В этой статье будет рассматриваться использование оперативной памяти с процессорами на архитектуре Zen 3. Мы узнаем о производительности памяти DDR4 в линейке процессоров Ryzen 5000.
Было проведено сравнение процессоров Intel Core i9-9900K и Ryzen 9 3900X с применением двух планок оперативной памяти 8 Гб и четырёх планок по 4 Гб с идентичными таймингами. Было установлено, что если использовать достаточно медленную память DDR4-3000 CL16, производительность повышается на 3-5%.
Средняя частота кадров увеличивается на разрешении 1080p с видеокартой RTX 2080 Ti. Также прирост может достигать 10% в 1% нижних результатов. Это относится к процессорам как Intel, так и AMD. Пусть прирост небольшой, но это относительно медленная память. Можно рассчитывать на увеличение прироста при работе с более быстрой памятью.
Давайте рассмотрим вопрос о том, почему четыре планки памяти работают быстрее, чем две.
Важно то, как настроена память, а точнее ранг памяти. Ранг памяти представляет собой число 64-битных банков памяти в составе модуля. Обычно память на потребительском рынке обладает одним рангом, хотя если ёмкость большая, то память двухранговая. Серверная память бывает четырёхранговая.
Может быть непросто понять, одноранговая у вас память или двухранговая. Программное обеспечение не всегда справляется с этим, производители памяти также не всегда указывают ранг памяти в идентификаторе модулей. В одноранговых модулях памяти микросхемы обычно на одной стороне платы, а в двухранговой памяти они с двух сторон платы. Впрочем, так бывает не всегда. Встречаются модули памяти с чипами с обеих сторон, при этом они могут быть одноранговыми.
Конфигурация рангов модулей DIMM
Чем больше планок памяти, тем запутаннее ситуация. Если в компьютере установлено больше двух одноранговых модулей памяти, он будет работать так, словно установлены двухранговые модули. Разница между одним двухранговым модулем и двумя одноранговыми модулями при подключении к одному контроллеру памяти минимальная, даже если чипы памяти располагаются на разных платах.
Кроме того, если использовать два одноранговых модуля при двухканальной работе памяти, она конфигурируется как одноранговая. Если же использовать четыре одноранговых модуля памяти для двухканальной работы, она конфигурируется как двухранговая.
В итоге преимущества могут получить компьютер с четырьмя модулями памяти DIMM. Такая конфигурация позволяет иметь несколько открытых страниц DRAM в каждом ранге. К этим рангам нельзя получать доступ одновременно, зато к ним можно получать доступ независимо.
Это означает, что контроллер может отправлять записанные данные в один ранг, пока он ожидает чтения данных, которые ранее выбрали из другого ранга. Как будет сказано ниже, это значительно увеличивает пропускную способность памяти.
Насколько именно это окажет влияние на производительность, зависит от приложений и способности контроллера памяти воспользоваться открытыми страницами. В целом это значит, что четыре модуля памяти способны улучшить производительность по сравнению с двумя модулями в двухканальных системах.
В данном случае использовалась система с видеокартой GeForce RTX 3090 и процессорами Ryzen 9 5900X, Ryzen 9 3900X и Core i9-10900K. Выполнялось сравнение двух модулей памяти DDR4-3200 против четырёх аналогичных модулей.
Бенчмарки
Тестировали только две игры, поскольку они обеспечивают достаточно данных для сравнения двух планок памяти против четырёх с процессорами на архитектуре Zen 3.
Игра Shadow of The Tomb Raider очень требовательна к процессору. Модель 3900X показывает прирост средней частоты кадров на 14%, когда используются четырёх планки памяти вместо двух. Это значительный шаг вперёд, хотя нужно отметить использование мощнейшей видеокарты и низкое разрешение экрана.
Процессор Core i9-10900K также выигрывает от использования четырёх планок памяти, в данном случае на 15%. Если же рассматривать Ryzen 9 5900X, прирост производительности составляет 12%. Возможно, в данном случае мы упираемся в ограничение видеокарты, поскольку графическая архитектура Ampere слабо масштабируется на разрешении 1080p. В любом случае, все три процессора получают аналогичный прирост производительности с применением четырёх планок памяти. Становится понятно, что это относится не только к архитектуре Zen 3.
Hitman 2 является ещё одной игрой с сильной зависимостью от процессора и памяти. 
Игра Hitman 2 может показывать немного странные результаты. Возможно, при использовании процессора 3900X узким местом является задержка ядер, а не производительность памяти. Если посмотреть на процессор 5900X, нижняя производительность увеличивается на 21%. Опять же, виновата может быть видеокарта. Вывод такой, что 10900K и 5900X показывают сходный прирост производительности с четырьмя планками памяти и это относится не только к архитектуре Zen 3.
Бенчмарки DRAM
Проанализируем, как будет вести себя архитектура Zen 3 при использовании памяти с разными модулями, частотами и таймингами. Снова используется видеокарта RTX 3090, но позднее будет анализ и с видеокартой попроще.
В данный момент не один из процессоров Ryzen 5000 не работает с частотой шины FCLK 2000 МГц, что ограничивает нас памятью DDR4-3800. Новый BIOS может увеличить вероятность достичь 2000 МГц на FCLK, но в данном случае это не помогло. Зато удалось достичь FCLK 1900 МГц, в отличие от процессоров на архитектуре Zen 2.
В тестах главным образом использовалась память TridentZ 3600 CL14 производства G.Skill. Её настроили вручную, увеличив значение CL до 16, а также агрессивно уменьшая вторичные и третичные тайминги для повышения производительности процессоров. Данную конфигурацию протестировали с памятью DDR4-4000, 3800, 3600 и на пониженной тактовой частоте на 3000.
Также использовалось несколько стоковых конфигураций памяти XMP. Одной из них была Corsair Dominator Platinum DDR4-3600 CL18-19-19, другой ADATA XPG Spectrix D50 DDR4-3600 CL18-20-20 с двумя разными конфигурациями. Одна использовала два двухранговых модуля, другая два одноранговых.
Ещё была тестовая конфигурация G.Skill TridentZ F4-3200 C14 4x8GB и добавлена конфигурация 2x8GB для однорангового тестирования. Данные постарались изложить максимально просто, хотя для кого-то они могут всё равно показаться сложными. Использовался процессор Ryzen 9 5900X, хотя результаты применим ко всем процессорам на архитектуре Zen 3, даже Ryzen 5 5600X.
Игра Death Stranding не слишком чувствительна к памяти. Если сравнить тестовую конфигурацию с четырьмя модулями DDR4-3200 CL14, увеличение памяти до 3800 с тонкой настройкой таймингов увеличило производительность всего на 3 fps или 1,3%.
Между самой быстрой и самой медленной памятью разница всего 7-10%, что немного. Похоже, что двухранговая память DDR4-3600 CL18 сопоставима с двухранговой памятью DDR4-3600 CL14, по крайней мере в этой игре.
В игре F1 2020 прирост производительности минимальный по сравнению с такой же системой, когда используется вручную настроенная память DDR4-3800. 
Совсем по-другому к памяти относится Far Cry New Dawn, которая чувствительна в первую очередь к задержкам. По этой причине здесь наблюдается прирост производительности на 12% с настроенной памятью DDR4-3800 по сравнению с конфигурацией 3200.
Если взять 3800 с такими же спецификациями и увеличить частоту до DDR4-4000, которая из-за отсутствия поддержки FCLK 2000 МГц не имеет соотношения 1:1 с Infinity Fabric, производительность даже уменьшается, падая до уровня 3600.
В Horizon Zero Dawn чувствительность памяти снова невысокая и разница между быстрой и медленной памятью всего 5%. Отсутствует разница между одноранговой и двухранговой памятью.
Мало влияет на производительность память в игре Rainbow Six Siege. Разница между лучшим и худшим результатами меньше 2%.
Более заметная разница наблюдается в игре Watch Dogs Legion. Прирост производительности составляет 6% при добавлении двух модулей DDR4-3200. После разгона и настройки производительность удалось увеличить ещё на 3%. На высоких разрешениях это не играет значительной роли, поскольку там вступают в дело ограничения со стороны видеокарты. И всё же, эту разницу можно измерить.
Как мы уже показали выше, Hitman 2 очень зависит от центрального процессора и памяти. Настройка памяти может дать заметный прирост производительности, но только когда скорость ограничена процессором.
Эту производительность можно увидеть при использовании стоковых комплектов DDR4-3600 CL18 вроде Dominator Platinum RGB или ADATA XPG Spectrix D50 в одноранговой конфигурации. Результаты значительно хуже по сравнению с тем, чего можно добиться с двухранговой памятью или с настройкой конфигурации вручную. 1% нижней производительности вырос на целых 23%.
Если посмотреть на конфигурации DDR4-3200 с двумя и четырьмя планками памяти, второй вариант становится на 17% медленнее, если извлечь два модуля.
Модули памяти Spectrix D50 16GB DDR4-3600 дают неплохой прирост производительности, поскольку они на 6% опережают тестовую конфигурацию 3200 CL14. Обеспечивается серьёзная скорость двухранговых операций. К сожалению, оказалось невозможным протестировать вручную настроенную конфигурацию DDR4-3800 в двухранговом режиме, поскольку не было нужного количества таких модулей.
В игре Hitman с памятью 3200 или выше прирост производительности составляет 21% и до 12% на тестовой конфигурации.
Если поднять разрешение до 1440p, разница в 21% сокращается до 14%. Это всё ещё внушительный результат, но он уменьшается за счёт увеличения нагрузки на графический процессор. Если вручную настроенная память DDR4-3800 на 12% опережает тестовую конфигурацию DDR4-3200 на разрешении 1080p, на разрешении 1440p разница всего 4%. В любом случае, двухранговая память в этой игре заметно выигрывает.
Как и в случае с Hitman 2, Shadow of The Tomb Raider зависит от процессора и чувствительна к скорости памяти. Если говорить о тестовой конфигурации, использование четырёх модулей TridentZ DDR4-3200 CL14 повышает производительность на 12% по сравнению с двумя модулями. Также она быстрее по сравнению с одноранговыми конфигурациями DDR4-3600 CL18.
Такая же производительность в комплектах памяти ADATA XPG 32GB DDR4-3600. Этот прирост невозможно объяснить дополнительным объёмом памяти, виновата двухранговая конфигурация. При настройке вручную памяти DDR4-3600 и 3800 значительного прироста не происходит.
Также проводились тесты на разрешении 1440p в игре Shadow of The Tomb Raider. Подобный результат вы наверняка увидите в большинстве игр, даже на мощных видеокартах вроде RTX 3090.
Разница между самой быстрой и самой медленной конфигурациями на разрешении 1080p составила 19%. На разрешении 1440p она всего 4%. Если память работает на базовых спецификациях или выше, разница всего 0,7%.
Средний результат в восьми играх
Если посмотреть на среднее значение в восьми играх на разрешении 1080p, можно увидеть чёткую картину производительности с использованием наиболее мощной видеокарты на низком разрешении.
В играх с ограничениями по центральному процессору вручную настроенная конфигурация DDR4-3800 даёт преимущество около 7% по сравнению со стоковыми комплектами памяти, такими как Corsair Dominator Platinum RGB. Если сравнивать с конфигурацией из обзора, в среднем прирост составляет всего 3%.
Пропускная способность памяти в AIDA64
Также можно посмотреть на пропускную способность памяти в разных конфигурациях. Производительность DDR4-4000 оказалась средней, поскольку не удалось запустить FCLK на 2000 МГц. При этом пропускная способность всё равно впечатляет и стабильно держится на уровне 55 Гб/с.
Вручную настроенная память DDR4-3800 выдаёт 53 Гб/с, что не намного быстрее по сравнению с комплектом ADATA Spectrix 32GB с результатом 52 Гб/с. Тестовая конфигурация показала значение 47 Гб/с.
Это почти всё, на что можно рассчитывать с памятью DDR4-3200.
Почему результат в 55 Гб/с в памяти DDR4-4000 не доминирует в игровых бенчмарках? Задержка достаточно невзрачная и составляет 60 нс. Это лишь ненамного лучше, чем тестовая сборка DDR4-3200. Настроенная память DDR4-3800 уменьшает задержку на 9%. Поэтому она хорошо проявила себя в чувствительных к памяти играх, таких как Hitman 2, Far Cry New Dawn, Shadow of the Tomb Raider.
Масштабирование частот DDR4
Если говорить об игре Hitman 2, давайте посмотрим на масштабирование частоты памяти. Используется одинаковая память и тайминги, меняются только частоты памяти и FCLK. Последнее значение устанавливали на 1:1 для получения оптимальной производительности, за исключением конфигурации DDR4-4000.
В Hitman 2 можно получить довольно постоянное масштабирование. Пропускная способность и/или задержки памяти улучшаются до DDR4-3800. Если заставить работать FCLK на частоте 2000 МГц, можно было бы получить ещё 3% производительности до конфигурации DDR4-4000.
Игра Shadow of The Tomb Raider напоминает другие требовательные игры и здесь лучшим выбором является DDR4-3600, как и на архитектуре Zen 2. Если вы хотите больше производительности без переплаты за память, DDR4-3600 CL16 подходит лучше всего.
Бенчмарки на видеокарте RTX 2070 Super
Теперь давайте рассмотрим ту же конфигурацию памяти, что и в тестах масштабирования, но на этот раз с более мощной видеокартой RTX 2070 Super.
Даже в игре Hitman 2 с разрешением 1080p результаты почти целиком зависят от графического процессора. Если играть на разрешении 1440p, зависимость ещё более заметная. Неважно, сколько вы заплатите за оперативную память и сколько модулей будут установлены в компьютере, производительность будет одинаковая.
То же самое можно сказать про Shadow of The Tomb Raider. Даже на разрешении 1080p производительность одинаковая из-за узкого места в виде видеокарты. 2070 Super далеко не медленная, производительность на уровне Radeon RX 5700 XT, то есть это солидный результат среднего уровня. Повышение разрешения уменьшает разницу между результатами и тогда уже неважно, будет у вас память DDR4-2800 или 3800. В этой зависящий от центрального процессора игре скорость будет одинаковая.
Заключение
Если вы из тех геймеров, которые хотят получить максимальную производительность в играх, когда и если вы сталкиваетесь с ограничениями по центральному процессору и хотите максимальную отдачу от ваших финансовых вложений, рекомендуется память DDR4-3600 CL16. Для большинства хватит объёма 16 Гб, но если можете позволить себе больше, берите 32 Гб. Если вы купите два комплекта по 16 Гб, то сможете получить все преимущества двухранговой памяти.
Сейчас комплекты вроде Crucial Ballistix 16GB DDR4-3600 CL16 по цене около $75выглядят вполне подходящими. Если вы захотите, то сможете выполнить их тонкую настройку. G.Skill также предлагает недорогой комплект DDR4-3600 CL16 по цене около $80.
Если можно будет в будущих версиях BIOS заставить FCLK работать на частоте 2000 МГц, вряд ли нужно будет переплачивать больше $100 за эти комплекты. Наверняка вы не сможете разглядеть разницу. Такая память больше предназначается для оверклокеров, которые хотят увидеть высокие результаты в тестах 3DMark и тому подобных.
Что касается сравнения двух планок памяти с четырьмя, ничего нового мы не узнали. Прирост производительности архитектура Zen 3 находится на уровне прироста Zen 2 или конкурирующих процессоров Intel. Разница будет зависеть от настроек в играх и аппаратных компонентов. Если снизить в играх настройки графики, разница в производительности вырастет.
Большинство людей просто поставят память в компьютер и запустят игру. Если вы не компьютерный энтузиаст или любитель экспериментировать с настройками, тратить на это время нет смысла. Преимущества будут минимальные и незаметные на глаз.
Такие преимущества больше важны для авторов подобных обзоров, которые при тестировании используют научный подход. Иногда они могут увлекаться и рассматривают, как тот или иной отдельный компонент влияет на скорость работы системы. В реальности это не имеет практического значения.
