Выбираем оперативную память DDR4 и DDR5: руководство Hardwareluxx

Страница 1: Выбираем оперативную память DDR4 и DDR5: руководство Hardwareluxx

Процессоры Alder Lake первыми на рынке поддержали новый стандарт памяти, что позволило познакомиться с ним пользователям настольных ПК. Поэтому настало время обновить наш FAQ с учетом DDR5. Как подобрать быструю и надежную память? Какого объема будет достаточно? На что обращать внимание при выборе памяти? В руководстве мы ответим на эти и другие вопросы, а также поможем подобрать лучшие модули памяти. Наше руководство будет интересно не только новичкам, но и опытным пользователям.

Если вы ничего не знаете об оперативной памяти компьютера, то наше руководство поможет восполнить пробелы. Мы расскажем, для чего нужна память, и какие характеристики наиболее важны. Наше руководство поможет подобрать оптимальные планки памяти на рынке. Но и опытным пользователям руководство пригодится, поскольку мы рассмотрим многие полезные детали. В том числе и разгон памяти.

Сегодня оба стандарта DDR4 и DDR5 играют важную роль. Память DDR4 будет постепенно заменяться новым стандартом DDR5, но на это уйдет несколько лет. Intel с платформой Alder Lake и будущими процессорами Raptor Lake поддерживает оба стандарта DDR4 и DDR5. AMD с линейкой Ryzen 7000 и новой платформой AM5 полностью перейдет на DDR5.

Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Для чего нужна память?

В сегменте ИТ оперативную память обычно называют ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM (Random Access Memory). Данные из памяти могут как считываться, так и записываться. Память только для чтения называется ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (Read Only Memory), в качестве примеров можно привести как чип BIOS материнской платы, так и оптические диски Blu-ray. Данные в оперативной памяти, как можно догадаться из названия, хранятся только небольшое время по мере надобности, а так они располагаются в виде файлов на накопителях.

Таким образом, оперативная память выполняет роль своего рода кэша для ускорения выполнения приложений и операционной системы, чтобы минимизировать задержки. По сравнению с накопителем SSD, время доступа к которому составляет меньше одной миллисекунды, у оперативной памяти задержки намного меньше, от десятков до единиц наносекунд. Напомним, что одна миллисекунда (мс) содержит 1 000 000 наносекунд (нс). А классические жесткие диски еще медленнее. По этой причине на объеме оперативной памяти экономить не стоит, иначе ОЗУ будет не хватать, приложениям придется подкачивать данные с SSD/HDD, что приводит к задержкам.

Сохраняются ли данные в ОЗУ после выключения компьютера?

Нет, так как ОЗУ относится к энергозависимой памяти. Когда компьютер выключается, вся оперативная память очищается. После запуска компьютера в оперативную память с накопителей заново загружается операционная система и приложения. Здесь, кстати, будет видна существенная разница между SSD и жестким диском. Если произойдет сбой питания, то все данные в оперативной памяти будут потеряны.

Однако злоумышленники могут украсть данные из оперативной памяти, например, через экстремальную заморозку. В таком случае данные можно считать даже после потери питания. Но подобный сценарий все же носит больше теоретический характер. Отличается ситуация и для NVDIMM ("non volatile memory"). Данные планки DIMM оснащены конденсаторами, которые могут на непродолжительное время взять на себя питание чипов памяти, сохраняя данные даже в случае отключения системы от электричества. Также память Optane DC Persistent Memory, разработанная Intel, сохраняет данные без питания.

Многие годы производители памяти работают над новыми технологиями, в том числе магнитным хранением данных в памяти MRAM (Magnetoresistive random-access memory). Здесь уже не требуется постоянное обновление ячеек памяти. Но емкости памяти MRAM существенно отстают от современных DRAM. И пройдет еще несколько лет, прежде чем от MRAM будет практическая польза.

Как давно появилась оперативная память?

История оперативной памяти начинается еще с 1960-х годов, когда мейнфреймы оснащались до 1 Мбайт ОЗУ. С тех пор емкость постепенно увеличивалась, появилось разделение оперативной памяти на синхронную и асинхронную. Асинхронная память не требует постоянного сигнала синхронизации, производительность у нее ниже. В случае синхронной памяти используется сигнал синхронизации, пропускная способность такой памяти выше.

По типу строения память разделяется еще на две категории: статическую и динамическую. Статическая память SRAM (Static Random Access Memory) состоит из триггеров, поэтому она работает быстрее, но стоит дороже в расчете на бит. Динамическая память DRAM (Dynamic Random Access Memory) использует для хранения данных уже конденсаторы, поэтому стоит дешевле, но требует постоянной регенерации ячеек для сохранения заряда.

Первые модули SIMM (Single In-Line Memory Modules) с 30 контактами и шириной шины 8 бит в начале 90-х годов уступили место 32-битным SIMM PS/2 с 72 контактами. Память на модулях SIMM относилась к типу FPM RAM (Fast Page Mode Random Access Memory). Позднее она была заменена стандартом EDO RAM (Extended Data Output Random Access Memory). EDO RAM тоже является стандартом асинхронной динамической памяти, но обеспечивает более высокую пропускную способность чтения по сравнению с FPM RAM.

Прямым наследником памяти FPM/EDO RAM является синхронная SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), которая появилась в 1997 году. Здесь уже использовался тактовый генератор с сигналом синхронизации, обеспечивший прирост производительности по сравнению с EDO RAM. Память EDO RAM работала на частотах 33-66 МГц, в случае SD-RAM они увеличиваются до 66-133 МГц. То есть мы получаем прирост скорости в два раза, при этом технология предварительной выборки данных (prefetch) тоже увеличивает скорость передачи данных.

Чуть позже появилась память Rambus Dynamic Random Access Memory (RD-RAM), которая активно продвигалась Intel. Но так и не смогла закрепиться на рынке из-за высоких задержек и цены. В конечном итоге новым стандартом стал DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), представленный в 1999 году. В последующие три года DDR SDRAM занял доминирующую позицию на рынке ПК. DDR SDRAM является дальнейшим совершенствованием SD RAM с приростом производительности.

В 2003 году было представлено второе поколение (DDR2 SDRAM), в 2007 году - третье (DDR3 SDRAM), а с 2014 года доступен нынешний стандарт DDR SDRAM (DDR4 SDRAM). Память DDR4 SDRAM может работать на довольно высоких тактовых частотах, предварительная выборка (prefetch) не изменилась по сравнению с DDR3 SDRAM, но емкость одного модуля DIMM увеличилась сначала до 16 Гбайт, а позднее и до 32 Гбайт.

Теперь наблюдается переход на стандарт DDR5 SDRAM. Но старт новой памяти был не безупречным, поскольку в момент выхода платформы Alder Lake доступность DDR5 оставляла желать лучшего, модули памяти были очень дорогими, а производительность – ниже ожидаемого уровня. Впрочем, за последние месяцы ситуация значительно улучшилась.

Еще один аспект DDR5 касается коррекции ошибок (ECC) на самих чипах памяти DDR5 (On-Die ECC). Но производители памяти специально указывают, что отнюдь не все системы DDR5 обзаведутся полной поддержкой ECC. Так что разница между обычными и регистровыми модулями ECC для серверов сохраняется. Напомним, что On-Die ECC уже поддерживается быстрыми чипами GDDR6(X).