Страница 2: Оперативная память, раскладка PCB и система питания
Зачем нужна оперативная память?
Оперативная память компьютера (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство, RAM - Random Access Memory) необходима для работы CPU, в ней хранятся данные операционной системы и приложений. Из оперативной памяти процессор получает все данные приложений и ОС для работы.
Какая оперативная память нужна?
За историю ПК технологии оперативной памяти много раз менялись. На памяти автора EDO RAM, SD RAM, DDR RAM, DDR2 RAM, DDR3 RAM и DDR4 RAM. Современные компьютеры используют память стандарта DDR5 SDRAM (Double Data Rate (5. Generation) Synchronous Dynamic Random Access Memory). "Double Data Rate" в данном случае указывает, что эффективная частота памяти в два раза выше физической.
Если модуль DDR5 DIMM (Dual Inline Memory Module) работает на физической частоте 2.400 МГц, то эффективная составляет 4.800 МГц. Утилиты, подобные CPU-Z, отображают физическую частоту, значение которой следует умножить на два. Также следует помнить, что в настольные материнские платы можно установить только UDIMM, то есть небуферизованные модули DIMM.
Для профессиональных окружений, а именно серверов и рабочих станций, используются RDIMM (Registered DIMM) или LRDIMM (Load Reduced DIMM) с поддержкой ECC (Error Correcting Code). ECC представляет собой код коррекции ошибок, но процессор тоже должен поддерживать данный режим. Впрочем, в сегменте настольных ПК пользователь вряд ли столкнется с другими модулями памяти, нежели UDIMM. В магазинах букву "U" часто опускают, называя небуферизованные планки просто DIMM. Интересно, что в стандарте DDR5 SDRAM добавлена функция ECC на кристалле. То есть даже в случае модулей DDR5 UDIMM есть частичная поддержка ECC.
Сколько памяти требуется?
Максимальный объем памяти зависит от числа доступных слотов DIMM на материнской плате, возможностей контроллера памяти и типа модулей. На современных материнских платах для массового рынка (пример - MSI B760 GAMING PLUS WIFI от 19.100 ₽) число слотов DDR4 DIMM обычно ограничено четырьмя, что позволяет установить до 192 Гбайт ОЗУ. В случае двух слотов DIMM, как часто бывает на материнских платах Mini-ITX или начального уровня, доступная емкость будет в два раза меньше. MSI для материнской платы указывает максимальную тактовую частоту DDR5 6.800 МГц. Однако потребуются модули DDR5, способные работать с высокой тактовой частотой. То же самое относится и к контроллеру памяти в процессоре.
Чтобы получить емкость памяти до 192 Гбайт, требуются четыре модули памяти на 48 Гбайт. Пользователь должен сам решить, сколько памяти ему необходимо для проекта. Например, если 128 Гбайт памяти не хватит, что бывает довольно редко, то следует перейти на DIMM емкостью 48 Гбайт.
На материнских платах DDR4 для платформы Intel LGA1700 с четырьмя слотами можно установить до 128 Гбайт оперативной памяти. При наличии двух слотов DDR4 максимум составляет 64 Гбайт.
В чем разница между двумя и четырьмя каналами?
Один модуль DIMM на материнской плате работает в одноканальном режиме и обеспечивает пропускную способность, как правило, не выше 30 Гбайт/с. Если добавить второй модуль, то память будет работать уже в двухканальном режиме, пропускная способность увеличится до 60 Гбайт/с. Если же процессор и материнская плата поддерживают 4-канальный режим работы, то с четырьмя планками DIMM можно получить до 120 Гбайт/с.
Почти все современные материнские платы и CPU для массового рынка поддерживают двухканальный режим. Конечно, соответствующий режим должен поддерживать и контроллер памяти процессора. При выборе нескольких DIMM следует брать идентичные планки одинаковой емкости. Такой подход гарантирует наилучшую производительность и стабильность.
Материнская плата MSI B760 GAMING PLUS WIFI в нашем примере оснащена четырьмя слотами памяти DDR5 UDIMM. Она поддерживает два канала памяти, в каждом могут работать два модуля. Двухканальный режим является максимальным, его и следует использовать.
Как напряжение должно быть у DDR4 DIMM?
Стандартное напряжение DDR5 DIMM составляет 1,1 В. Как правило, оно позволяет планкам работать на эффективной частоте до 5.200 МГц (DDR5-5200). Если требуется более высокая частота, то напряжение памяти (VDIMM) обычно выставляют на 1,35 В. В случае наиболее скоростных DIMM можно встретить даже 1,4 или 1,45 В.
Раскладка материнской платы: на что обращать внимание?
В ассортименте моделей современных материнских плат можно легко запутаться. Требования к раскладке зависят, в основном, от персональных предпочтений, но следует учесть несколько общих особенностей. Например, на дешевых моделях материнских плат порты SATA обычно ориентированы вертикально, а также расположены в не самых удобных местах. Разворот портов под 90 градусов, параллельно печатной плате, все же удобнее.
Слот расширения под верхним слотом PCIe 5.0/4.0 x16 вряд ли имеет смысл, поскольку он будет заблокирован двухслотовой видеокартой, не говоря уже о трехслотовой. Поэтому многие производители устанавливают в этом месте не слот расширения, а порт M.2 для SSD.
Следует оценить расположение разъемов подключения вентиляторов и СВО. Большинство производителей выносят их на торцы материнских плат, что вполне удобно. То же самое касается и гребенок (A)RGB LED. Однако во многих случаях есть ограничения из-за использования совместных ресурсах. Например, порты SATA блокируются в случае установки накопителя в определенный слот M.2, либо слот расширения PCIe работает в режиме до x2, а не до x4.
Почему так важна подсистема питания VRM?
VRM обозначает "Voltage Regulator Module", то есть систему стабилизации напряжения или питания. Она отвечает за питание процессора и оперативной памяти. Материнская плата исторически оперирует с напряжениями 12 В, 5 В и 3,3 В, но напряжение процессора и памяти отличаются. Современные процессоры в обычных условиях (без экстремального разгона) работают от напряжения не выше 1,45 В, то же самое касается и памяти.
И здесь как раз подключается система питания. Она состоит из разных компонентов, в том числе дросселей, MOSFET, конденсаторов и т.д. MOSFET и дроссели формируют фазы, которые превращают поступающее напряжение 12 В в уровень, необходимый для питания CPU.
Управление фазами обеспечивается PWM-контроллером. Часто две фазы объединяются через удвоители, что позволяет управлять со стороны PWM-контроллера одной фазой вместо двух.
На MSI Z790 GAMING PRO WIFI (от 28.700 ₽) используются 16 фаз, из которых 14 отвечают за питание CPU (VCore), а две - за AUX и GT. В качестве PWM-контроллера используется RAA229131 от Renesas, который может управлять 20 фазами. Поэтому MSI не пришлось прибегать к объединению фаз в пары. Управление всеми 16 фазами реализовано напрямую. От блока питания на материнской плате подключаются два 8-контактных разъема дополнительного питания CPU. Для нормальной работы достаточно и одного 8-контактного разъема. Второй следует подключать при разгоне CPU.
На материнских платах с поддержкой разгона пользователь может регулировать напряжение в BIOS, поднимать или уменьшать. Снижение напряжения CPU позволяет уменьшить температуры CPU и энергопотребление. Но если требуется разогнать процессор, то придется повышать напряжение CPU. И здесь важно упомянуть функцию Load Line Calibration.
Что такое Load Line Calibration?
Функция Load Line Calibration активно используется при разгоне процессоров. При обычных настройках BIOS напряжение CPU под нагрузкой снижается не несколько милливольт, чтобы при переходе с нагрузки в режим бездействия не было опасных скачков напряжения. Подобное снижение напряжения называется "VDroop". Эти скачки не видны в утилитах, но могут повредить процессор, если в BIOS выставлены некорректные настройки.
При разгоне подобное снижение напряжения под нагрузкой нежелательно, поэтому его устраняют через функцию Load Line Calibration. Она не позволяет напряжению снижаться под нагрузкой, как задумывал производитель CPU, что повышает стабильность. В BIOS обычно можно выставить несколько уровней Load Line Calibration, так что каждый оверклокер сможет подобрать нужную настройку.
В случае той же MSI MAG Z790 TOMAHAWK WIFI (от 29.700 ₽) CPU Load Line Calibration можно выставить на уровнях от 1 до 8, Level 1 является максимальным, он полностью устраняет эффект VDroop, а уровень Level 8 приводит к штатному режиму снижения напряжения под нагрузкой, как задумывал производитель CPU.
Какие специальные функции нужны для разгона?
Почти каждый производитель материнских плат предлагает специальные модели для разгона. На них обычно присутствуют дополнительные компоненты, облегчающие работу в открытом тестовом стенде. Например, кнопки питания и сброса. Имеются и отдельные точки для прямого измерения напряжений с помощью мультиметра.
Режимы LN2 и Slow позволяют экстремально разогнать систему при использовании для охлаждения жидкого азота. Оба режима необходимы для стабильной работы в случае использования экстремального охлаждения.