DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Szczegółowo przetestowaliśmy najnowsze procesory Intela pod kątem sprawności systemu pamięci RAM. Sprawdzamy, jaki wpływ na wydajność ma typ użytych kości RAM oraz częstotliwość ich pracy.

zdj. Dominik Kujawski

Procesory Intela 12 generacji – Alder Lake, zapewniają wsparcie zarówno pamięci DDR4 jak i nowych DDR5. Pewnie niejeden z was zastanawia się, czy warto inwestować w nowy standard, czy może obecnie posiadane moduły DDR4 zapewnią odpowiednią wydajność. Postanowiliśmy to sprawdzić

DDR5

Temat pamięci DDR5 nie jest dla nas nowy. Już od sierpnia śledzimy wszelkie doniesienia dotyczące nowej pamięci RAM. Teraz, w dniu premiery pierwszej platformy ją obsługującej, w końcu możemy zweryfikować czy nowy standard coś zmienia. Wraz z nowymi modułami poprawiono architekturę kanału komunikacji dla pamięci. W porównaniu do DDR4, gdzie każdy moduł dysponuje pojedynczym kanałem, w DDR5 podwojono tę liczbę. I choć szerokość pasma wymiany danych dalej pozostała bez zmian (wynosi 64 bity, po 32 bity na kanał), wspominane usprawnienie przyczyni się to do poprawy sprawności, wydajności oraz poprawy integralności sygnału. Z tego względu nawet pojedyncza kość DDR5, wykrywana jest w systemie jako pracująca w trybie dual channel, a w momencie, kiedy obsadzimy dwa sloty, uzyskamy tryb czterokanałowy - wcześniej dostępny tylko w platformach HEDT. Nie bez znaczenia również dla wydajności, zwłaszcza przy rozwiązaniach profesjonalnych, będzie domyślne wyposażenie pamięci w moduł korekcji błędów ECC.

Zobacz również:

  • Jak sprawdzić zużycie procesora i pamięci? [PORADNIK]
  • 8 tanich sposobów na mocne podrasowanie Twojego PC
  • Karty graficzne Intel Arc – wszystko, co już wiemy [28.01.2022]
DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

zdj. Dominik Kujawski

Kontroler oraz pamięci DDR5

Niestety podobnie jak w swoich poprzednikach, układy Alder Lake wyposażone są w kontroler pamięci pracujący z zewnętrznym zegarem. Tym razem otrzymujemy trzy tryby jego pracy:

  • GEAR1 – Kontroler pamięci pracuje z rzeczywistą częstotliwością modułów RAM, pełna synchronizacja, max. częstotliwość 1800 MHz (efektywna pamięci 3600 MHz), obsługiwany tylko przez DDR4
  • GEAR2 – Kontroler pamięci pracuje z połową rzeczywistej częstotliwości modułów RAM, Domyślne ustawienie dla DDR5
  • GEAR4 – Kontroler pamięci pracuje z ¼ rzeczywistej częstotliwości modułów RAM, ustawienie zapewniające kompatybilność z wyższymi częstotliwościami modułów DDR5

To właśnie w pracy asynchronicznej zegara pamięci z kontrolerem można dopatrywać się wyższych wartości opóźnień.

Największej zmiany doczekała się jednak technologia XMP. Intel trzeciej odsłonie zwiększył liczbę profili (kombinacji częstotliwości, opóźnień i napięć) z dwóch do pięciu. Z czego trzy profile zostaną dostępne dla producentów, a dwa mogą zostać skonfigurowane przez użytkownika. Dostaniemy również opcję wczytania zapisanego profilu z poziomu BIOS, czy oprogramowania dostępnego w naszym systemie operacyjnym. Każdy z profili wyposażony jest w mechanizm korekcji błędów CRC, co ma ustrzec przed załadowaniem błędnych ustawień. Oczywiście to my decydujemy czy wolimy edytować profil XMP, czy wpisywać ustawienie ręcznie w oprogramowaniu UEFI.

Najważniejszą zmiana dotycząca pamięci DDR5, którą należy wziąć pod uwagę, jest zintegrowanie układów zasilania z kośćmi. Występujący na modułach układ PMIC, ma przyczynić się do mniejszych strat energii i do poprawy spójności oraz jakości sygnału. Jednak w przypadku podkręcania, wydajność oraz sprawność sekcji zasilania będzie miał również kluczową rolę. Dobrym przykładem będą pamięci DDR4, których domyślnym napięciem zasilania jest 1,2V według specyfikacji JEDEC. Producenci jednak bardzo często tworząc profile XMP, sugerują dużo wyższe wartości. Dla przykładu testowane niedawno przez nas kości Kingstona 4800 MHz CL19 do pracy potrzebują aż 1,5V. Entuzjaści bijący rekordy w benchmarkach za pomocą ciekłego azotu bardzo często operują napięciami zbliżonymi do 2V co jest aż o 70% wyższą wartością od domyślnej. O ile dostarczenie takich napięć w przypadku DDR4 leżało po stronie płyty głównej, to w DDR5 wszystko zależy już samej konstrukcji modułu. Nie ma co się oszukiwać - zintegrowana sekcja zasilania to również dodatkowe źródło generujące ciepło, a w momencie przegrzania może powodować niestabilność modułów. Dlatego w przypadku DDR5 jeszcze większe znaczenie będą miały radiatory zamontowane na kościach.

Testy

Podczas naszych testów użyliśmy dwóch kompletów pamięci: G.Skill Trident Z5 5600 MHz CL36 bazujących na kościach Samsunga oraz jednych z tańszych modułów DDR5 - Kingston FURY 4800 CL38, zbudowanych w oparciu o kości Micron’a. Pierwsze udało nam się podkręcić do 6200 MHz, zachowując ustawienia CL na poziomie 36. Nie bez powodu kości Samsunga uważane są za jedne z najlepszych na chwilę obecną, i to na ich bazie tworzone są najszybsze modele. Trochę mniej szczęścia mieliśmy w przypadku Kingstona. Wstępne doniesienia wskazują, że moduły Micron’a bez problemu powinny pracować z częstotliwością wynosząca nawet 5400 MHz. Finalnie udało nam się podkręcić je o 200 MHz. Podejrzewamy, że nie jest to ostateczny wynik, ale niestety ograniczał nas czas, który mogliśmy poświęcić na szukanie najwyższej stabilnej wartości.

Do testów użyliśmy tych samych płyt głównych co w naszych recenzjach Core i5-12600K oraz Core i9-12900K.

Cała platforma testowa prezentowała się następująco:

  • PROCESOR: INTEL CORE i9-12900K, INTEL CORE i5-12600K
  • PŁYTA GŁÓWNA: Gigabyte Z690 AORUS PRO, ASUS TUF GAMING Z690-PLUS WIFI D4
  • RAM: Kingston FURY Renegade DDR4 4800 MHz CL19, Kingston FURY DDR5 4800 CL38, G. SKILL Trident Z5 5600 MHz CL36
  • DYSK: LEXAR NM800 1TB, ADATA SX8200 PRO 1TB,
  • KARTA GRAFICZNA: RTX 3080 10 GB
  • ZASILACZ: COOLER MASTER MWE GOLD V2 750W
  • CHŁODZENIE: custom LC 360 mm RAD

Każdy test był 3-krotnie powtarzany, a na wykresach są prezentowane uśrednione wyniki.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Nasze porównanie rozpoczynamy od testów w programie AIDA64. Bez niespodzianek - najniższe opóźnienia notujemy na pamięci DDR4, pracującej w trybie synchronicznym. Możemy jednak zauważyć, że DDR5 zachowuje się analogicznie do poprzedników. Ze wzrostem częstotliwości opóźnienia się zmniejszają. Choć do wyrównania 54,6 ns potrzebowaliśmy częstotliwości powyżej 7000 MHz.

Również ciekawie prezentują się wyniki transferu osiągane na pamięciach. Widać, że zintegrowany kontroler w procesorach Alder Lake jest sporo wolniejszy niż ten który był dostępnych w 11 generacji. Porównując rezultaty obu pamięci przy prędkości 4800 MHz, można zauważyć przewagę DDR5. Bez niespodzianek wypadają wyniki pamięci pracujących z częstotliwością 6200 MHz - osiągają one najlepsze rezultaty zbliżając się nawet do 100 GB/s w odczycie.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Wydajność w teście WinRAR rośnie proporcjonalnie z prędkością pamięci niezależnie od jej rodzaju.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

W x264 Benchmark, przy częstotliwości 4800 MHz, pamięci DDR4 mają delikatną przewagę. Co prawda można zauważyć dodatkowy zysk z wyższych wartości zegara pamięci, jednak różnice te nie są tak duże, żeby przynieść realną korzyść użytkownikowi

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

W teście kodowania wideo X265 programem Handbrake widać, że pamięć DDR4 pracująca z częstotliwością 3600 MHz jest w stanie zrównać się z prawie dwukrotnie szybszymi DDR5.

Natomiast podczas testów Cinebench, różnice w wynikach (i to niezależnie od wersji tego popularnego benchmarku) mieszczą się w granicy błędu pomiarowego i ciężko tutaj wskazać jakiekolwiek zależności wynikające z prędkości pamięci.

Przejdźmy zatem teraz do testów w grach i benchmarkach 3D.

W 3DMarku widzimy pewną niespójność. W nowszym teście Time Spy uruchomionym w trybie Extreme, osiągamy lepsze rezultaty w przypadku pamięci DDR5. Odwrotną sytuację obserwujemy natomiast w FireStrike, również przy ustawieniach ekstremalnych. Tutaj najlepszy wynik uzyskaliśmy na modułach DDR4 pracujących w trybie GEAR1. W Port Royal, gdzie wydajność zależy wyłącznie od karty graficznej wyniki nie różnią się od siebie.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Assassin’s Creed Valhala najlepsze wyniki osiąga z wykorzystaniem pamięci DDR5.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

W Watch dogs: Legion jest bardziej wymagający w stosunku do karty graficznej, z tego względu różnice są mniejsze, choć DDR5 dalej na prowadzeniu.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Far Cry 5 natomiast to DDR4 prowadzą. Nowe kości są w stanie dogonić je dopiero przy częstotliwościach powyżej 6000 MHz.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Counter-Strike: Global Offensive - wracamy do sporej przewagi dla DDR5, ale tylko w przypadku procesora Core i9. Core i5-12600K osiąga takie same rezultaty niezależnie od tego jakich pamięci użyjemy.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

W Shadow of the Tomb Raider, również DDR5 wygrywa zapewniając bardziej stabilny framerate.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

W Call of Duty: Warzone preferuje szybką pamięć niezależnie od jej typu.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

W GTA 5, jak pisaliśmy w naszej recenzji procesora uświadczymy tak zwanego efektu stutteringu. Występuje on niezależnie czy korzystamy z platformy DDR4 czy DDR5. Choć DDR5 są najszybsze, to czy różnica 3 klatek na sekundę zrobi komuś różnice?

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Cyberpunk 2077 bardzo dobrze wykorzystuje wyższą przepustowość pamięci, uzyskując nawet 7% wzrost wydajności na pamięciach DDR5.

Podsumowanie

Jak widać w naszych testach, pamięci DDR5 potrafią zapewnić wyższą wydajność w porównaniu do swoich poprzedników. Niestety różnica nie jest ona na tyle znacząca, aby jasno powiedzieć DDR5 jest lepsze – przynajmniej w kontekście debiutu. Różnice, które zaobserwowaliśmy wahają się od 1- do 10% jednak nie zapominajmy, że przy prawie 2 krotnie wyższej cenie nowych modułów.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

zdj. Dominik Kujawski

Tutaj to już Wy – czytelnicy, musicie sobie odpowiedzieć czy w takim razie warto inwestować w nowe pamięci. Wybór nie jest łatwy. Decydując się na DDR4, pamiętajcie, że Alder Lake jest ostania platformą Intela oferującą dla nich wsparcie. Z drugiej strony pamięci DDR5 z czasem potanieją, a jak nie, to na pewno przyspieszą. I choć na premierę są już dostępne moduły mogące pracować z częstotliwością 6000 MHz dzięki profilom XMP 3.0, to kosztują one krocie. Przecież już przed premierą Alder Lake mówiono pamięciach mogących pracować z częstotliwością ponad 10 Ghz. Może okazać się, że kupiona teraz pamięć DDR5 za 4-5 lat będzie za wolna dla nowych, jeszcze szybszych procesorów. Na chwilę obecną szybkie moduły DDR5 polecamy entuzjastom, dla których liczy się uzyskanie jak najlepszych rezultatów bez względu na koszty.

Aktualizacja [03.12.2021]

Podkręcanie

Choć temat podkręcania pamięci w przypadku DDR5 może wydawać się całkowicie nowy, to zauważyliśmy również sporo analogii do poprzednich standardów. Postaramy się omówić podkręcanie trochę szerzej, tak aby nasze doświadczenia ułatwiły Wam cały proces. W pierwszej kolejności trzeba wspomnieć o zasilaniu pamięci. Jak już nieraz wspominaliśmy - nowością w DDR5 jest zintegrowanie układu PMIC z pojedynczymi modułami. Można wręcz powiedzieć, że kości pamięci posiadają teraz własną, osobną sekcję zasilania. To ona kontroluje trzy podstawowe napięcia: VDD VDDQ oraz VDDP. Z perspektywy domowego podkręcania, to te dwa pierwsze są dla nas najważniejsze. Domyślna wartość dla nich wynosi 1,1 V, jednak nie ma co się oszukiwać - jest ona wystarczająca na chwilę obecną do zasilania modułów pracujących z częstotliwością 4800 MHz. Przeglądając ofertę dostępnych na rynku pamięci, można zauważyć, że większość jest zasilana napięciem 1,25 – 1,35 V. Od tych ustawień można zacząć próby podkręcania. Część płyt głównych posiada również predefiniowane profile do podkręcania pamięci, które nie tylko ustawią nam częstotliwość i timingi, ale przede wszystkim odpowiednie wartości napięcia zasilania. Warto jednak pamiętać, że najlepsze rezultaty osiągniemy ręcznie podkręcając moduły.

Tabela przedstawia zapisane w płycie głównej wartości zasilania zależne od typu użytych modułów.

Konfiguracja Częstotliwość  VDD  VDDQ  TXVDDQ  MC VDD  SA  Możliwe uruchomienie z CR 1T 
2 x Hynix SR  5800  1,3  1,25  1,25  1,25  1,25  Tak 
4 x Hynix SR  5200  1,2  1,2  1,2  1,2  1,25  Nie 
2 x Hynix DR  5400  1,3  1,25  1,25  1,25  1,25  Nie  
4 x Hynix SR  4200  1,2  1,2  1,2  1,2  1,35  Nie 
2 x Micron SR  5600  1,25  1,4  1,4  1,34  1,2  Nie 
4 x Micron DR  5200  1,25  1,25  1,25  1,25  1,25  Nie 
2 x Micron DR  5400  1,25  1,25  1,25  1,25  1,2  Nie 
4 x Micron DR  4200  1,2  1,2  1,2  1,2  1,35  Nie 
2 x Samsung SR  5800  1,435  1,435  1,435  1,34  1,25  Tak 
4 x Samsung SR  5200  1,35  1,35  1,35  1,25  1,25  Nie 

Do testów użyliśmy po raz kolejny płyty głównej Gigabyte Z690 Aorus PRO. Sporym ułatwieniem jest zintegrowany na niej czytnik błędów POST. Chcąc wycisnąć jak najwyższą wydajność z pamięci RAM, będziemy bardzo często z niego korzystać. Testowane przez nas moduły Kingstona FURY bazują na kościach Microna. Jak widać z powyższej tabeli do osiągnięcia 5600 MHz potrzeba nawet napięcia 1,4 V. Choć w przypadku pamięci DDR4 takie napięcie nie robiło by na nikim wrażenia to nie wiemy, jak wpłynie ono na nowe moduły DDR5. Z tego względu górna granica jaką przyjęliśmy to 1,32 V. Tak ustawione napięcie zasilania pozwoliło nam uruchomić moduły z częstotliwością 5200 MHz przy domyślnie ustawionych timingach wynoszących 38-38-38. To nam jednak nie wystarczyło. Po zmianie ustawień podstawowych opóźnień (40-40-40) finalnie uzyskaliśmy stabilne 5400 MHz, choć system był w stanie uruchomić się nawet z częstotliwością 5600 MHz. Warto jednak wspomnieć, że ręcznie ustawiliśmy część wartości drugorzędnych timmingów. Tutaj pojawia się pierwsza analogia do pamięci DDR4. Oba standardy pamięci posiadają możliwość ustawienia tRRD, czy tWTR, które znacząco wpływają na wydajność, jeżeli nasz komputer bazuje na procesorze od Intela. Domyślna wartość w przypadku DDR5 dla częstotliwości 4800 MHz to 12, a po podkręceniu na 5400 MHz płyta główna z automatu ustawia 24. Oznacza to, że mimo pracy o 12 % wyższym zegarem moduły potrzebują 2 razy tyle cykli do przełączenia kolejnego banku pamięci. Pamięci bez problemów był w stanie uruchomić się z wartością wynoszącą 14.

Dual Channlel czy quad channel?

Sporym zamieszaniem wokół pamięci DDR5 jest zmiana, która nastąpiła w architekturze kanału służącego do komunikacji. DDR5 podwaja liczbę kanałów dostępnych dla modułu jednak sama szerokość pasma pozostaje bez zmian. Czy zatem 64 bitowy i dwukierunkowy moduł jest w stanie konkurować z 2 kościami pracującymi w 128-bitowej i 4 kanałowej konfiguracji? Choć z góry można założyć rezultat tego testu, to nie jest bezpodstawny. Biorąc pod uwagę cenę pamięci DDR5, można śmiało założyć, że znajdą się użytkownicy, którzy postanowią zakupić pojedynczą szybką kość, aby w późniejszym terminie dokupić drugą.

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Pierwsze próby w programie AIDA64 wypadają, bez niespodzianek - prawie dwukrotna różnica, w osiąganych transferach. Bez większego optymizmu przeszliśmy zatem do dalszych testów. Rezultat jest jaki można się było spodziewać. Od lat przyjmuje się, że pamięć pracująca w klasycznym dual channel zapewnia dodatkowe 10-15 % wydajności. Takie różnice zaobserwujemy w przypadku programu WinRAR, 3DMark’u czy w grach jak Watch Dogs: Legion iczy Far Cry 5. W pozostałych tytułach różnica średnio wynosi 2%, nawet w Counter-Strike: Global Offensive, który jest mocno zależny od procesora i pamięci.

DDR5 a IGPU

Głównym czynnikiem limitującym moc zintegrowanych układów graficznych jest brak dedykowanej pamięci. IGPU jest zmuszone do korzystania z RAM, współdzieląc ją pozostałymi komponentami. Zatem czy wzrost prędkości oraz przepustowości pamięci DDR5, przynosi realne korzyści pod względem wydajności?

DDR5 vs DDR4 na Intel Alder Lake – Sprawdzamy, która pamięć RAM jest szybsza. [Aktualizacja 03.12.2013]

Jak widać po powyższym wykresie, dzięki zastosowaniu modułów DDR5 zyskujemy maksymalnie 6 % wyższa wydajność. Niestety zintegrowane układy Intela nie należą do najszybszych. Większych różnic możemy spodziewać się w przypadku układów AMD, jak te w końcu zostaną wydane.