Время чтения 27 минуты

Если вы ничего не знаете о теме «основная память», вы узнаете в этом FAQ, для чего она нужна и какие переходные и текущие технологии использовались и используются. Выбор подходящего устройства для вашего ПК больше не должен быть проблемой. Но даже те, кто обладает продвинутыми знаниями, смогут чему-то научиться, ведь мы вдаваемся в детали во многих областях. Тогда разгон или настройка оперативной памяти перестанут быть сложной задачей. 

Память DDR4 и DDR5 в настоящее время особенно важна. В настоящее время происходит замена DDR4, хотя до ее полного завершения пройдет некоторое время. Intel поддерживает DDR4 и DDR5 в текущем поколении Alder Lake и в будущем поколении Raptor Lake. AMD полностью перейдет на DDR5 с серией Ryzen 7000 и новой платформой AM5 .

Что такое оперативная память и зачем она нужна?

В ИТ-сегменте основную память обычно называют ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). В конце концов, это буфер с прямым подключением к каждому отдельному чипу памяти, в который можно записывать и читать. С другой стороны, эксклюзивный доступ для чтения описывает ПЗУ (память только для чтения) и применяется, например, к микросхеме BIOS материнской платы или к неперезаписываемым оптическим носителям (например, Blu-ray). Саму оперативную память также можно назвать кратковременной памятью компьютера, поскольку важные файлы, необходимые для общей работы и к которым часто обращаются, хранятся в основной памяти.

Кингстон DDR4 и DDR5

Кингстон DDR4 и DDR5

DDR 5

DDR 4 и DDR 5

Сама операционная система, а также запущенные в данный момент программы нуждаются в буфере для быстрого выполнения, чтобы избежать серьезных задержек. По сравнению с SSD (твердотельным накопителем), время отклика которого само по себе составляет менее миллисекунды, ОЗУ, с другой стороны, находится в двузначном диапазоне наносекунд и, следовательно, работает намного быстрее. Чтобы проиллюстрировать эту разницу в производительности: миллисекунда (мс) состоит из 1 000 000 наносекунд (нс). А классический жесткий диск еще медленнее. По этой причине вам нужно иметь как можно больше оперативной памяти, чтобы как можно больше приложений могло работать непосредственно в ней.

Данные в оперативной памяти присутствуют постоянно?

Нет, потому что ОЗУ — это так называемая «зависимая память». Если весь компьютер перезагружается или выключается, вся оперативная память пуста и, следовательно, не имеет содержимого. Если операционная система затем запускается снова, оперативная память снова заполняется важными данными. Это явная разница с SSD или жестким диском. Если ОЗУ отключается, вся информация теряется.

Однако у злоумышленников есть возможность сохранить данные в оперативной памяти — например, если вы ее сильно охладите. Данные все равно можно будет считать, если в памяти все потеряно из-за отсутствия питания. Однако на практике этот сценарий носит скорее теоретический характер. Для NVDIMM (сокращение от «энергонезависимая память») это выглядит иначе. Этот тип DIMM имеет конденсаторы, которые временно заменяют источник питания в случае сбоя питания, позволяя сохранять данные в оперативной памяти. Постоянная память Optane DC, разработанная Intel и используемая в настоящее время, является, как следует из названия, энергонезависимой памятью.

В течение многих лет, если не десятилетий, производители памяти также работали над новыми технологиями магнитного хранения данных в виде MRAM (магниторезистивной памяти с произвольным доступом). Больше нет необходимости постоянно обновлять содержимое памяти. Однако емкость памяти MRAM, например, все еще далека от уровня современной DRAM. Пройдет еще несколько лет, прежде чем это будет реализовано на практике.

Развитие оперативной памяти

История оперативной памяти восходит к 1960-м годам, когда мэйнфреймы того времени были оснащены оперативной памятью объемом до 1 мегабайта. Со временем мощность постоянно увеличивалась. В общем, необходимо проводить различие между синхронной и асинхронной оперативной памятью. В то время как асинхронная основная память должна работать без тактового сигнала и, следовательно, обеспечивает значительно меньшую производительность, синхронная основная память обеспечивает значительно более высокую пропускную способность данных за счет подключения тактового сигнала.

Но синхронное ОЗУ делится на две категории: статическое и динамическое ОЗУ. Грубо говоря, разница заключается в том, что SRAM (статическое оперативное запоминающее устройство) по сравнению с DRAM (динамическое оперативное запоминающее устройство) не полагается на периодическое обновление для сохранения данных в памяти, а скорее полагается исключительно на напряжение памяти. .

Первые серийно выпускаемые SIMM (однострочные модули памяти) с шириной шины данных 8 бит были заменены SIMM PS/2 в 1993 году и считаются динамическим ОЗУ. Давним другом среди модулей PS/2 SIMM является EDO-RAM (оперативная память с расширенным выводом данных) или HPM-RAM (оперативная память с гиперстраничным режимом). EDO-RAM была представлена ​​в 1994 году, но на самом деле она относится к асинхронной памяти и заменила FPM-RAM (оперативное запоминающее устройство с быстрым страничным режимом) из-за более высокой скорости чтения данных.

Стандарт DRAM	Количество контактов		Предварительная выборка	Часы памяти (JEDEC)		Напряжение (В)
	SIMM/ DIMM	ТАК- DIMM		реальный (ввод-вывод)	эффективно	по умолчанию	Пониженное/повышенное напряжение
ОКБ ОЗУ	72	72	—	33-66 МГц	33-66 МГц	5 В, 3,3 В	—
SD-ОЗУ	168	72/144	1н	66-133 МГц	66-133 МГц	3,3 В	3,3 В
ГДР SDRAM	184	200	2н	100-200 МГц	200-400 МГц	2,5 В	2,6 В
DDR2 SDRAM	240	200	4н	200-533 МГц	400-1066 МГц	1,8 В	—
DDR3 SDRAM	240	204	8н	400-1066 МГц	800-2133 МГц	1,5 В	1,35 В, 1,65 В
DDR4 SDRAM	288	260	8н	800–1600 МГц	1600–3200 МГц	1,2 В	1,05 В, 1,35-1,45 В
DDR5 SDRAM	288	260	16н	2400–3600 МГц	4800-7200 МГц	1,1 В	—

Прямым преемником является SD-RAM (синхронное динамическое оперативное запоминающее устройство) 1997 года с включенным тактовым сигналом, что объясняет повышенную производительность по сравнению с EDO-RAM. В то время как для EDO RAM была указана частота от 33 до 66 МГц, SD RAM работает вдвое быстрее при частоте 66–133 МГц вместе с предварительной выборкой (эвристической предварительной загрузкой данных) одного бита.

Несколько лет спустя RD-RAM (Rambus Dynamic Random Access Memory) представляла собой новую полупроводниковую технологию, которая, однако, отличалась высокими задержками и более высокими компонентами CRIMM (Continuity Rambus In-Line Memory Module), и эксклюзивность Intel не могла преобладать и была заменена DDR-SDRAM (синхронная динамическая память произвольного доступа с двойной скоростью передачи данных) в 1999 году и смогла зарекомендовать себя на рынке конечных потребителей только три года спустя. DDR-SDRAM представляет собой дальнейшее развитие SD-RAM со значительным увеличением производительности. Отсюда и компания Hardwareluxx начала тестирование — первые модули памяти, которые мы протестировали, на самом деле были  модулями DDR-SDRAM . 

За этим последовало второе поколение (DDR2-SDRAM) с 2003 года, третье (DDR3-SDRAM) с 2007 года, а нынешнее четвертое поколение стандарта DDR-SDRAM (DDR4-SDRAM) доступно с 2014 года. Гораздо более высокие частоты возможны при использовании стандарта DDR4 SDRAM, при этом предварительная выборка остается идентичной DDR3 SDRAM, и в то же время объем памяти на каждый DIMM (модуль памяти с двойным расположением выводов) для конечного пользователя изначально увеличивается до 16 ГБ и более поздних версий. до 32 ГБ было расширено.

Но теперь произошел переход на стандарт DDR5 SDRAM. Однако начало можно было охарактеризовать как немного ухабистое, поскольку с появлением платформы Alder Lake DDR5 была малодоступна, дорога и не достигала ожидаемых показателей производительности за пределами спецификаций JEDEC. За последние несколько месяцев ситуация здесь значительно улучшилась по многим аспектам.

Другим аспектом DDR5 является обнаружение ошибок (ECC) на основе самих микросхем памяти DDR5 (встроенное ECC). Однако производители памяти также еще раз дают понять, что это не означает, что все системы с DDR5 будут предлагать полную поддержку ECC. Встроенная система ECC уже используется для быстрой памяти GDDR6(X). Таким образом, различие между незарегистрированными модулями и модулями с ECC для всех серверных приложений будет продолжать существовать.

Что означает «двойная скорость передачи данных» в деталях?

В то время как EDO и SD RAM предлагали только применяемую тактовую частоту 1:1, стандарты DDR SDRAM должны различать фактический ввод-вывод (ввод/вывод) и эффективную тактовую частоту. Фактическую тактовую частоту необходимо умножить на значение 2, чтобы получить эффективную тактовую частоту. В качестве примера возьмем текущий стандарт DDR4 SDRAM с реальной частотой 1600 МГц. Однако фактически это 3200 МГц. DDR5-4800 работает на частоте 2400 МГц — так что разница между эффективной и реальной тактовой частотой и здесь очевидна.

Причина «удвоения» заключается в том, что в каждом стандарте DDR SDRAM действительные биты данных передаются как по нарастающему, так и по спадающему фронту тактового сигнала. Для сравнения, EDO и SD-RAM передают данные только в порядке возрастания, что, конечно, значительно медленнее.

Какие конструкции существуют?

В EDO-RAM планки памяти назывались SIMM (модуль памяти с одинарным расположением контактов), тогда как, начиная со стандарта SD-RAM, используются DIMM (модуль памяти с двумя рядами), которые заменили конструкцию SIMM. Хотя контакты на обеих сторонах модулей SIMM имеют идентичное расположение, контакты модулей DIMM расположены по-разному. Кроме того, скорость передачи данных для каждого модуля была увеличена вдвое с 32 до 64 бит.

Чтобы иметь возможность оборудовать ноутбуки максимально компактной оперативной памятью, существует также конструкция SO-DIMM (маленький двухрядный модуль памяти) со значительно меньшими размерами. Кроме того, до DDR3-SDRAM существовала также конструкция Micro-DIMM для аналогичного использования в мобильных устройствах, но со времени стандарта DDR4-SDRAM существовали только конструкции DIMM и SO-DIMM. Эта конструкция также больше не предназначалась для DDR5.

Следует также отметить, что все упомянутые стандарты оперативной памяти механически и электрически несовместимы друг с другом. Чтобы прояснить различия в совместимости, модули DIMM в четырех стандартах DDR SDRAM имеют выемки в разных положениях, что позволяет избежать случайных столкновений между разными стандартами без применения силы. С другой стороны, модули DIMM SD-RAM имеют даже два выреза.

Кингстон DDR4 и DDR5

Однако по своей конструкции DDR5 во многом идентична DDR4. Физические размеры практически не отличаются. Модули DDR5 по-прежнему не помещались в слоты DIMM для памяти DDR4, и наоборот, поскольку вырез снова был перемещен. Однако количество контактов одинаково: 288 для стандартного DIMM и 260 для SO-DIMM.

На данный момент ссылка на некоторые модули или комплекты для DDR4 и DDR5:

При чем тут каналы (каналы) ОЗУ?

Текущие основные платформы Intel и AMD предлагают в общей сложности четыре слота DIMM, которые в сочетании могут работать в двухканальном (DDR4) или четырехканальном (DDR5) режиме. На каждый канал часто предоставляется два слота DIMM.

Для DDR5 компания JEDEC увеличила количество каналов памяти на модуль с одного до двух. Каждый модуль памяти DDR5 уже подключен по двум (суб)каналам — он уже работает в двухканальном режиме. Это наиболее важная мера по увеличению пропускной способности памяти DDR5, которая способна передавать больше данных параллельно.

Если на материнской плате установлен только один модуль DIMM, он всегда работает в одноканальном режиме с DDR4 и в двухканальном режиме или с двумя подканалами с DDR5. Если второй (идеально идентичный) модуль DIMM установлен в соответствующий слот второго канала, активируется двухканальный или четырехканальный режим.

Назначение каналов ОЗУ состоит в том, что пропускную способность памяти можно увеличить, что приносит пользу различным программным приложениям. В качестве примера предположим, что пропускная способность памяти для одного модуля оперативной памяти составляет 25,6 ГБ/с. При использовании двух модулей в двухканальном режиме пропускная способность теоретически увеличивается вдвое до 51,2 ГБ/с. В сочетании с четырехканальным режимом пропускная способность памяти снова удвоится до 102,4 ГБ/с.

В серверном сегменте используется восемь, а в будущем и двенадцать каналов памяти. Соответственно, пропускная способность памяти увеличивается до нескольких сотен ГБ/с.

Какой компонент управляет оперативной памятью?

Установленная оперативная память контролируется «интегрированным контроллером памяти» (сокращенно IMC), который на старых платформах размещался в северном мосту материнской платы, но в современных системах интегрирован в процессор. Контроллер памяти определяет, к какой памяти реально можно обращаться, какой режим канала максимально возможен и с какими тактовыми частотами она может работать изначально.

В зависимости от серии ЦП модули IMC поддерживают несколько типов DRAM. Например, в случае Alder Lake на настольных компьютерах поддерживаются DDR4 и DDR5. LPDDR4 и LPDDR5 также добавлены для чипов ноутбуков. AMD будет поддерживать только DDR5 для будущих процессоров AM5 на базе архитектуры Zen 4.

Сколько оперативной памяти можно установить?

DDR4 и энергонезависимая память Intel Optaner DC

Максимальная конфигурация и емкость хранилища зависят от количества слотов DIMM, имеющихся на материнской плате, и максимального объема оперативной памяти, к которому может обращаться контроллер памяти. С каждым поколением памяти максимальный объем оперативной памяти для конечного пользователя увеличивался, что также связано с тем, что емкость каждого модуля DIMM всегда увеличивалась. В то время как первое поколение DDR SDRAM заканчивалось максимальным размером 1 ГБ на модуль, второе поколение уже имело максимальный размер 4 ГБ на модуль. Для стандарта DDR3 SDRAM типичная максимальная емкость каждого модуля DIMM составляла 8 ГБ, а для спецификации DDR4 SDRAM теперь она составляет 16 ГБ на модуль, хотя с более поздних версий модели на 32 ГБ могут считаться нормальными. Ожидается, что DDR5 увеличит емкость до 512 ГБ на модуль. DDR5 в настоящее время доступна конечным клиентам с объемом до 32 ГБ на модуль. Ожидается, что первые модули на 64 ГБ появятся в ближайшее время. Для серверного сегмента появятся модули существенно большей емкости — вплоть до вышеупомянутых 512 ГБ.

На современных основных платформах Intel (LGA1700) и AMD (AM4) возможен максимальный объем оперативной памяти до 128 ГБ. С другой стороны, современные серверные системы профессионального сектора могут иметь до 4 ТБ и более оперативной памяти.

Важное примечание: рекомендуется не смешивать разные модули, а всегда использовать одинаковые модули с одинаковыми тактовыми частотами и таймингами. Конечно, оптимальным решением будет приобретение комплектов памяти, исключающих возможные несовместимости.

На какой частоте должна работать ОЗУ?

Обычно рекомендуется использовать как минимум собственную тактовую частоту, которую может обрабатывать IMC в процессоре. В зависимости от процессора это может быть DDR4-2933, DDR4-3200 или DDR5-4800. При этом не повредит, если частота ОЗУ будет выше этого значения. Особенно в процессорах AMD Ryzen более быстрая тактовая память ОЗУ приводит к значительному увеличению производительности, особенно в сочетании с синхронно работающей Infinity Fabric (внутренним межсоединением процессора). Но увеличение производительности также легко воспринимается платформами Intel и, в зависимости от приложения, может помочь достичь большей производительности.

За что отвечают тайминги?

Тайминги – это времена задержки модулей, без которых невозможна правильная и, главное, стабильная работа. Первые четыре значения времени, которые часто указываются производителями, особенно важны и интересны: CAS Latency (сокращенно: CL; длинное: задержка строба адреса столбца), tRCD (RAS (строб адреса строки) к задержке CAS), tRP (строка строки Время предварительной зарядки) и tRAS (время активности).

В то время как значение CL указывает, сколько времени должно пройти до того, как столбец в микросхеме памяти будет переадресован, спецификация tRCD означает минимальное время до начала процесса чтения. tRP относится к времени, которое должно пройти после активации предварительной зарядки, прежде чем новая активация предварительной зарядки может произойти в той же области памяти. Однако значение tRAS описывает обратное и указывает время, которое должно пройти после активации строки до момента отправки команды закрытия для деактивации строки.

Примером четырех таймингов в DDR5 может быть CL40-40-40-77. Другим важным значением часто является скорость команд, значение которой часто составляет 2T и немного меньше 1T, что теоретически также означает большую производительность.

Общее правило таково: чем ниже соответствующее значение, тем быстрее работает ОЗУ в теории. Но на практике это не всегда приводит к заметному увеличению производительности. При ручном исследовании минимально возможных задержек оперативная память достигает своего предела при определенном значении, и компьютер больше не работает стабильно.  

Почему некоторые модули DIMM имеют распределитель тепла?

Кингстон DDR4

Задача распределителя тепла состоит в том, чтобы распределить образующееся отходящее тепло по поверхности и равномерно передать его циркулирующему воздуху. Однако использование распределителей тепла имеет смысл только в ограниченных случаях, поскольку, если модули DIMM DDR5 SDRAM работают всего с напряжением 1,1 В, значительного количества отходящего тепла не выделяется. Небольшого потока воздуха от кулера процессора достаточно для охлаждения модулей. Ситуация начинает выглядеть иначе только тогда, когда напряжение DIMM составляет 1,35 В или более. Все комплекты DDR5 с высокими тактовыми частотами работают с напряжением 1,35 В и выше, а также требуют определенного охлаждения.

Память DDR5 или модули имеют встроенные датчики температуры, которые можно считывать с помощью таких инструментов, как HWINFO. Независимо от того, с распределителем тепла или без него, всегда стоит следить за температурой, чтобы выявить любые ошибки на ранней стадии.

Есть ли оперативная память со светодиодной подсветкой RGB?

Кингстон DDR5

На этот вопрос можно ответить однозначно «да». Тенденция RGB-светодиодов не ограничивается индустрией оперативной памяти, и для покупки будут доступны многочисленные модули от многих производителей, таких как Kingston. Часто модулями DIMM можно управлять и синхронизировать их с материнскими платами ASUS, MSI, ASRock и Gigabyte. Однако лучше узнать это перед покупкой.

В чем разница между «Двусторонним» и «Односторонним»?

В зависимости от объема памяти модуля DIMM чипы памяти припаяны с одной или с обеих сторон. Односторонний означает, что микросхемы памяти расположены только на одной стороне, а двухсторонний означает, что микросхемы расположены с обеих сторон. Отсюда следует, что если емкость модулей памяти одинакова, то чипы одностороннего модуля должны иметь вдвое большую емкость.  

На практике он играет менее важную роль в круглосуточной работе независимо от того, используете ли вы односторонние или двусторонние модули DIMM. Однако, если вам нужна максимально возможная скорость памяти, односторонние модули DIMM могут оказаться преимуществом, поскольку для той же емкости необходимо использовать меньшее количество микросхем памяти.

Что означает одинарный и двойной ранг?

Одно- и двухранговые часто приравнивают к одно- и двусторонним модулям DIMM, но это не одно и то же. Информация о ранге часто указывается производителями ОЗУ как 1Rx4, 2Rx4 или 2Rx8 и описывает физическую структуру модуля ОЗУ и соединение отдельных микросхем памяти. В то время как «1R» и «2R» относятся к одноранговым и двухранговым, информация «x4» и «x8» относится к самим построенным микросхемам и называется банками.

Для обычных модулей UDIMM (без буферизации) на настольных платформах ранг описывает блок данных шириной 64 бита. Для достижения одноранговости на модуле необходимо восемь микросхем памяти x8 или 16 микросхем x4 (8 x 8 = 64/64 = 1 или 16 x 4 = 64/64 = 1). Примером двухрангового модуля может быть 16 чипов x8 (16 x 8 = 128/64 = 2). Однако в профессиональном секторе обычно используются модули DIMM с ECC (кодом исправления ошибок), в которых блок данных получает дополнительные 8 бит, что делает его 72 битом. Примером одноранговой памяти может быть девять микросхем x8 (9 x 8 = 72/72 = 1), а для двухранговой – 18 микросхем памяти x8 (18 x 8 = 144/72 = 2).

Кроме того, в серверном сегменте часто встречаются модули с четверным рангом. Примером может быть: 36 фишек x8 (36 x 8 = 288/72 = 4). В целом, возможно иметь двухранговый модуль DIMM, в котором микросхемы памяти имеются только на одной стороне (односторонней).

Но информация о рангах особенно важна в серверном секторе, поскольку материнская плата сервера обычно рассчитана на определенное количество общих рангов. Двухранговый модуль можно приравнять к двум одноранговым модулям DIMM или четырехранговому модулю с двумя двухранговыми или четырьмя одноранговыми модулями DIMM. Таким образом, если материнская плата с четырьмя слотами DIMM может адресовать максимум восемь рангов, то плата может быть оснащена либо восемью одноранговыми, четырьмя двухранговыми, двумя четырехранговыми модулями, либо восьмиранговой панелью памяти. Но последние, в частности, довольно редки.

Существуют ли разные чипы памяти?

DDR5 СК Хайникс

На этот вопрос также можно ответить «да». В настоящее время микросхемы (интегральные схемы) от Samsung, Micron и SK Hynix предлагаются в различных версиях, которые, конечно, также ведут себя по-разному при разгоне. В то время как более дешевые комплекты памяти получают обычные чипы памяти, гораздо более дорогие комплекты имеют значительно более мощные чипы памяти, которые можно использовать для получения гораздо большей дополнительной производительности даже при ручном разгоне. Примером популярных чипов памяти DDR4 являются Samsung B-Dies. Что касается DDR5, то SK hynix, очевидно, в настоящее время предлагает лучшие чипы, и поэтому все быстрые модули оснащены этими чипами памяти.

Но даже внутри каждой отдельной серии различия в разгоне могут быть большими, поскольку, как и в случае с центральным или графическим процессором, каждый чип памяти уникален и ведет себя по-разному.

SPD всегда содержит сертифицированные и протестированные тактовые частоты, напряжения и тайминги, которые всегда должны работать в сочетании с платформами и контроллерами памяти.

Что такое оптимизация печатной платы и что такое PMIC?

Печатная плата Kingston DDR5

PCB — это аббревиатура от печатной платы, которая является основой, на которой крепятся микросхемы памяти, конденсаторы, контактные поверхности и другие компоненты в профессиональных модулях DIMM. Там были выгравированы проводниковые дорожки, по которым переносится не только электричество, но и сигналы. За счет различных оптимизаций печатной платы теоретически можно расширить потенциал разгона модуля.

Примером может служить усиленная многослойная плата с проводящими дорожками большего размера, позволяющая пропускать более высокий ток, что может помочь при разгоне при погоне за тактовой частотой. Большинство современных модулей памяти имеют как минимум восьмислойную печатную плату.

Интегральная схема управления питанием (PMIC)

Модули DDR5 имеют интегральную схему управления питанием (PMIC), показанную в середине рисунка выше. Регулирование напряжения переносится с материнской платы на сами модули. Это предназначено для повышения эффективности, но также делает возможным индивидуальное управление каждым модулем, поскольку оно регулируется само. Согласно спецификации, рабочее напряжение памяти снижено с 1,2 до 1,1 В. PMIC преобразует напряжение 5 В, поступающее через материнскую плату, в напряжение 1,1 В. Точнее, здесь определены три уровня напряжения: VDD, VDDQ и VPP. Однако для OC-DDR5 уже указано напряжение 1,35 В, что, конечно, сводит на нет преимущество в эффективности. DDR5 в OEM-системах или стандартных комплектах будет оснащен плавким PMIC, обеспечивающим максимальное напряжение 1,435 В. Однако рано или поздно мы также увидим модули, которые будут обеспечивать напряжение выше 1,435 В в программируемом режиме для PMIC.

Существуют ли специальные материнские платы для разгона оперативной памяти?

На самом деле, существуют специально оптимизированные для разгона материнские платы, такие как эта ASUS ROG Maximus Z690 Apex , Gigabyte Z690 AORUS Tachyon , MSI MEG Z690 Unify-X или ASRock Z690 AQUA OC , которые предлагают максимум два слота DIMM. Особенностью является то, что слоты DIMM расположены ближе к разъему ЦП и по-прежнему позволяют использовать двух- или четырехканальный интерфейс для увеличения пропускной способности. Это означает, что электрические сигналы остаются более стабильными даже при высоких тактовых частотах и ​​теоретически можно достичь лучших результатов.

Что такое зарегистрированный модуль DIMM?

В то время как UDIMM (без буферизации) используются для настольных платформ, RDIMM (зарегистрированные) используются в профессиональных средах для серверов и рабочих станций. При использовании модулей UDIMM 64-битный блок памяти параллельно адресуется непосредственно северным мостом или контроллером памяти процессора с целью адресации памяти. С другой стороны, в модулях RDIMM за адресацию памяти отвечает регистр, в то время как в основном 72-битные блоки памяти (64 бит + 8 бит ECC) продолжают управляться контроллером памяти.

Целью модулей RDIMM является использование регистров для разгрузки контроллера памяти, что означает, что на материнской плате сервера можно разместить гораздо больше модулей DIMM, и, таким образом, общий объем памяти серверной системы может быть значительно увеличен по сравнению с настольными системами. Дальнейшим развитием является стандарт LRDIMM (с пониженной нагрузкой), который, по сравнению с классическими RDIMM, обеспечивает IMB (изолированный буфер памяти) и сравнивается с модулями Intel FB-DIMM (с полной буферизацией) с AMB (расширенный буфер памяти). ) отличается и ведет себя как RDIMM в более широком смысле. Такое дальнейшее развитие позволило еще больше увеличить общую емкость хранилища.

Чтобы еще больше расширить возможности, был создан стандарт 3DS (L)RDIMM. 3DS — это аббревиатура от «Трехмерное стекирование» и означает просто стекирование микросхем памяти DRAM. Наконец, существуют также модули NVDIMM (энергонезависимые), хранящиеся в которых данные не являются энергозависимыми и остаются в памяти даже после перезапуска или выключения компьютерной системы. Разумным использованием в этом случае было бы использование RAM-дисков, то есть «жестких» дисков в оперативной памяти.

Но модули NVDIMM делятся на NVDIMM-F (флэш-память), NVDIMM-N (DRAM), NVDIMM-P (постоянная память) и NVDIMM-X (флэш-память NAND).

Что означает ECC в деталях?

ECC означает «Код исправления ошибок» и отвечает за важное исправление ошибок при сохранении и передаче данных в ОЗУ и из него в сегменте сервера и рабочей станции и предназначен для повышения надежности, особенно при использовании более высоких конфигураций DIMM. Для обнаружения ошибок добавляются восемь дополнительных битов (64 бита (основные данные) + 8 бит (избыточные данные) = 72 бита) для избыточности, которые используются приемником для обнаружения и определения любых ошибок.

В общем, 1-битные ошибки можно исправить напрямую с помощью коррекции ошибок. С другой стороны, 2-битные ошибки только обнаруживаются, но не исправляются. Исправление ошибок достигает своих пределов при 3-битных ошибках, поскольку они обычно остаются незамеченными. Благодаря технологии Chipkill функция ECC расширяется и также известна как «Advanced ECC». Он способен исправлять до 4-битных ошибок и обнаруживать до 8-битных ошибок. Если ошибок слишком много, эта функция может скрыть от системы неисправную микросхему памяти без перезагрузки (отсюда и название «chipkill»), чтобы система могла продолжать работать стабильно.

Подробно, Chipkill или Advanced ECC работают как RAID-массив жесткого диска с данными четности. Например, если необходимо управлять шестью модулями ОЗУ по 4 бита каждый, данные в памяти состоят из шести 64-битных блоков для основных данных и шести 8-битных блоков для резервирования и функции ECC. В результате получается 432 бита данных с шестью 72-битными блоками данных ECC, которые распределяются алгоритмом Chipkill по 12 бит каждый на шесть модулей ОЗУ, а также на сами микросхемы памяти.

С помощью очистки памяти вся оперативная память периодически проверяется на наличие ошибок, результаты которой передаются в программное обеспечение управления сервером, такое как IPMI (интеллектуальный интерфейс управления платформой) в BMC (контроллер управления основной платой). Если неисправимых ошибок много, в журнале появляется соответствующее сообщение.

Но для того, чтобы ECC, включая ChipKill/Advanced ECC, действительно работал, используемый процессор, материнская плата, включая BIOS, и, конечно же, сама оперативная память должны быть совместимы с ECC. Впрочем, это касается почти всех RDIMM, но есть и UDIMM с ECC.

Сколько оперативной памяти мне нужно в моей системе?

Это зависит от того, что делается с компьютерной системой. Чисто офисный ПК, что означает обычный серфинг в Интернете, электронную почту и умеренное использование Word/Excel, требует меньше оперативной памяти, чем современная игровая система или даже система рабочей станции, которая воспроизводит видео или аудиодорожки в формате 4K. В зависимости от приложения серверам и рабочим станциям требуется значительно больше оперативной памяти, чем офисным или игровым ПК.

Офисный ПК:  ОЗУ должно быть не менее 8 ГБ, но здесь рекомендуется и 16 ГБ, чтобы иметь немного резервов. Здесь достаточно простого комплекта памяти на 2×8 ГБ. Однако, если вы запускаете много приложений параллельно, вы также можете использовать комплект памяти из 2x 16 ГБ и 32 ГБ ОЗУ, чтобы не быть ограниченным в объеме памяти.

Игровой ПК:  на данный момент минимум 16 ГБ ОЗУ, но лучше 32 ГБ, чтобы быть готовым к требовательным к оперативной памяти и будущим играм.

Рабочая станция/серверная система:  Очень сложно дать рекомендации в этой области, поскольку это зависит от области применения. В то время как для чистых серверов данных с небольшим количеством пользователей, например, для сервера базы данных SQL или сервера виртуализации с многочисленными ВМ (виртуальными машинами) достаточно максимум 32 ГБ ОЗУ, в зависимости от размера более 256 ГБ имеет смысл.

В целом, в современных серверных системах можно установить более 2 ТБ ОЗУ, но тогда необходимо уделить внимание масштабированию и ранжированию с целью оснащения.

В целом, можно, конечно, заполнить систему до предела ее мощности, но она должна оставаться в пределах. Например, какой смысл в 128 ГБ ОЗУ, если операционная система и программы используют максимум 16 ГБ? В то же время вы также можете сэкономить, если купите оперативную память в соответствии с вашими требованиями.

Как я узнаю, что мне нужно больше памяти?

Если ОЗУ часто переполняется, файл подкачки на жестком диске/SSD используется для предоставления необходимой дополнительной ОЗУ, которая предопределена операционной системой, но также может быть увеличена или уменьшена вручную или деактивирована. Однако деактивировать файл подкачки не рекомендуется ни при каких обстоятельствах, поскольку некоторые приложения все равно используют файл подкачки, несмотря на наличие достаточного количества оперативной памяти.

Диспетчер задач Windows

Поскольку ОЗУ работает намного быстрее, чем любой твердотельный накопитель или даже жесткий диск, компьютер становится очень медленным, когда ОЗУ полностью заполнена, и больше не реагирует так быстро. Во время игр заметны зависания при перезарядке. В результате производительность значительно снижается. Если файл подкачки находится на твердотельном накопителе NVMe, снижение производительности будет менее критичным, чем при использовании классического жесткого диска, но все равно будет заметно.

Уровень оперативной памяти можно проверить, например, с помощью диспетчера задач (-> Производительность -> ОЗУ).

Сколько модулей DIMM лучше всего установить?

Как можно меньше, столько, сколько необходимо. В частности, имеется в виду, что на первом этапе следует избегать полной экипировки (ключевое слово «ранги»). Соответственно, при наличии четырех слотов DIMM рекомендуется использовать два DIMM. Причина этого — разгрузка контроллера памяти, который не только должен работать больше, когда он полностью укомплектован, но также может случиться так, что желаемая тактовая частота ОЗУ не будет работать или будет работать нестабильно.

Если кто-то хочет установить 32 ГБ оперативной памяти на двухканальную материнскую плату с четырьмя слотами DIMM, лучше использовать два модуля DIMM по 16 ГБ, а не четыре модуля DIMM по 8 ГБ. Тем не менее, соответствующая плата тоже рассчитана на полную конфигурацию, но может случиться так, что работа с пониженной частотой памяти возможна или, в худшем случае, вообще будет запрещена. В общем, полезно взглянуть на руководство по материнской плате .

Слоты DIMM на канал памяти (SPC)	Количество модулей DIMM на канал (DPC)	Ranks	Поддержка DDR5
2 SPC	2 DPC	1Ranks	DDR5-4000
2 SPC	2 DPC	2Ranks	DDR5-3600
2 SPC	1 DPC	1Ranks	DDR5-4400
2 SPC	1 DPC	2Ranks	DDR5-4400
1 SPC	1 DPC	1Ranks	DDR5-4800
1 SPC	1 DPC	2Ranks	DDR5-4800

Официально DDR5-4800 можно использовать только при наличии только одного модуля памяти на канал памяти в слотах DIMM. Чем больше модулей подключено, тем ниже официально поддерживаемая тактовая частота.

Для DDR4 таблица выглядит немного проще:

Слоты DIMM на канал памяти (SPC)	Количество модулей DIMM на канал (DPC)	Ranks	Поддержка DDR5
2 SPC	2 DPC	1 Ranks или 2 Ranks	DDR4-3200
2 SPC	1 DPC	1 Ranks или 2 Ranks	DDR4-3200

Особенно важно, чтобы в каждом канале ОЗУ была одинаковая емкость, чтобы всегда гарантировать желаемое увеличение пропускной способности памяти. В случае асинхронной сборки возникают колебания пропускной способности памяти и, как следствие, потеря производительности.

Кингстон DDR5

Пример: Помимо классической конфигурации с модулем DIMM 8 ГБ в каналах 1 и 2, также возможна работа с модулем DIMM 16 ГБ в канале 1 и двумя модулями DIMM 8 ГБ в канале 2, но только в редких случаях. Рекомендуется в случаях (синхронного сборка). Однако следует полностью избегать таких комбинаций, как 16 ГБ в канале 1 и 8 ГБ в канале 2 (асинхронная сборка).

Поэтому гораздо проще помнить, что при покупке оперативной памяти всегда следует отдавать предпочтение комплектам памяти, а не покупать отдельные модули DIMM и «смешивать» все это. Тем более, что следует позаботиться о том, чтобы тактовые частоты и тайминги в лучшем случае совпадали. В противном случае правило применяется к самому слабому звену цепи.

Что такое XMP?

XMP — это аббревиатура от «Extreme Memory Profile», идея которого была введена Intel начиная со стандарта DDR3 SDRAM и призвана помочь менее технически опытным пользователям легко управлять высокой тактовой частотой памяти за пределами стандарта JEDEC. В дополнение к другим автоматическим конфигурациям профиль сохраняется посредством процесса SPD (обнаружение последовательного присутствия) в EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), небольшой энергонезависимой микросхеме памяти на модулях DIMM, которая затем считывается и активируется. на материнских платах с поддержкой XMP. Существуют также модули, имеющие два разных профиля.

Затем вы можете выбрать один из двух профилей в BIOS с поддержкой XMP. Материнские платы AMD также могут использовать профиль Extreme Memory.

DDR5 в биосе

Целевая тактовая частота, тайминги и напряжение оперативной памяти хранятся в самом профиле. Если профиль активирован пользователем в BIOS, необходимые настройки сохраняются автоматически. Пользователю просто необходимо сохранить новые настройки BIOS и перезагрузить ПК. Однако, как бы просто это ни звучало, проблемы тоже могут быть. Например, если необходимо использовать модули DIMM, тактовая частота XMP которых значительно слишком высока для контроллера памяти, без дальнейших действий. Соответственно, контроллер памяти также должен иметь возможность управлять часами, хранящимися в XMP.

С другой стороны, процесс SPD предназначен для того, чтобы материнским платам было проще изначально управлять модулями DIMM, чтобы изначально была гарантирована стабильная работа и компьютер мог запуститься без каких-либо проблем. Без этой информации материнская плата не знала бы, как связаться с модулями DIMM.

Что отличает XMP 3.0?

Наряду с DDR5 также представлены новые профили XMP. XMP 3.0 предлагает расширенный набор функций по сравнению с XMP 2.0. Теперь доступно не два, а до пяти профилей. Три из них предопределены производителем, два других могут быть настроены пользователем. Это означает, что они могут создавать и хранить здесь свои собственные профили. Вы также можете присвоить этим созданным профилям собственные имена. В целом управление профилями становится немного более обширным и дает производителям немного больше свободы действий.

Где находится «золотая середина» для платформ AMD и Intel?

Прежде всего, необходимо уточнить, что такое «сладкое пятно». Это означает коридор, в котором можно найти наилучшее соотношение между производительностью и эффективностью. Для текущих платформ Intel оптимальным вариантом являются модули DDR4-4200, т.е. эффективная тактовая частота 4200 МГц ( Kingston FURY Renegade DDR4-4266, CL19-26-26 ). Итак, здесь мы уже намного выше того, что указывает IMC процессоров с DDR4-3200. Но DDR4 также является в значительной степени зрелой платформой хранения данных и поэтому смогла так хорошо развиваться за последние несколько лет.

Для платформ AMD идеальная тактовая частота составляет 3800 МГц. Однако только в том случае, если тактовая частота Infinity Fabric также равна 3800 МГц ( Kingston FURY Beast DDR4-3733, CL19-23-23 ), что дает соотношение 1:1. Однако эта комбинация не гарантируется, и, помимо выбора DIMM, также требуется определенная удача с процессором.

В отношении DDR5 сейчас можно сказать, что многое очень помогает. DDR5-5600, конечно, быстрее, чем DDR5-4800, а самые быстрые на данный момент модули с DDR5-6600 имеют еще более высокую пропускную способность памяти, но вы также не должны упускать из виду задержки. DDR5-5600 CL28-34-34-89 также может быть быстрее в играх, чем DDR5-6000 CL40-40-40-96 ( Kingston FURY Beast DDR5-6000, CL40-40-40 ).

Как вручную установить тактовую частоту оперативной памяти?

Если BIOS на материнской плате позволяет изменять частоту памяти вручную, эту функцию можно найти там же в настройках разгона и напряжения. Широкий диапазон тактовых частот возможен с помощью делителей оперативной памяти. Хотя базовая частота всей системы (шины) составляет 100 МГц, остальное просто делается через умножитель, как и в случае с тактовой частотой процессора.

DDR5 в биосе

Пример: DDR5-4800 работает на частоте 2400 МГц, а эта тактовая частота, в свою очередь, формируется из 24 тактовых импульсов шины по 100 МГц. Поскольку вы полагаетесь на определенные делители, остальные тактовые каскады следуют заданной схеме. Таким образом, дальнейшие шаги здесь будут DDR5-5000, DDR5-5067, DDR5-5200, DDR5-5333, DDR5-5400, DDR5-5800, DDR5-5867 и т. д.

Какие тайминги мне установить?

Если XMP используется модулями DIMM, ручной выбор таймингов не требуется, поскольку соответствующие и стабильные значения уже хранятся в профиле и передаются на материнскую плату при активации. Однако, если вы хотите впоследствии установить и изучить тайминги вручную или в целом, вам следует подойти к этому шаг за шагом и постепенно уменьшать для себя отдельные значения и смотреть, сможет ли система загрузиться первой. Если да, продолжайте до тех пор, пока система не перестанет запускаться. Для начала вам следует оставить значение скорости команды равным 2T.

DDR5 в биосе

Умеренные тайминги для памяти DDR4 до эффективных 3600 МГц — это, например, CL17-19-19-39, но лучше бы CL16-18-18-35. Многие комплекты памяти также имеют CL15-17-17-32, что является довольно хорошим таймингом. Однако следует отметить, что чем выше частота памяти, тем выше должны быть установлены тайминги, чтобы оставаться в стабильном диапазоне. Если вы хотите узнать максимальную частоту памяти, вначале следует установить очень свободные тайминги, например CL19-26-26-42.

Для DDR5 тайминги изначально были очень высокими и лишь постепенно приближаются к приемлемому уровню. CL40, CL36, CL32 и CL28 являются спецификациями производителя. При более высоких тактовых частотах тайминги обычно выше, но задержки также уменьшаются при более высоких тактовых частотах. Здесь важно найти сбалансированное средство для хранения. Тогда возможны также DDR5-6200 CL32-39-39-52 с пропускной способностью памяти более 100 ГБ/с и задержкой 50 нс. На нашем форуме есть ветка «Intel DDR5 RAM OC» , в которой предлагаются результаты и помощь во взаимодействии с памятью DDR5.

При желании многочисленные продолжительные тайминги также можно изучить вручную, но это, очевидно, занимает гораздо больше времени.

Какие тайминги рекомендуются для «золотой точки»?

Задержки, указанные производителями, всегда следует рассматривать в связи с тактовой частотой. Это значительно выше для DDR5 — 4800 МГц для DDR5-4800 по сравнению с DDR4-3200 с 3200 МГц. Задержка рассчитывается следующим образом:

Задержка CAS/эффективная тактовая частота памяти x 2000 нс

Для DDR4-4800 CL 40 это означает: 40/4800 МГц x 2000 нс = 16,67 нс.

Хранилище	Часы ввода/вывода	Скорость передачи	Пропускная способность	задержка
DDR4-3200 CL18	1600 МГц	3200 МТ/с	25,6 ГБ/с	11,25 нс
DDR4-3200 CL14	1600 МГц	3200 МТ/с	25,6 ГБ/с	8,75 нс
DDR5-4800 CL40	2400 МГц	4800 МТ/с	38,4 ГБ/с	16,67 нс
DDR5-4800 CL38	2400 МГц	4800 МТ/с	38,4 ГБ/с	15,83 нс
DDR5-4800 CL36	2400 МГц	4800 МТ/с	38,4 ГБ/с	15,00 нс
DDR5-5200 CL40	2600 МГц	5200 МТ/с	41,6 ГБ/с	15,38 нс
DDR5-5200 CL38	2600 МГц	5200 МТ/с	41,6 ГБ/с	14,62 нс
DDR5-5200 CL36	2600 МГц	5200 МТ/с	41,6 ГБ/с	13,84 нс
DDR5-5600 CL40	2800 МГц	5600 МТ/с	44,8 ГБ/с	14,29 нс
DDR5-5600 CL38	2800 МГц	5600 МТ/с	44,8 ГБ/с	13,57 нс
DDR5-5600 CL36	2800 МГц	5600 МТ/с	44,8 ГБ/с	12,86 нс
DDR5-6000 CL40	3000 МГц	6000 МТ/с	48,0 ГБ/с	13,33 нс
DDR5-6000 CL38	3000 МГц	6000 МТ/с	48,0 ГБ/с	12,76 нс
DDR5-6000 CL36	3000 МГц	6000 МТ/с	48,0 ГБ/с	12,00 нс
DDR5-6400 CL40	3200 МГц	6400 МТ/с	51,2 ГБ/с	12,50 нс
DDR5-6400 CL38	3200 МГц	6400 МТ/с	51,2 ГБ/с	11,88 нс
DDR5-6400 CL36	3200 МГц	6400 МТ/с	51,2 ГБ/с	11,25 нс
DDR5-6800 CL40	3400 МГц	6800 МТ/с	54,4 ГБ/с	11,76 нс
DDR5-6800 CL38	3400 МГц	6800 МТ/с	54,4 ГБ/с	11,17 нс
DDR5-6800 CL36	3400 МГц	6800 МТ/с	54,4 ГБ/с	10,56 нс
DDR5-7200 CL40	3600 МГц	7200 МТ/с	57,6 ГБ/с	11,11 нс
DDR5-7200 CL38	3600 МГц	7200 МТ/с	57,6 ГБ/с	10,55 нс
DDR5-7200 CL36	3600 МГц	7200 МТ/с	57,6 ГБ/с	10,00 нс

Если вы теперь посмотрите на задержки в сравнении, то у DDR4-3200 CL18 она составляет 11,25 нс. Только DDR5-6400 CL36 приближается к этим значениям. Быстрый комплект DDR5 представлен как DDR5-6600 CL32, скорость которого составляет 9,7 нс – в однозначном диапазоне. DDR4-3200 CL14 также достигает этого — 8,75 нс.

Какие рекорды были достигнуты за последнее время?

Экстремальные оверклокеры не только пытаются использовать жидкий азот или гелий в качестве охлаждения, чтобы увеличить тактовую частоту процессора до рекордного уровня, но также пытаются сделать это с видеокартами, а также с оперативной памятью. 

Рекорды недавно рухнули с выходом DDR5. Отметка DDR5-10000, то есть работа на частоте 5000 МГц, уже пройдена . Память работала в одноканальной схеме. Неизвестно, насколько высоким было напряжение для памяти. Тайминги были 72-126-126-126-127-2 (tCAS-tRCD-tRP-tRAS-tRC-tCR). Вероятно, хранилище охлаждалось жидким азотом.

Конечно, никакого практического значения такие записи не имеют. DDR5 теперь можно приобрести здесь с частотой до 3300 МГц, то есть как DDR5-6600, и более быстрые комплекты памяти тоже наверняка не заставят себя долго ждать. Отобранные вручную отдельные комплекты уже достигли скорости более 7000 МТ/с.

Какие программные инструменты рекомендуются?

Существует множество программ, рекомендуемых для анализа оперативной памяти и целей тестирования. Например, чтобы проверить тактовую частоту памяти, чтобы убедиться, что она правильная и соответствует значению, введенному в BIOS (обратите внимание на фактическую и эффективную тактовую частоту), или чтобы проверить, насколько высока пропускная способность памяти, или узнать более подробную информацию об установленных микросхемах памяти. .

DDR5 и CPU-Z

DDR5 и CPU-Z

CPU-Z — одна из полезных программ, поддерживающая наиболее важные параметры оперативной памяти. Текущую тактовую частоту и тайминги можно запросить здесь. Также можно считать содержимое профилей SPD или XMP.

DDR5 и AIDA64

Конечно, реальную производительность оперативной памяти можно ощутить только во всех приложениях. Для лучшей сопоставимости, а также для считывания специальных параметров, таких как пропускная способность и задержка, подойдет, например, AIDA64 .

DDR5 и MemTest5

Также есть программы для проверки стабильности оперативной памяти. Одним из них является TestMem5, в котором можно проводить стандартный тест, но также можно загружать конфигурации для проверки памяти при различных параметрах.