcznej L2 w procesorach Athlon 64 nie ma tak dużego wpływu na wydajność, jak w produktach konkurencji.

Obie rodziny procesorów potrafią korzystać z pamięci przez dwa kanały, co dwukrotnie zwiększa pasmo transmisji danych. Z praktycznych testów wynika, że Athlonom 64 pasmo o szerokości 6,4 GB/s całkowicie wystarcza, natomiast Pentium 4 potrafią także spożytkować pasmo 12,8 GB/s zapewniane przez pamięci DDRII 800, inaczej zwane PC2-6400.

Nieuchronnie w stronę DDRII?

Mało znane pamięci A-Data Technology Vitesta DDR2 800 o bardzo dobrej wydajności zwracają uwagę czerwonym kolorem radiatora i możliwością zwiększenia częstotliwości pracy o ponad 10 procent. Szkoda, że gwarancja jest tylko na dwa lata.

Mało znane pamięci A-Data Technology Vitesta DDR2 800 o bardzo dobrej wydajności zwracają uwagę czerwonym kolorem radiatora i możliwością zwiększenia częstotliwości pracy o ponad 10 procent. Szkoda, że gwarancja jest tylko na dwa lata.

W wypadku Athlonów 64 istotniejsze okazało się skorzystanie z pamięci DDR400, która zapewnia krótsze opóźnienia dostępu do danych (optymalnie 10 ns) niż pamięć DDRII-533 (w najlepszym razie 11 ns, zwykle 15 ns). Również najczęściej stosowana pamięć DDRII-667 okaże się w tym wypadku wolniejsza niż DDR-400, bo opóźnienie wyniesie 12-15 ns. Większą szybkość działania umożliwi procesorom AMD dopiero najlepsza pamięć DDRII-667 o opóźnieniu CL=3, a także pamięć DDRII-800 o opóźnieniu CL=4.

Jednak takie moduły dopiero powszednieją i nic dziwnego, że AMD nie spieszy się z wprowadzaniem obsługi pamięci DDRII do swoich produktów. Prawdopodobnie w przyszłym roku pojawią wersje procesorów Athlon 64 wyposażone w taką funkcję, wymagające jednak wymiany płyty głównej. AMD dotychczas utrzymywało niezmienioną platformę przez dłuższy okres, zyskując uznanie mniej zamożnych użytkowników. Wyższe dotychczas ceny DDRII nie rekompensowały zwiększonej wydajności.

Obecnie dzięki zrównaniu popytu i podaży ceny pamięci DDR i DDRII są zbliżone. Różnica cen detalicznych modułów podobnej klasy tego samego producenta zmniejszyła się już do 10 procent. W połowie przyszłego roku należy oczekiwać odwrócenia sytuacji - pamięć DDRII ze względu na popularność okaże się zapewne tańsza niż DDR i AMD prawdopodobnie wprowadzi procesory korzystające z pamięci pracujących z wyższą częstotliwością.

A może od razu DDRIII

Kingmax PC2-6400 domyślnie pracuje z częstotliwością 400 MHz w trybie dwóch przesłań, a mimo to nie wymaga radiatora. W testach podkręcania osiągnęła najwyższą częstotliwość.

Kingmax PC2-6400 domyślnie pracuje z częstotliwością 400 MHz w trybie dwóch przesłań, a mimo to nie wymaga radiatora. W testach podkręcania osiągnęła najwyższą częstotliwość.

Wprowadzając szybsze procesory, Intel promuje też coraz szybszą pamięć DDRII, a dzięki swojej pozycji rynkowej skutecznie wspiera JEDEC w ustanawianiu kolejnych standardów. Z tego powodu do DDRII-400, DDRII-533 oraz DDRII-667 dołączają już DDRII-800, a wkrótce możemy spodziewać się również układów DDRII-1066.

Z kolei AMD ma dwie drogi rozwoju. Pierwsza, mniej prawdopodobna, to produkcja procesorów Athlon 64 efektywnie obsługujących pamięć DDR600. Najlepsze firmy oferują takie produkty, jednak ich parametry nie spełniają oczekiwań AMD. Ponadto JEDEC raczej nie zaakceptuje tego standardu pamięci, więc nie należy spodziewać się jego dużej popularności, a tym samym spadku cen do rozsądnego poziomu. Znacznie bardziej prawdopodobne jest to, że w połowie przyszłego roku na rynku pojawią się nowe Athlony 64, montowane w nowej podstawce i przystosowane do korzystania z szybkich modułów DDRII.

AMD może jeszcze pominąć DDRII i wyposażyć kolejne generacje Athlonów 64 w kontroler pamięci obsługujący standard DDRIII. Prace nad nim zaczęły już ponad trzy lata temu, a w połowie bieżącego roku najwięksi producenci przedstawili pierwsze efekty, na razie w fazie prototypu. Ta droga rozwoju jest uzasadniona z punktu widzenia AMD, bo następca Athlona 64, przygotowywany do produkcji w połowie 2007 roku, będzie korzystał właśnie z takiej pamięci.

Różnice między standardami

Parametry techniczne i wyniki testów

Parametry techniczne i wyniki testów

Jaką przewagę ma zatem DDRIII nad modułami pamięci poprzedniej generacji, DDRII? Przede wszystkim ponownie zmniejszony zostanie pobór napięcia zasilającego układy, co ograniczy ilość wydzielanego ciepła. Redukcja zapewne okaże się nieduża, bo DDRIII będą wymagały około 1,5 V, podczas gdy napięcie zasilania DDRII wynosi 1,8-2,1 V.

Kolejną przewagą DDRIII będzie znacznie mniejszy pobór prądu statycznego, co w konsekwencji jeszcze bardziej ograniczy moc i wydzielanie ciepła.

Trzecia istotna przewaga pamięci następnej generacji ma polegać na dostarczaniu dwukrotnie większej ilości informacji podczas jednego odczytu danych. DDRIII pozwoli także na osiągnięcie większej częstotliwości pracy, ale co ważne - przy niezmienionym opóźnieniu. Z wymienionych powodów DDRIII stanie się standardem zarówno komputerów osobistych, jak i notebooków. Mankamentem tych układów będą przede wszystkim wyższe ceny, zwłaszcza na początku, oraz niezgodność mechaniczna z obecnie stosowanymi.

Jakiej przepustowości możemy oczekiwać po pamięci DDRIII? Na początku będą moduły PCIII-1066 o przepustowości około 8,5 GB/s, później zaś należy spodziewać się modułów o PCIII-1600, zapewniających pasmo nawet 12,8 GB/s. Po połączeniu ich w dwa, a może nawet cztery kanały osiągnięta zostanie przepustowość w najbliższych latach wystarczająca do skutecznego działania procesorów, również łączących co najmniej dwa rdzenie.

DDRII w testach

Przetestowaliśmy kilkanaście modułów pamięci różnych firm, sprzedawanych w kompletach po dwa. Preselekcja dokonana przez producentów teoretycznie powinna gwarantować poprawną pracę na płytach głównych z dwukanałowym kontrolerem pamięci, a więc praktycznie wszystkich obecnie sprzedawanych. Tak jednak nie było.

Zgodnie z wymogami JEDEC, układy DDRII muszą zawierać układ SPD, w którym zdefiniowane są opóźnienia, z jakimi dane moduły poprawnie pracują. W czasie testu okazało się, że każda testowana pamięć zawiera taki układ i ma wpisaną prawidłową wartość, ale nie wszystkie udostępniają informacje w sposób, którego wymaga płyta wykorzystana na naszej platformie testowej - ASUS P5WD2 Premium i mieliśmy trudności z uruchomieniem komputera po zainstalowaniu kilku testowanych modeli. Rozwiązaniem okazało się powtarzanie próby włączenia komputera aż do momentu, gdy BIOS stwierdzał, że wystąpił problem z przetaktowaniem. Dopiero wówczas umożliwiał modyfikację ustawień, co pozwoliło ręcznie wprowadzić właściwe parametry opóźnień testowanych układów.

Co robić, gdy nowa pamięć odmawia współpracy? Należy odszukać w Internecie informacje o wymaganych ustawieniach. Gdy jest to niemożliwe, a komputer uruchamia się tylko w trybie o ograniczonej wydajności, to rozwiązania są dwa. Pierwsze polega na ustawieniu najdłuższego opóźnienia i próbie zainstalowania systemu operacyjnego, drugie - na włożeniu tylko jednego modułu pamięci i sprawdzeniu, np. za pomocą programu CPU-Z, wpisów w układzie SPD. W czasie kolejnego restartu możemy ustawić w BIOS-ie wartości, które pozwolą sprawnie działać komputerowi po zainstalowaniu obydwu modułów. Należy się jednak liczyć z tym, że pamięć sprawiająca tego rodzaju problemy nie osiągnie maksymalnej wydajności zwłaszcza na obecnych płytach, wyposażanych w różnego opcje zwiększania szybkości działania.

Pamięci Enhanced Bandwith

Firma OCZ przyjrzała się schematom odwołań do pamięci. W wyniku szczegółowej analizy jej inżynierowie opracowali sposób skrócenia czasu trwania sygnałów tRP oraz tRCD tak, aby zwiększyć częstotliwości pracy pamięci. Ponadto wykorzystali występujące w definicji pamięci DDR polecenie Variable Early Read Command i zmniejszyli zależność wydajności pamięci od wartości podstawowego opóźnienia, CAS (gdy jego wartość jest mała, utrudnia to pracę z dużą częstotliwością).

Geil DDRII-533 Ultra Low Latency

Mieliśmy okazję przetestować moduły Geil DDRII-533 z serii Ultra Low Latency. W układach SPD mają zapisane opóźnienia 3-3-3-8 dla częstotliwości pracy 266 MHz, a więc z pozoru znacznie krótsze niż DDRII-667. Moduły Geil o skróconym opóźnieniu wyróżniają się pomarańczowym kolorem radiatora chłodzącego i w zwykłych warunkach zapewniają podobną wydajność, jak szybsze moduły. Są jednak stosunkowo mało podatne na przetaktowanie.

DDR600 lub CL=1,5

Układy DDR600 produkują już różne firmy, do naszej redakcji dotarły nawet modele Kingstona. Charakteryzują się większymi opóźnieniami, liczonymi w taktach zegara, tj. CL=2,5, jednak w rzeczywistości opóźnienia te są krótsze niż w DDR400 CL=2 i wynosi około 8,3 ns. Szybsze układy pamięci wykorzystano też w modułach Geil DDR400 CL=1,5. Ponieważ jednak niewiele płyt głównych pozwala korzystać z takich ustawień, dlatego przeznaczone są tylko dla niektórych użytkowników. Mały krąg odbiorców wpływa na wysoką cenę, której nie rekompensuje zwiększona wydajność.


Zobacz również