Os processadores Alder Lake trouxeram com eles uma massa crítica de novas tecnologias que os tornaram a melhor CPU não apenas para cargas de trabalho de jogos, mas também para cargas de trabalho. Uma das inovações importantes nas quais a Intel® está se concentrando é o suporte para DDR5 SDRAM. Graças ao aumento na frequência efetiva, a memória da próxima geração proporcionou um aumento notável no rendimento quando o processador estava acessando os dados, o que provavelmente foi um dos componentes do sucesso de Alder Lake. Pelo menos, é assim que você pode pensar, já que a maioria das análises de novos processadores Intel que podem ser encontradas na Web (incluindo 3DNews) são conduzidas usando SDRAM DDR5, e todas as placas-mãe carro-chefe do mercado com soquete de processador LGA1700 são focado no suporte para este tipo específico de memória.
Mas, na realidade, quando se trata de automontagem de um novo sistema, a aquisição de DDR5 SDRAM para Alder Lake é um empreendimento bastante complicado e caro. Essa memória praticamente não está à venda e, onde aparece, seu custo acaba sendo uma vez e meia a duas vezes maior do que o de uma SDRAM DDR4 de alta qualidade com a mesma capacidade.
Mas, felizmente, os processadores Alder Lake têm um controlador de memória flexível, que, junto com o suporte para DDR5 SDRAM, mantém compatibilidade com o DDR4 SDRAM usual. Este suporte é implementado no nível da placa-mãe – entre as placas-mãe LGA1700 disponíveis nas lojas, existem placas-mãe com slots DIMM para DDR5 e DDR4 (mas não para ambos ao mesmo tempo). Portanto, os usuários que não consideram conveniente gastar dinheiro com DDR5 têm a oportunidade de equipar os sistemas com novos processadores com memória comum do padrão anterior.
Uma questão natural surge: se escolher DDR4 SDRAM, alguma vantagem importante do Lago Alder não está perdida. É a resposta a ela que se dedicará este material, no qual compararemos na prática o comportamento de novos processadores ao trabalhar com DDR4 e DDR5. É necessário um estudo detalhado, pois o DDR4 realmente possui uma frequência de operação menor e, portanto, menor largura de banda, mas ao mesmo tempo pode fornecer aproximadamente uma vez e meia a vantagem em latência. Em outras palavras, o confronto entre DDR4 e DDR5 resume-se a identificar um fator que afeta o desempenho de Alder Lake e outros processadores modernos mais fortemente – latência ou largura de banda.
O subsistema de memória de canal duplo com módulos DDR4-3600 CL16 comuns fornece uma largura de banda de pico de cerca de 57 GB / se uma latência CAS de 8,9 ns. Ao mesmo tempo, o subsistema de memória em módulos DDR5-6000 CL36 muito rápidos (por padrões modernos) pode produzir 96 GB / s com uma latência de 12 ns. A partir deste exemplo simples, é bem entendido que provavelmente não haverá uma conclusão inequívoca sobre as vantagens deste ou daquele tipo de memória. Para alguns aplicativos, é mais importante receber mais dados por unidade de tempo, mas para alguns é mais crítico que os dados cheguem mais rápido. Ao mesmo tempo, a diferença nos parâmetros dos subsistemas de memória pode suavizar parcialmente o amplo cache L3 de Alder Lake, cujo volume chega a 30 MB. Tudo isso pode ser tomado como argumento a favor do DDR5 opcional ao construir sistemas baseados em Alder Lake, e, se eles encontrarem confirmação na prática, isso significará uma redução significativa no limiar de entrada no ecossistema LGA1700 para muitos entusiastas. Resta apenas verificar tudo corretamente, e faremos isso no âmbito de um projeto de parceria com a Intel, que não se opôs a testar Alder Lake com DDR4, mas, pelo contrário, forneceu um conjunto completo de equipamentos necessários para este teste.
⇡#Por que DDR5 SDRAM é realmente tão bom
No momento do anúncio da família de processadores Alder Lake, a Intel classificou o suporte DDR5 SDRAM como uma de suas vantagens importantes. Houve discussões sobre a “inovação” abstrata de um novo tipo de memória, a liderança da empresa em sua implementação na plataforma desktop, bem como sobre um aumento significativo de frequência e largura de banda. Mas os usuários olharam para essas afirmações com ceticismo. Eles claramente não gostaram das latências inerentes ao DDR5, bem como do fato de que a frequência suportada do novo tipo de módulo declarado nas especificações do Lago Alder não estava muito longe da frequência que o SDRAM DDR4 moderno pode suportar.
Se você olhar as especificações dos processadores Core de 12ª geração, eles prometem compatibilidade apenas com DDR5-4800. Módulos desse tipo apresentados nas lojas, na melhor das hipóteses, podem oferecer um esquema de tempo de 36-36-36-72, mas é mais provável que seja 38-38-38-76 ou mesmo 40-40-40-76. No contexto de uma memória bastante comum, por exemplo, DDR4-3600 com latências 16-18-18-36 ou overclocking DDR4-4400 com temporizações 19-19-19-43, DDR5 com tais parâmetros realmente parece pálido.
Mas nem tudo é tão triste. Em primeiro lugar, os fabricantes de memória já estão prontos para oferecer DDR5 com frequências de até 6000 MHz, e tal memória é compatível com os processadores Alder Lake de desktop sem problemas, embora isso não esteja refletido na especificação. E em segundo lugar, e o que é muito mais importante, DDR5 implica não apenas um aumento em linha reta na frequência de transferência de dados. Na verdade, o novo padrão traz consigo mudanças bastante significativas na arquitetura e lógica do subsistema de memória, devido às quais sua eficiência aumenta. Por exemplo, de acordo com a Micron, operando na mesma frequência que DDR4 SDRAM, DDR5 é realmente capaz de transferir 36% mais dados, e a transição de DDR4-3200 para DDR5-4800 dá um aumento de 87% na largura de banda praticamente observada.
Mas de onde vêm essas taxas de crescimento, ao que parece, do nada? Para entender isso, é necessário lembrar que as frequências que são colocadas nos nomes dos tipos de memória, na verdade, não são as frequências da própria memória. Os núcleos da memória de acesso aleatório, que são uma série de capacitores em miniatura, têm operado aproximadamente na mesma frequência baixa por muitos anos – cerca de 200 MHz. Apenas a frequência efetiva da interface dos módulos de memória está crescendo, o que não é garantido de forma alguma acelerando os dispositivos DRAM, mas aumentando seu número – isto é, aumentando o paralelismo.
Isso é exatamente o que aconteceu na transição de DDR4 para DDR5. Os novos módulos de memória oferecem o dobro de grupos de bancos (8 contra 4), enquanto o número de bancos em um grupo permanece o mesmo de antes (4). E isso não só permite preencher o dobro do barramento de memória mais rápido com dados, mas ao mesmo tempo aumenta a eficiência das transações, uma vez que o crescimento do número de grupos de bancos permite deixar mais páginas abertas ao mesmo tempo e, assim, aumentar o probabilidade de acessar dados usando um esquema simples – com latências baixas.
Um aumento na frequência da interface de memória, ou seja, a densidade das informações transmitidas pelo barramento de memória, é fornecido por outra técnica simples – dobrar o comprimento dos pacotes com os quais as transferências são realizadas. Se na SDRAM DDR4 um pacote incluía 8 transferências sequenciais ao longo do barramento de dados, então na DDR5 existem 16 delas, o que, consequentemente, levou a um aumento nas velocidades efetivas, que estão exatamente indicadas nos nomes dos módulos como quatro. digite o número.
No entanto, neste ponto, havia um problema com um aumento excessivo no tamanho do pacote. A largura do barramento de dados de um módulo de memória convencional é de 64 bits e a combinação de 16 transferências em um pacote significa que 128 bytes de dados viriam do módulo por vez. Do ponto de vista dos processadores modernos, este é um volume muito inconveniente, já que o comprimento da linha da memória cache é a metade – 64 bytes. Para eliminar essa inconsistência, outra mudança fundamental foi feita na arquitetura DDR5 – o barramento de 64 bits de cada módulo foi dividido em duas partes independentes de 32 bits.
Em outras palavras, um único módulo DDR5 físico é logicamente organizado como dois módulos independentes com um barramento de 32 bits, montados em uma única peça de PCB. Assim, em DDR5, o modo de acesso de canal duplo é implementado em um módulo. E é essa inovação, além de aumentar a frequência efetiva, que se atenta antes de mais nada quando se fala das vantagens do DDR5 sobre o DDR4. Porém, é preciso entender que isso na verdade não traz um aumento na taxa de transferência de dados, uma vez que um canal de 64 bits é substituído por dois canais com largura de 32 bits. No entanto, tal organização ainda pode dar certo benefício pelo fato de permitir que você execute duas operações diferentes com as metades do módulo ao mesmo tempo – essa possibilidade não existia antes.
Um aumento adicional na eficiência DDR5 também é alcançado devido ao fato de que tal memória aprendeu a “atualizar” informações nas células pelos bancos, enquanto anteriormente essa operação era realizada para todos os bancos de uma vez. A regeneração de carga nas células de memória é uma garantia de segurança dos dados e requer repetição em intervalos definidos. Este processo em DDR4 exigia o encerramento de quaisquer outras operações, o que de fato bloqueava periodicamente todas as operações úteis. Na memória DDR5, tornou-se possível realizar a regeneração um a um para diferentes bancos em grupos, enquanto o restante dos bancos ficam disponíveis para acesso. E isso aumenta o desempenho do DDR5 em 6 a 9% adicionais.
Mas no final, todas as mudanças arquitetônicas no DDR5 aumentam sua velocidade em termos de um aumento na frequência de transferência de dados e uso mais eficiente do barramento. Ao mesmo tempo, o problema da latência é contornado. E por que isso é bastante óbvio. Nada pode ser feito com essa característica: é devido à latência dos núcleos DRAM subjacentes e ao tempo que leva para formar pacotes de dados mais longos do que antes.
⇡#Recursos do controlador de memória Alder Lake
Para que os processadores Alder Lake realizem todo o potencial da SDRAM DDR5, eles são equipados com dois controladores de memória de canal duplo – um controlador para cada “canal” no sentido usual (no caso mais comum, um controlador por módulo). No caso de DDR4 SDRAM ser usado em um sistema com um processador Alder Lake, apenas o primeiro canal é usado em cada um dos dois controladores. Se o sistema usa SDRAM DDR5, então dois canais de cada um dos controladores funcionam com pares de subcanais de 32 bits implementados dentro dos módulos. Isso significa que DDR5 SDRAM permite habilitar o modo de memória de quatro canais em sistemas baseados em processadores Alder Lake, enquanto ao usar DDR4 SDRAM, apenas o modo de dois canais está disponível. Mas não se esqueça: a largura total do barramento de memória em ambos os casos permanece a mesma – 128 bits.
DDR4 SDRAM – dois canais
DDR5 SDRAM – quatro canais
Outro ponto chave é o uso de multiplicadores que relacionam a frequência dos controladores de memória à frequência do barramento de memória e foram introduzidos no Lago Rocket. Na geração anterior de processadores havia dois desses multiplicadores, e na geração atual já existem três deles. Eles têm o codinome Gear 1, Gear 2 e Gear 4 e, de fato, permitem que o barramento de memória opere em uma frequência que é a mesma que a frequência do controlador de memória (Gear 1), ou duas vezes (Gear 2), ou quatro vezes superior (engrenagem 4) … A necessidade de tais divisores se deve ao fato de que a frequência máxima atingível pelo controlador de memória, que faz parte da CPU, é limitada, e seu limite superior é significativamente menor do que as velocidades que são capazes de módulos de memória, especialmente DDR5 SDRAM .
Nos processadores Rocket Lake, o modo de memória máximo possível em termos de frequência ao escolher o multiplicador Gear 1 mais eficiente em termos de desempenho (ou seja, no modo síncrono) era DDR4-3600 ou, com uma boa coincidência, DDR4-3733. Em Alder Lake, o controlador de memória ficou um pouco mais maleável, podendo obedecer a frequências mais próximas de 4,0 GHz. No entanto, o limite no qual o controlador muda automaticamente do modo Engrenagem 1 para o modo Engrenagem 2, formalmente ainda permaneceu em 3,6 GHz. Em suma, isso significa que com as configurações padrão, o modo de memória síncrona está disponível no Alder Lake para módulos até DDR4-3600, mas se configurado manualmente no Gear 1, você pode fazer o DDR4-4000 funcionar também.
A transição para uma memória DDR4 mais rápida exigirá, em qualquer caso, o abandono da sincronização e a mudança para o modo Gear 2, cuja inclusão, como antes, impõe algumas penalidades ao desempenho do subsistema de memória. Por esse motivo, usar DDR4 de alta velocidade com Alder Lake não é uma boa ideia. É muito mais racional não ir além da engrenagem síncrona 1 e se limitar a usar DDR4-3600 ou DDR4-4000.
Mas com DDR5, a situação é completamente diferente. As frequências dos módulos mais simples começam na marca DDR5-4800, o que significa que o modo síncrono Gear 1 não pode estar disponível para eles em princípio. Portanto, para qualquer DDR5, você precisa usar o modo de duplicação de memória Gear 2. É aplicável a todos os módulos DDR5 atualmente disponíveis e será habilitado pelo controlador de memória Alder Lake padrão quando o processador for instalado em qualquer placa-mãe com SDRAM DDR5 Apoio, suporte.
O multiplicador de memória quadruplicado do Gear 4 também é viável, mas não há razão para usá-lo agora. A penalidade imposta ao desempenho quando ativado é maior do que com o multiplicador Engrenagem 2. Portanto, pode ser exigida apenas quando a frequência do controlador de memória atinge os valores de fronteira com o modo Engrenagem 2, ou seja, não anterior ao DDR5 frequências ultrapassam a marca de 7200 MHz …
Mais um detalhe deve ser observado. A frequência operacional do controlador de memória é formada de maneira semelhante à frequência do processador – como o produto de um multiplicador por uma certa frequência básica. Esta frequência básica em sistemas LGA1700 pode ser selecionada entre duas opções – 100 ou 133 MHz. Não há diferenças de desempenho entre esses valores, mas eles afetam o conjunto de frequências de memória selecionáveis, determinando a etapa entre os valores mais próximos. Mas também há uma nuance aqui – o multiplicador operacional máximo aplicável à frequência do controlador de memória em Alder Lake é 30x, portanto, no caso de opções DDR4 de alta velocidade no modo Engrenagem 1, a frequência do controlador de memória base de 100 MHz gira para ser inútil. Mas em sistemas com DDR5, onde a engrenagem 2 é usada, você pode selecionar facilmente ambos os valores,
Em princípio, as placas-mãe modernas levam tudo isso em consideração automaticamente ao escolher uma ou outra opção de memória, no entanto, o BIOS das placas-mãe tem a capacidade de alternar manualmente a frequência base para o controlador de memória.
⇡#Como DDR5 SDRAM é alimentado
Outra diferença notável entre os módulos DDR5 é que eles usam um esquema de energia diferente e tensões mais baixas. O conversor de tensão da nova memória foi transferido da placa-mãe para os próprios módulos e agora eles recebem 5 V da placa e formam as tensões necessárias diretamente no local. Isso permite melhorar a estabilidade da alimentação dos chips e reduzir as interferências eletromagnéticas, porém, os próprios módulos, devido à necessidade de colocar elementos de potência sobre eles, agora são um pouco mais caros. Mas, graças a isso, problemas com esquemas de alimentação malsucedidos para slots DIMM em placas-mãe devem ser coisa do passado.
O circuito integrado de gerenciamento de energia instalado em cada módulo, de acordo com a especificação, deve fornecer tensões para cinco linhas, das quais duas tensões principais são significativas: VDD é a tensão aplicada aos núcleos de memória e VDDQ é a tensão no I / O circuitos. O valor nominal dessas tensões é 1,1 V, mas os fabricantes de memórias para overclock imediatamente começaram a superestimar esses valores, já que isso ajuda os chips de memória DDR5 a trabalhar de forma estável em frequências mais altas.
Apesar da transferência dos circuitos de alimentação da placa-mãe para os módulos, a capacidade de controlar as tensões da memória por meio do BIOS não desapareceu. As placas LGA1700 oferecem um conjunto completo de ferramentas de gerenciamento de energia para módulos de memória, e as tensões VDD e VDDQ podem ser aumentadas para pelo menos 1,435 V em etapas de 5 a 10 mV. Ao mesmo tempo, existem módulos com um limite superior superior de variação de tensão – isso é determinado pelo controlador de potência escolhido pelo fabricante. Além disso, como cada módulo possui seu próprio regulador de tensão, sua alimentação pode ser controlada separadamente.
Contrariando as expectativas, reduzir as tensões principais nas quais os chips DDR5 são alimentados por 0,1 V em comparação com o DDR4 não acarreta uma diminuição no aquecimento do módulo. Pelo contrário, parece que o DDR5 experimentará temperaturas relativamente altas.
Tem tudo a ver com o circuito de potência, que gera bastante calor, principalmente no caso de aumento de tensões. Portanto, dissipadores de calor massivos em módulos DDR5 SDRAM para overclock não são de forma alguma um elemento decorativo, mas um elemento realmente necessário.
⇡#DDR5 Perfeito – G.Skill Trident Z5 RGB F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK
Para o teste, conseguimos obter a série DDR5-6000 Trident Z5 RGB da G-Skill. O kit F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK, que acabou no laboratório, inclui dois módulos de 16 GB. Cada um desses módulos, como convém a um DDR5 para overclock, é equipado com placas de dissipação de calor e retroiluminação RGB controlada ao longo de sua borda superior.
É fácil ver pelas fotos da memória G.Skill que os módulos DDR5 são muito semelhantes aos módulos DDR4. E realmente é. Eles têm as mesmas dimensões e até mesmo o número de contatos no conector de faca permanece o mesmo – 288 peças. No entanto, DDR5 e DDR4 não são intercambiáveis não apenas no nível lógico, mas também no mecânico. A instalação de um novo tipo de módulo em DDR4 DIMM não funcionará, pelo menos devido à localização diferente da chave do slot no slot. Ele se aproximou do meio do módulo, mesmo que não seja imediatamente impressionante.
Embora a memória F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK seja projetada para temporizações 40-40-40-76, enquanto a empresa tem uma variante semelhante com atrasos 36-36-36-76 mais agressivos em seu sortimento, ela ainda se revelou um ideal campo de testes para experimentos. A razão é, em primeiro lugar, que as versões de SDRAM DDR5 de alta velocidade da G.Skill usam chips Samsung selecionados, que atualmente parecem ser a melhor opção em termos de escalabilidade de frequência com o aumento da tensão. Em outras palavras, essa memória pode ser chamada de sucessora completa dos módulos DDR4 com os lendários chips B-die da Samsung.
Para ser justo, deve-se mencionar que os chips DDR5 fabricados pela SK Hynix também têm um bom potencial de overclock, mas a memória baseada neles ainda é muito rara. Ao mesmo tempo, os chips mais comuns feitos pela Micron, infelizmente, escalam um pouco mal. No entanto, eles podem ser encontrados nos módulos DDR5-4800 e DDR5-5200 mais comuns, e é quase impossível fazer esses kits de memória funcionarem nos modos DDR5-5600 e mais rápido.
De acordo com a especificação, o kit G.Skill F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK é projetado para operar a 1,3 V – esta tensão é cerca de 20% maior do que o valor nominal, que é definido pelo padrão de 1,1 V para SDRAM DDR5. A situação com a memória DDR5 é a mesma que com a DDR4 – é o aumento da tensão de alimentação que se torna a base para o aumento da frequência. E o nível de 1,3 V não parece muito alto – alguns fabricantes de DDR5 não hesitam em declarar tensões ainda mais altas para suas memórias – até 1,4 V.
Os módulos incluídos no kit G.Skill F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK são ponto a ponto, cada módulo usa oito chips de 16 Gbit. Infelizmente, não existem módulos DDR5 dual-rank de 16 GB, isso se deve ao fato de que 16 GB é a capacidade mínima dos chips disponíveis.
A G.Skill pré-testa seus módulos DDR5 de alta velocidade para compatibilidade com placas-mães LGA1700 da ASUS e MSI, e são essas placas-mães que podem ser recomendadas para revelar todas as possibilidades da nova memória. Para facilitar a configuração, o F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK tem um perfil XMP, mas os recursos XMP 3.0 ainda não são usados nesses módulos. Existe apenas uma variante das configurações preparadas pelo fabricante.
Benchmarks DDR4 vs DDR5
⇡#Descrição do sistema de teste e metodologia de teste
Acima, descrevemos em detalhes como o DDR5 é superior ao DDR4 em termos de teoria. No entanto, os cálculos ainda não respondem à questão de se o conjunto de melhorias propostas na nova memória é suficiente para que os consumidores tenham um incentivo real para usar SDRAM DDR5 com processadores Alder Lake. De fato, em primeiro lugar, os fatores econômicos claramente não são a favor do DDR5 e, em segundo lugar, essa memória se repele com latências muito altas.
Para resolver todas as dúvidas, decidimos estudar o desempenho de Alder Lake ao empacotar o sistema com variantes comuns de módulos DDR4 e DDR5 operando em frequências diferentes.
Os sistemas de teste incluíram os seguintes componentes:
O Core i7-12700K, que serviu de base para os sistemas de teste, foi usado em estado de overclock. A frequência dos núcleos P foi aumentada para 5,0 GHz, a frequência dos núcleos E foi aumentada para 4,0 GHz e a frequência do cache L3 foi aumentada para 4,3 GHz. A operação de teste da CPU neste estado foi possível quando a tensão de alimentação foi aumentada para 1,425 V quando o quinto nível de calibração da linha de carga foi selecionado. Para melhorar a estabilidade da memória em altas frequências de até 1,25 V, a voltagem no agente do sistema foi aumentada.
O teste foi realizado no Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.282.0 com as atualizações KB5005635 e KB5006746 instaladas e o seguinte conjunto de drivers:
Descrição das ferramentas usadas para medir o desempenho computacional:
Formulários:
Jogos:
Em todos os testes de jogos, os resultados são o número médio de quadros por segundo, bem como o quantil 0,01 (primeiro percentil) para os valores de FPS. O uso do quantil 0,01 em vez dos indicadores FPS mínimos se deve ao desejo de limpar os resultados de picos de desempenho aleatórios que foram provocados por motivos não diretamente relacionados à operação dos componentes principais da plataforma.
⇡#DDR5 vs DDR4: benchmarks de desempenho
A primeira parte do teste é dedicada a comparar o desempenho do Core i7-12700K ao trabalhar com memória DDR4 e DDR5 ao escolher módulos de frequências diferentes. Aqui vamos supor que a memória está funcionando com as configurações padrão, ou seja, todos os atrasos são configurados automaticamente no sistema por meio de perfis XMP. Esta é a abordagem de configuração que a maioria dos usuários adota, e a comparação nesta seção mostrará se a escolha de uma memória mais moderna e mais cara oferece alguma preferência nos casos mais típicos.
Os modos de operação DDR4 típicos eram configurações típicas dos populares módulos de memória Crucial Ballistix baseados no Micron Rev. E: DDR4-3200 com temporizações 16-18-18-36, DDR4-3600 com temporizações 16-18-18-38, DDR4-4000 com temporizações 18-19-19-39 e DDR4-4400 com latências 19-19 – 19-43. Em todos os casos, a taxa de comando foi definida para 1T e os modos Gear 1 / Gear 2 foram selecionados por padrão: DDR4-3200 e DDR4-3600 funcionaram em modo síncrono com o controlador de memória e, para opções de memória mais rápidas, um controlador a razão de frequência para a memória de 1 foi usada: 2.
A memória DDR5 também foi testada em quatro modos: DDR5-4800, DDR5-5200, DDR5-5600 e DDR5-6000. Em todos os quatro casos, os tempos 36-36-36-76 e o modo Engrenagem 2 foram usados, no entanto, a configuração da Taxa de Comando 1T foi usada apenas para DDR5-4800 e DDR5-5200, enquanto a operação de memória em uma frequência mais alta exigia o Comando Taxa a ser habilitada. 2T.
Ainda no contexto desta comparação, é importante atentar para o fato de que os módulos DDR4 nele utilizados, como a maioria dos módulos de 16 GB deste tipo no mercado, são dual-rank. Ao mesmo tempo, os módulos DDR5 do mesmo tamanho são sempre ponto a ponto.
Portanto, após as observações preliminares necessárias, vamos finalmente examinar os resultados do teste sintético Cache & Memory Benchmark do utilitário AIDA64. Os resultados são bastante esperados: o DDR5 ganha notavelmente em termos de largura de banda, enquanto o ponto forte do DDR4 é a baixa latência.
No entanto, olhando para os gráficos, você pode ver nuances interessantes. Portanto, podemos afirmar que o DDR5 realmente prova ser uma tecnologia mais eficiente. Enquanto a largura de banda prática do DDR4 é 89-93% do teórico, no caso do DDR5 esse número aumenta para 97-98%. Portanto, dobrar o número de canais realmente tem algum efeito positivo e dimensionar o desempenho do subsistema de memória durante a transição de DDR4 para DDR5 é mais rápido do que aumentar a frequência.
Ao mesmo tempo, o aumento na latência prática ao alternar para DDR5 não parece catastrófico. Além disso, no caso de o DDR4 estar rodando em alta frequência no modo do controlador Gear 2, não há nenhuma diferença perceptível na latência. Apenas os modos DDR4 síncronos com latências baixas, ou seja, DDR4-3200 e DDR4-3600, superam o DDR5.
Com base nos resultados do teste sintético, começa a parecer que a escolha da velha memória DDR4 para Alder Lake deve limitar significativamente seu desempenho. No entanto, o teste em aplicativos com uso intensivo de recursos mostra que isso está longe de ser o caso. De fato, existem tarefas nas quais o DDR5 oferece um desempenho inequivocamente superior. Esse padrão é visto, por exemplo, ao arquivar arquivos em 7-zip, processamento em lote de fotos no Lightroom, renderização de vídeo no Premiere Pro, transcodificação de vídeo com o codec x265 ou ao compilar código no Visual Studio. Neles, mesmo o DDR5-4800 mais lento é mais rápido do que qualquer uma das variantes DDR4. Além disso, a vantagem de desempenho mesmo de um DDR5-4800 primitivo pode, em alguns casos, chegar a 8-10%, embora basicamente estejamos falando sobre superioridade no nível de alguns poucos por cento.
Mas, ao mesmo tempo, existem muitas opções para uma carga intensiva de recursos, cujo desempenho praticamente não depende do tipo de memória selecionada. Editar fotos no Photoshop, aumentar a resolução de vídeo no Topaz AI ou renderização final estão entre as tarefas em que Alder Lake pode trabalhar com memória DDR4 tão bem quanto com a DDR5 mais recente.
No entanto, se você olhar para os jogos, o DDR5 parece mais atraente no geral. Abaixo está um gráfico de taxas de quadros médias com base nos resultados de benchmark em dez jogos. E a partir disso segue que o DDR5-4800 oferece melhor desempenho do que qualquer uma das variantes do DDR4 em termos de FPS médio e mínimo. E se falarmos sobre a memória DDR5-6000 mais rápida no momento, então ela atinge pelo menos 6% de superioridade em jogos sobre qualquer uma das variantes DDR4 disponíveis.
No entanto, em alguns jogos, a taxa de desempenho pode não ser a mesma. Dos dez jogos selecionados para os testes, a clara vantagem da memória DDR5 aparece em apenas seis. E em alguns casos, a memória DDR4 de menor latência pode ser ainda mais preferível. Por exemplo, uma situação semelhante ocorre em Chernobylite ou Far Cry 6.
A conclusão dos resultados apresentados pode ser feita da seguinte forma: sim, DDR5 realmente se adapta melhor a Alder Lake, mas até agora não estamos falando de nenhuma vantagem radical. A nova memória dá uma pequena porcentagem de ganho e pode ser realmente útil apenas em algumas tarefas de processamento de conteúdo. Quanto aos jogadores, parece não haver muito sentido em perseguir o DDR5 para eles. Principalmente agora, quando essa memória não é muito acessível, tanto em preço quanto em disponibilidade nas prateleiras.
No entanto, por enquanto, estávamos falando sobre como Alder Lake se mostra com memória diferente, se as configurações padrão forem selecionadas para ele. Ao mesmo tempo, o subsistema de memória em sistemas modernos pode ser profundamente otimizado ajustando-se manualmente as temporizações. E os entusiastas acostumados a seguir esse caminho podem discordar dos resultados obtidos. Portanto, o teste real tem a segunda parte, e passamos a ela.
Sintonia fina de memória. conclusões
⇡#DDR5 vs DDR4 com temporizações ajustadas
Esta seção discutirá o que acontece se você tentar extrair mais dos módulos de memória disponíveis no mercado por meio de um ajuste fino. Como mostramos repetidamente, a seleção de temporizações que são mais agressivas do que as especificadas nas especificações e XMP pode melhorar significativamente o desempenho, pelo menos no caso de DDR4. Então, talvez, se você submeter essa memória a uma otimização cuidadosa, ela acabe sendo ainda melhor do que o DDR5? Vamos checar.
Para obter o máximo desempenho possível em um sistema DDR4, nesta parte do teste usamos um kit DDR4 SDRAM baseado em chips Samsung B-die. Essa memória torna possível minimizar a latência mais do que qualquer outro kit. Ao mesmo tempo, não tentamos aumentar ao máximo a frequência da memória, mas sim trabalhar no modo DDR4-4000 – o máximo, em que Alder Lake torna possível usar o mesmo controlador e frequências de memória, Gear 1 A sincronização reduz sensivelmente as latências práticas, nomeadamente por isso é o que lutamos, tentando extrair percentagens de desempenho adicionais de DDR4.
No final, o kit selecionado foi capaz de funcionar de forma estável no estado DDR4-4000 com temporizações de 16-16-16-34, e você pode ver todos os parâmetros completos na captura de tela.
A memória DDR4 com temporizações otimizadas manualmente é lógico em comparação com a mesma DDR5 cuidadosamente ajustada. Portanto, tentamos ajustar as configurações do kit DDR5-6000 que temos à nossa disposição. Ele não poderia fazer overclock adicional na frequência, mas acabou sendo maleável com uma diminuição nas temporizações. A estabilidade não foi afetada ao escolher o esquema 34-34-34-68 e o conjunto completo de configurações ficou assim.
Para tornar a comparação entre o DDR4-4000 ajustado e o DDR5-6000 mais claro, também incluímos os números de desempenho da plataforma Alder Lake usando DDR4-3200 e DDR5-4800, os tipos de memória que a Intel especifica para ela, nos diagramas de resultados. As temporizações, neste caso, foram selecionadas por padrão, e isso permite que você veja como os parâmetros do subsistema de memória podem afetar o potencial de um processador moderno.
Vamos começar de novo com os resultados do teste de memória sintética do AIDA64. Mostra que o DDR5-6000 sintonizado é uma vez e meia maior do que o DDR4-4000 sintonizado em termos de largura de banda prática, mas ao mesmo tempo é visivelmente inferior em termos de latência. Em termos de latência, DDR4-4000 é 20% melhor.
Os resultados obtidos em testes sintéticos sugerem que o desempenho relativo de Alder Lake com DDR4 e DDR5 não será o mesmo de quando testado com as configurações padrão. E os indicadores de desempenho obtidos nas aplicações são a prova disso. A memória DDR5 continua sendo a escolha preferida para arquivamento de dados, transcodificação de vídeo, Lightroom e Premiere Pro. Mas, ao mesmo tempo, existem desafios em que o DDR4-4000 ajustado permite que o processador Alder Lake ofereça maior desempenho. Esta situação ocorre no Photoshop, ao compilar o código-fonte, ou em uma renderização Corona.
A situação nos jogos parece ainda mais interessante. Julgando pelo gráfico do desempenho médio em jogos, DDR4-4000 quase não fica atrás de DDR5-6000: a diferença entre essas opções de memória não excede 1%. Em outras palavras, ajustar as temporizações de DDR4 permite um impulso maior do que configurar DDR5 e, como resultado, a diferença no desempenho de Alder Lake com diferentes tipos de memória torna-se muito pequena, especialmente ao usar o sistema em jogos.
⇡#Conclusões
A Intel cita o suporte para o novo DDR5 SDRAM como um dos principais benefícios do Alder Lake. E isso é parcialmente verdade: o DDR5 realmente ajuda esses processadores a oferecer desempenho recorde. No entanto, o efeito positivo dessa memória não deve ser superestimado. O principal motivo do sucesso do Lago Alder não é a memória, mas sua microarquitetura. Portanto, os sistemas LGA1700 equipados com DDR4 SDRAM têm todo o direito de existir: pelo menos a memória da geração anterior não estraga os processadores Alder Lake.
No entanto, existe uma certa gama de aplicações para as quais DDR5 SDRAM tem um efeito verdadeiramente mágico. Esses aplicativos combinam grande fluxo de dados e o uso de DDR5 de alta largura de banda pode fornecer ganhos de desempenho significativos – porcentagens de até dois dígitos. No entanto, em primeiro lugar, existem muito poucos aplicativos desse tipo e, em segundo lugar, os jogos definitivamente não pertencem a eles. Portanto, podemos falar da importância do DDR5 apenas em relação às configurações envolvidas em atividades profissionais específicas, as quais estão relacionadas ao processamento de conteúdos midiáticos de alta resolução.
A maioria dos usuários comuns pode facilmente mudar para a plataforma Intel de próxima geração na versão DDR4. Mas para que o desempenho de Alder Lake seja revelado da melhor maneira possível, a ênfase ao escolher a memória DDR4 deve ser feita em uma combinação de frequências suficientemente altas e baixas latências. Memória capaz de modos de baixa latência de DDR4-3600 a DDR4-4000 é ideal. Também ajuda muito a melhorar o desempenho de Alder Lake, minimizando manualmente os tempos, embora esse processo seja bastante demorado. Mas, por outro lado, como os testes mostraram, um DDR4-4000 ajustado torna um sistema de jogo baseado em Alder Lake quase tão rápido como se estivesse equipado com o mais recente DDR5-6000.
No entanto, entre os leitores deste artigo certamente haverá alguns maximalistas que pensarão que combinar os processadores Core mais recentes com a memória da geração anterior não é feng shui. E para esses entusiastas, recomendamos prestar atenção aos kits DDR5 SDRAM, que são bem escaláveis em frequência e permitem tempos mais baixos. Em primeiro lugar, trata-se de uma memória baseada em chips Samsung e, em segundo lugar, em chips SK Hynix. Normalmente, esses microcircuitos se enquadram em módulos projetados para DDR5-6000 e velocidades mais altas.
Ainda assim, para o usuário médio no momento, as vantagens do DDR5 não são tão óbvias para justificar seu preço significativamente mais alto. Até que o DDR5 se torne amplamente disponível no mercado, até que suas frequências típicas aumentem alguns degraus, até que o custo de tais módulos não inclua mais o prêmio pela novidade e exclusividade, o DDR4 SDRAM usual permanecerá a opção preferida para o Lago Alder. Não foi possível encontrar qualquer sinergia especial entre os novos processadores e a nova memória em sua forma atual. Em teoria, DDR5 SDRAM tem uma eficiência maior, mas a partir de hoje, DDR4 SDRAM responde com segurança às melhorias arquitetônicas da nova memória com overclocking e baixa temporização.
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