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).

Что означает "Double Data Rate"?

Если память EDO и SD-RAM работает на физической частоте, то в случае DDR SDRAM различают физическую и эффективную частоту. Физическая частота здесь в два раза ниже эффективной. Например, текущий стандарт DDR4 SDRAM может работать на физической частоте 1 600 МГц, в таком случае эффективная будет 3 200 МГц. DDR5-4800 работает с физической частотой 2 400 МГц, разница по частотам здесь хорошо видна.

Причина "удвоения" заключается в том, что во всех стандартах DDR SDRAM данные передаются на подъеме и спаде тактового импульса. Поэтому и пропускная способность в два раза выше EDO и SD-RAM.

Какие типы модулей существуют?

В случае старой памяти EDO RAM модули назывались SIMM (Single In-Line Memory Module). Но, начиная со стандарта SD RAM, используются модули DIMM (Dual In-Line Memory Module). Контакты с обеих сторон SIMM идентичны в целях резервирования, но у DIMM они различаются. Также ширина шины памяти увеличилась с 32 до 64 бит.

Что касается ноутбуков, то для них были разработаны более компактные модули SO-DIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module), которые существенно короче. Ранее на рынке присутствовал и формат Micro DIMM для мобильных устройств (вплоть до DDR3 SDRAM). Но современная память DDR4/DDR5 SDRAM доступна только в модулях DIMM и SO DIMM.

Следует отметить, что планки разных стандартов несовместимы друг с другом, как механически, так и электрически. Чтобы обезопасить пользователей от возможных ошибок, у всех стандартов DDR SDRAM вырезы на планке DIMM расположены в разных местах. Поэтому установить планку DIMM в слот другого стандарта не получится. У SDRAM DIMM было даже два выреза.

По дизайну память DDR5 довольно близка к DDR4, физические размеры почти идентичны. Но модули DDR5 не получится установить в слоты DIMM DDR4 и наоборот, поскольку вырезы не совпадают. Число контактов осталось прежним, а именно 288 для обычных DIMM и 260 для SO-DIMM.

Ниже приведены ссылки, по которым можно посмотреть цены разных планок DDR4 и DDR5 на данный момент.

• DDR4 DIMM DDR4-3200
• DDR4 SO-DIMM DDR4-3200
• DDR5 DIMM DDR5-4800
• DDR5 SO-DIMM DDR5-4800

Что такое каналы памяти?

Современные платформы AMD и Intel для массового рынка предлагают четыре слота DIMM, планки в которых могут работать в двухканальном (DDR4) или четырехканальном (DDR5) режиме. Обычно на каждый канал поддерживаются два слота DIMM.

С памятью DDR5 JEDEC увеличила число каналов на модуль с одного до двух. Поэтому каждый модуль памяти DDR5 подключается по двум (суб)каналам, работая в двухканальном режиме. Такой шаг позволяет более эффективно передавать данные параллельно.

Если на материнскую плату установлен только один DIMM, то он всегда работает в одноканальном режиме (DDR4) или двухканальном (DDR5). Если установлен второй модуль DIMM (лучше всего идентичный) в соответствующий слот второго канала, то будет активирован двухканальный (четырехканальный) режим.

Цель использования нескольких каналов памяти заключается в увеличении пропускной способности памяти и параллельной передаче данных, от чего выигрывают различные приложения. Предположим, пропускная способность одной планки памяти 25,6 Гбайт/с. В таком случае переход на двухканальный режим позволяет теоретически удвоить пропускную способность до 51,2 Гбайт/с. В 4-канальном режиме мы получим уже 102,4 Гбайт/с.

В серверном сегменте часто можно встретить восемь, а в будущем и 12 каналов памяти. Поэтому пропускная способность памяти здесь увеличивается до нескольких сотен Гбайт/с.

Какой компонент ПК работает с памятью?

Встроенный контроллер памяти процессора (Integrated Memory Controller) как раз отвечает за работу с памятью. В старых системах контроллер памяти устанавливался в северный мост материнской платы, но сегодня он является составной частью центрального процессора. От контроллера зависит тип памяти, количество поддерживаемых каналов памяти и тактовые частоты.

В зависимости от линейки CPU, IMC может поддерживать несколько типов DRAM. В случае Alder Lake, например, доступны DDR4 и DDR5. Мобильные процессоры добавляют поддержку памяти LPDDR4 и LPDDR5. Судя по слухам, AMD с грядущей платформой AM5 и процессорами Zen 4 будет поддерживать только DDR5.

Сколько памяти можно установить в ПК?

Максимальная конфигурация памяти зависит от числа слотов DIMM на материнской плате, а также возможностей контроллера памяти, какой объем он поддерживает. С каждым поколением памяти DDR увеличивалась и максимальная емкость модулей, производители платформ тоже увеличивали поддерживаемую емкость на DIMM со стороны контроллеров. С первым поколением DDR SDRAM речь шла о максимуме 1 Гбайт на модуль, со вторым поколением DDR мы получаем уже 4 Гбайт на модуль. Со стандартом DDR3 SDRAM емкость DIMM увеличилась до 8 Гбайт, с DDR4 SDRAM предусматривает 16 Гбайт на модуль, хотя позднее появились и 32-Гбайт модули. В случае стандарта DDR5 емкость планок достигнет 512 Гбайт, хотя на данный момент в продаже есть только DIMM на 32 Гбайт. Первые модули памяти емкостью 64 Гбайт ожидаются в ближайшем будущем. Впрочем, модули высокой емкости предназначены для серверного сегмента, вплоть до упомянутых 512 Гбайт.

У нынешних массовых платформ Intel (LGA1700) и AMD (AM4) максимальный объем памяти составляет до 128 Гбайт. Современные серверные системы могут вмещать до 4 Тбайт памяти и даже больше.

Важное замечание: не следует смешивать модули разных типов, лучше всегда использовать идентичные планки памяти с одинаковыми частотами и задержками. Конечно, оптимальный способ - купить комплект памяти, в таком случае отсутствие проблем совместимости гарантировано.

На какой частоте должна работать память?

В целом, рекомендуется придерживаться спецификаций производителя, которые он приводит для контроллера памяти процессора. В зависимости от CPU могут поддерживаться частоты DDR4-2933, DDR4-3200 или DDR5-4800. Однако во многих случаях частоту памяти можно увеличить. В частности, с процессорами AMD Ryzen увеличение частоты положительно сказывается на производительности, особенно если получится добиться синхронной работы с Infinity Fabric (внутренний интерконнект процессора). Но и платформы Intel хорошо реагируют на увеличение частот памяти, хотя здесь все зависит от сценариев использования и приложений. На момент появления первых процессоров Alder Lake мы провели тесты планок DDR5-5200 и сравнили их с DDR5-4800. Между тем частоты планок на рынке добрались до DDR5-6000.

В чем проблема с таймингами?

Тайминги - это задержки при работе с модулями, без которых стабильное функционирование невозможно. Чаще всего производители указывают четыре основных задержки: CAS Latency (CL или Column Address Strobe Latency), tRCD (RAS (Row Address Strobe) To CAS Delay), tRP (Row Precharge Time) и tRAS (Active Time). Задержки выражаются в тактах или наносекундах.

Задержка CL выполняется между отправкой в память адреса столбца и началом передачи данных. tRCD указывает на число тактов между открытием строки и доступом к столбцам в ней. tRP - число тактов между командой на предварительный заряд банка (закрытие строки) и открытием следующей строки. tRAS - число тактов между командой на открытие банка и командой на предварительный заряд.

Пример четырех задержек DDR5 – CL40-40-40-77. Еще один важный параметр таймингов - Command Rate, который обычно составляет 2T, но более строгое значение 1T чаще всего дает прирост производительности.

В целом, чем ниже задержки, тем быстрее работает память. Но следует помнить, что эффект от снижения таймингов не всегда заметен на практике. Минимальные задержки придется подбирать вручную, при этом следует проводить стрессовые тесты стабильности. Ниже какого-то уровня таймингов память уже теряет стабильность.

Нужен ли распределитель тепла на DIMM?

Распределитель тепла или радиатор призван улучшить отведение и рассеивание тепла от чипов памяти. Забирая тепло от чипов, распределитель передает его продуваемому воздуху. На практике польза от подобных радиаторов невелика, поскольку планки DDR5 SDRAM работают всего на 1,1 В, поэтому и тепла выделяют мало. Разве что при увеличении напряжения DIMM до 1,35 В и выше тепловыделение повышается, но оно все равно остается в разумных рамках. Впрочем, для быстрых планок памяти DDR5 на 1,35 В дополнительное охлаждение не помешает. Кроме того, радиаторы смотрятся красиво.

У планок DDR5 имеются встроенные температурные датчики, информацию с которых можно считать с помощью таких утилит, как HWINFO. Независимо от того, оснащены планки памяти распределителями тепла или нет, следить за температурами не помешает.

Как насчет модулей с подсветкой RGB LED?

Почему бы и нет? Мода на RGB LED пришла из Азии несколько лет назад, многие производители предлагают планки памяти с подсветкой. Как правило, подсветку DIMM можно синхронизировать с экосистемами материнских плат ASUS, MSI, ASRock и Gigabyte. Но все же данный момент стоит уточнять перед покупкой.

В чем разница между "Double Sided" и "Single Sided"?

В зависимости от емкости DIMM, чипы памяти могут припаиваться к одной стороне или к обеим. Соответственно, у односторонних планок (Single Sided) мы получаем первый вариант, а у двухсторонних (Double Sided) - второй. И при идентичной емкости модуля памяти, чипы на одностороннем DIMM должны иметь в два раза большую емкость.

На практике одно- или двусторонние DIMM для работы системы роли не играют. Но если вы планируете разогнать память до максимума, то односторонние DIMM дают преимущество, поскольку чипов памяти на них меньше.

В чем разница между одноранговыми и двуранговыми модулями?

Одноранговые и двуранговые модули часто связывают с односторонними и двухсторонними DIMM, но это не одно и то же. Производители памяти в качестве ранга подразумевают физическую структуру модуля и подключение чипов памяти. Например, 1Rx4, 2Rx4 или 2Rx8. В случае "1R" и "2R" как раз обозначены одно- или двуранговые модули, а "x4" и "x8" соответствует разрядности чипов (4 бита и 8 битов), которые объединены в так называемые банки.

У обычных UDIMM (Unbuffered, небуферизованных) для настольных платформ каждый ранг соответствует 64-битному блоку. Чтобы получить один ранг на модуле, нужны восемь чипов x8 или 16 x4 (8 x 8 = 64 / 64 = 1 или 16 x 4 = 64 / 64 = 1). Примером двурангового модуля будет 16 x8 (16 x 8 = 128 / 64 = 2). В профессиональном сегменте встречаются DIMM с кодом коррекции ошибок ECC (Error Correction Code), здесь к 64 битам ранга добавляются еще 8 бит на коррекцию, что дает 72 бита. Соответственно, здесь уже используются девять чипов x8 (9 x 8 = 72 / 72 = 1) для одного ранга и 18 x8 чипов (18 x 8 = 144 / 72 = 2) для двух рангов.

В серверном сегменте встречаются модули с четырьмя и даже восемью рангами. Например, 36 x8 чипов (36 x 8 = 288 / 72 = 4) и 72 x8 чипов (72 x 8 = 576 / 72 = 8). Таким образом, можно встретить двуранговые DIMM, но чипы памяти будут припаяны только с одной стороны платы (односторонние).

В серверной среде вопрос ранга очень важен, поскольку серверные материнские платы обычно предназначены для определенного числа рангов. То есть двуранговый модуль соответствует двум одноранговым, один 4-ранговый - двум 2-ранговым или четырем одноранговым DIMM. Если материнская плата с восемью слотами DIMM поддерживает, максимум, восемь рангов, то на нее можно устанавливать восемь одноранговых модулей, четыре 2-ранговых, два 4-ранговых или один 8-ранговый. Впрочем, последние встречаются очень редко.

Чем отличаются чипы памяти?

Разными бывают не только модули памяти, но и чипы IC (Integrated Circuit), которые производятся Samsung, Micron и SK Hynix, причем можно встретить разные версии, которые по-разному реагируют на разгон. Самые дешевые DIMM часто получают "обычные" чипы памяти, которые плохо разгоняются, а дорогие DIMM, напротив, комплектуются отобранными чипами. И с разгоном они способны дать более высокий уровень производительности. Хорошим примером DDR4 можно назвать популярные, но дорогие чипы Samsung B-Die, которые уже не производятся.

Впрочем, и здесь нет никакой гарантии. Как и в случае разгона CPU или GPU следует помнить, что оверклокинг - дело удачи. Каждый чип памяти может реагировать на разгон по-своему.

В SPD всегда содержатся сертифицированные и протестированные тактовые частоты, напряжения и тайминги, для которых на платформах и контроллерах гарантируется корректная работа.

Как оптимизируют PCB?

PCB (Printed Circuit Board) - печатная плата, на которую припаиваются чипы памяти, конденсаторы и другие компоненты. Также на плате есть контакты для слота DIMM и дорожки, по которым передаются данные и питание. Благодаря оптимизации PCB теоретически можно получить от модуля более высокий потенциал разгона.

В качестве примера можно привести многослойную PCB с дорожками увеличенного размера, которые пропускают больший ток с меньшим сопротивлением. Теоретически такие планки лучше разгоняются. Современные DIMM используют PCB, как минимум, с восемью слоями.

Power Management Integrated Circuit (PMIC)

Планки DDR5 оснащаются отдельным контроллером питания Power Management Integrated Circuit (PMIC), который можно видеть по центру фотографии выше. Таким образом, преобразователь напряжений был перенесен с материнской платы на модули памяти. Цель заключается в повышении эффективности, а также более тонком управлении напряжением, поэтому модуль может выставлять его самостоятельно. По спецификациям напряжение питания DDR5 снижено с 1,2 до 1,1 В. PMIC получает 5 В от материнской платы, после чего преобразовывает его в 1,1 В. Если быть более точным, здесь задаются следующие напряжения: VDD, VDDQ и VPP. Планки памяти с разгоном заявлены на 1,35 В, поэтому здесь на эффективность рассчитывать не стоит. У модулей DDR5 в OEM-системах и в составе обычных комплектов PMIC ограничен максимумом 1,435 В. Впрочем, рано или поздно на рынок выйдут модули памяти, которые позволят программировать через PMIC и напряжения выше 1,435 В.

Какую материнскую плату следует брать для разгона памяти?

Действительно, на рынке есть материнские платы, специально предназначенные для разгона памяти. Например, ASUS ROG Maximus Z690 Apex (от 77.900 ₽), Gigabyte Z690 AORUS Tachyon (55.000 ₽), MSI MEG Z690 Unify-X (50.500 ₽) или ASRock Z690 AQUA OC (узнать цену). Особая "фишка" этих моделей в том, что слоты DIMM расположены как можно ближе к сокету CPU, но при этом доступны 2- или 4-канальный режим работы, чтобы не пришлось жертвовать пропускной способностью. В результате даже на высоких тактовых частотах после разгона гарантируется стабильная передача сигналов.

Что такое Registered (регистровые) DIMM?

Выше мы отметили, что в настольных платформах используются UDIMM (Unbuffered, небуферизованные), а в серверных часто встречаются RDIMM (Registered, регистровые). В случае UDIMM адресация памяти выполняется напрямую контроллером памяти, как и передача данных. В случае же RDIMM адресацию на себя берет отдельный чип-регистр, передача данных по-прежнему осуществляется напрямую контроллером памяти.

Цель RDIMM заключается в уменьшении нагрузки на контроллер, в результате на серверную материнскую плату можно устанавливать больше DIMM, существенно увеличивая емкость памяти сервера по сравнению с настольной системой. Стандарт LRDIMM (Load Reduced) является дальнейшей разработкой регистровой памяти, он предлагает буфер IMB (Isolation Memory Buffer) по сравнению с классическими RDIMM, отличаясь от реализации Intel FB-DIMM (Fully Buffered) с буфером AMB (Advanced Memory Buffer) – поэтому такие планки ближе к обычным RDIMM и устанавливаются в те же слоты. У LRDIMM буферизуются не только сигналы управления, но и данные. Совершенствование технологий позволило и дальше увеличить емкость памяти.

Кроме обычных планарных чипов памяти разработана технология "бутерброда" из нескольких чипов под названием 3DS DIMM. Она позволяет значительно увеличить емкость модулей. Наконец, есть модули NVDIMM (Non-volatile), данные в которых не стираются в случае сбоя питания. Их имеет смысл использовать для RAM-диска, то есть когда определенный объем оперативной памяти выделяется для виртуального накопителя.

Модули NVDIMM разделяются на NVDIMM-F (Flash Storage), NVDIMM-N (DRAM), NVDIMM-P (Persistent Memory) и NVDIMM-X (NAND Flash Storage).

Что такое ECC?

ECC означает "Error Correction Code" или код коррекции ошибок. При чтении данных из памяти или записи в память код ECC позволяет исправлять одиночные битовые ошибки. Что повышает надежность работы памяти в окружениях, где это необходимо. Например, в серверах и рабочих станциях. Для кода ECC добавляются 8 дополнительных бит (64 базовых + 8 дополнительных = 72).

Алгоритм ECC позволяет исправлять битовые ошибки, а также определять два ошибочных бита, но уже не исправлять их. Технологии Chipkill или Advanced ECC расширяют алгоритм ECC, позволяя корректировать до 4 ошибочных битов и определять до 8 ошибочных битов. Если ошибок будет много, то данная функция позволяет скрыть сбойный чип в системе без перезагрузки (отсюда и название "Chipkill"), при этом сервер продолжает стабильную работу.

Технологии Chipkill или Advanced ECC работают как массив RAID на жестких дисках, опираясь на распределенное избыточное хранение данных. Например, если система работает с шестью модулями памяти, данные передаются в виде шести 64-битных блоков, к которым добавляются шесть 8-битных для избыточности и ECC. В итоге данные расширяются до 432 бит (шесть 72-битных блоков с ECC), алгоритм chipkill может использовать 12 бит для каждого из шести модулей.

Технология Memory Scrubbing производит постоянную проверку памяти на наличие ошибок, результаты отправляются серверным утилитам управления, например, IPMI (Intelligent Platform Management Interface) в BMC (Baseboard Management Controller). Если возникает большое количество ошибок, в журнал записывается соответствующее сообщение.

Но для работы ECC вместе с функцией ChipKill/Advanced ECC необходимо чтобы процессор, материнская плата с BIOS и оперативная память поддерживали ECC. Данная технология обязательна для всех RDIMM, но также встречаются и UDIMM с ECC.

Какой объем памяти достаточен в компьютере?

Все зависит от того, как планируется использовать компьютер. Офисный ПК, с учетом серфинга в Интернете, e-mail, умеренной работы Word/Excel требует меньше памяти, чем игровая система, не говоря уже о рабочей станции рендеринга 4K или монтажа видео. Серверы и рабочие станции требуют обычно намного больших объемов памяти, чем офисные и игровые ПК, но и здесь все зависит от планируемых сценариев использования.

Офисный ПК: минимумом можно назвать 8 Гбайт, но рекомендуется 16 Гбайт, чтобы был запас. Простого комплекта 2x8 Гбайт будет вполне достаточно. С другой стороны, если вы планируете запускать параллельно большое число приложений, то лучше выбрать комплект 2x16 GB и наслаждаться запасом 32 Гбайт.

Игровой ПК: 16 Гбайт можно назвать минимумом, но с 32 Гбайт компьютер будет лучше подготовлен к грядущим играм, весьма "прожорливым" к памяти.

Рабочая станция/сервер: здесь довольно сложно давать общие рекомендации, поскольку все зависит от сценариев использования. Для серверов хранения данных вполне достаточно 32 Гбайт ОЗУ, но для серверов баз данных SQL уже требуется 256 Гбайт и выше. Не говоря уже о сервере виртуализации с многочисленными виртуальными машинами.

Современные серверные системы нередко получают больше 2 Тбайт оперативной памяти, но здесь следует учитывать возможности масштабирования и планируемые сценарии.

Конечно, компьютер можно забить памятью под максимум, но здесь лучше следовать голосу разума. Зачем нужны 128 Гбайт ОЗУ, если операционная система и программы будут занимать лишь 16 Гбайт максимум? Кроме того, и бюджет можно сэкономить, если ограничиться разумным объемом памяти.

Как я узнаю, что системе требуется больше памяти?

Если памяти в системе на хватает, то начинает использоваться файл подкачки на SSD или жестком диске, который настроен в операционной системе. Впрочем, использование файла подкачки совсем отключать не следует, поскольку некоторые приложения разработаны так, чтобы работать с ним, несмотря на достаточный объем ОЗУ.

Оперативная память намного быстрее любого SSD, не говоря уже о жестком диске, поэтому при использовании файла подкачки операционная система и приложения начинают "подтормаживать" и теряют отзывчивость. В играх, например, могут появиться "залипания" при подкачке новых данных. В итоге производительность заметно снижается. Если файл подкачки будет располагаться на NVMe SSD, то падение производительности будет не таким критическим, как на классическом HDD, но все равно заметным.

Используемый объем памяти можно проверить в Диспетчере задач (Производительность, Память).

Сколько DIMM устанавливать?

Следует устанавливать минимально необходимое количество планок. Полной загрузки слотов DIMM лучше избегать. Для четырех слотов DIMM рекомендуются две планки DIMM, для восьми слотов - четыре. Причина в снижении нагрузки на контроллер памяти, которому намного сложнее работать с полностью занятыми слотами DIMM. Кроме того, и частоты можно получить выше при сохранении стабильности.

Если вы планируете установить 32 Гбайт на двухканальную материнскую плату с четырьмя слотами DIMM, например, то лучше выбрать два 16-Гбайт DIMM, чем четыре 8-Гбайт. В случае четырех каналов имеет смысл устанавливать четыре DIMM. Конечно, материнские платы рассчитаны и на работу с полным заполнением слотов DIMM, но может случиться, что придется мириться со сниженными частотами памяти, а в худшем случае и с отказом работы. Так что здесь стоит свериться с руководством материнской платы..

DDR5-4800 официально работает только если на канал памяти установлен один модуль памяти в единственный слот (на канал). Чем больше модулей устанавливается, тем меньше официальная тактовая частота.

Для DDR4 эта таблица выглядит намного проще DDR5:

Важно и соблюдать правило идентичной емкости на каждом канале, чтобы гарантировать стабильную пропускную способность. У асинхронных сборок пропускная способность памяти может "плавать", что приведет к потере производительности.

Пример: вместо классической конфигурации с одним 16-Гбайт DIMM в каналах 1 и 2, можно установить один 16-Гбайт DIMM в канал 1 и два 8-Гбайт DIMM в канал 2. При этом синхронность конфигурации останется, хотя такого подхода лучше избегать. Но вот комбинация одного 16-Гбайт DIMM в канале 1 и одного 8-Гбайт DIMM в канале 2 еще хуже, поскольку она асинхронная.

Поэтому мы рекомендуем приобретать память в наборах. Такой подход предпочтительнее покупки модулей по-отдельности, а затем их "смешивания". Особенно если вы хотите добиться оптимальных частот и задержек. Иначе придется смириться с правилом самого слабого звена.

Что такое XMP?

За XMP скрывается "Extreme Memory Profile", представленный Intel вместе со стандартом DDR3 SDRAM, чтобы не столь опытные пользователи могли выставлять частоту памяти выше спецификаций JEDEC. Как и другие профили SPD (Serial Presence Detect), XMP хранится в памяти EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) в отдельном чипе на модуле DIMM. Материнская плата с поддержкой XMP может считать соответствующий профиль. Существуют и модули, где записаны два разных профиля XMP.

В BIOS с поддержкой XMP можно выбрать соответствующий профиль. Материнские платы AMD тоже могут считывать Extreme Memory Profile.

В профиле хранится тактовая частота, тайминги и напряжение памяти. При активации профиля в BIOS соответствующие настройки автоматически считываются и применяются. Пользователю остается лишь сохранить настройки BIOS и перезагрузить компьютер. Впрочем, проблемы могут возникнуть и здесь. Например, если профиль XMP в планках памяти выставлен на слишком высокую частоту для контроллера памяти процессора. Так что контроллер памяти тоже должен поддерживать частоту, записанную в XMP.

Профили SPD облегчают материнским платам загрузку DIMM с гарантированно рабочими значениями. Без SPD память пришлось бы настраивать вручную.

Чем отличается XMP 3.0?

Вместе с памятью DDR5 были представлены новые профили XMP. А именно XMP 3.0, которые обеспечивают расширенный спектр функций по сравнению с XMP 2.0. Теперь доступны уже не два, а до пяти профилей. Причем три может программировать производитель, а еще два настраиваются пользователем. То есть сейчас пользователи могут создавать и сохранять собственные профили, а также присваивать им названия. Для производителей управление профилями стало существенно более гибким, спектр функций расширился.

Где "золотая середина" для платформ AMD и Intel?

Сначала позвольте пояснить, что мы подразумеваем под "золотой серединой". Речь идет о коридоре настроек, обеспечивающем баланс между производительностью и эффективностью. На современных платформах Intel "золотая середина" наблюдается с модулями DDR4-4200, то есть при эффективной частоте 4.200 МГц. На рынке соответствующие 16-Гбайт комплекты можно приобрести от 8.500 ₽. Частота здесь явно превышает заявленные DDR4-3200 для IMC процессора. Но все же DDR4 – проверенная временем технология, платформы здесь за последние годы получили заметные оптимизации.

Для платформ AMD оптимальная частота составляет около 3.800 МГц (1.900 МГц физическая). Соответствующие 16-Гбайт комплекты можно купить от 7.000 ₽. Но только в случае, если частота Infinity Fabric тоже выставлена на 1.900 МГц, что дает соотношение физических частот IF и памяти 1:1. Однако подобная комбинация не гарантирована, и здесь требуется удача с CPU помимо выбора подходящих планок памяти.

Что касается DDR5, то здесь ситуация пока развивается. Конечно, планки DDR5-5600 работают быстрее DDR5-4800, а самые скоростные модули DDR5-6600 на рынке дают еще большую пропускную способность. Но все портят высокие задержки. Скажем, DDR5-5600 CL28-34-89 может работать быстрее в играх, чем DDR5-6000 CL40-40-96. Цены 16-Гбайт комплектов DDR5 начинаются от 9.600 ₽.

Как выставить частоту памяти вручную?

Если BIOS материнской платы поддерживает ручную регулировку частоты памяти, то данная функция обычно скрыта в настройках разгона и напряжений. Доступные множители памяти позволяют выставить различные частоты памяти. В случае частоты шины, например, 100 МГц частота памяти легко выставляется кратно через множитель.

Пример: DDR5-4800 соответствует физической частоте 2.400 МГц, которая формируется как 24x 100 МГц шины. Поэтому достаточно выбрать правильный множитель, после чего нужная частота будет выставлена. Например, DDR5-5000, DDR5-5067, DDR5-5200, DDR5-5333, DDR5-5400, DDR5-5800, DDR5-5867 и так далее.

Как выставить тайминги?

Если DIMM содержат XMP, то выставлять задержки вручную нет необходимости, как и частоту, поскольку все нужные значения таймингов уже имеются в профиле. Но если хочется выставить задержки вручную, например, чтобы выжать из планок памяти максимум, то их следует поочередно уменьшать шаг за шагом. При этом следует проверять загрузку системы и продолжать снижение таймингов до тех пор, пока система откажется загружаться. Настройку Command Rate сначала следует выставить на 2T. На последнем этапе следует проверить стабильность работы системы.

Умеренные тайминги DDR4 на 3 600 МГц составляют CL17-19-19-39, но CL16-18-18-35 будут еще лучше. А избранные планки памяти могут работать и на CL15-17-17-32, что весьма достойно. Но следует помнить, что чем выше тактовая частота памяти, тем выше придется выставлять задержки, чтобы сохранять стабильность. Если требуется найти максимальную частоту памяти, то начинать стоит с увеличенных таймингов, например, CL19-26-26-42.

В случае DDR5 тайминги изначально были выставлены очень высоко, и только у позднее вышедших планок они начали снижаться. Здесь типичными являются CL40, CL36, CL32 и CL28. Как правило, чем выше частота, тем выше задержки, но бывают исключения. В любом случае, лучше найти баланс. Планки DDR5-6200 CL32-39-39-52 могут давать пропускную способность больше 100 Гбайт/с, при этом и задержки возможны на уровне 50 нс.

При желании можно попробовать настроить и вторичные тайминги, но на эту задачу уйдет довольно много времени.

Какие тайминги можно назвать оптимальными?

Тайминги, указанные производителями, всегда следует соотносить с тактовой частотой. Они существенно выше для DDR5 на частоте 4.800 МГц (DDR5-4800) по сравнению с DDR4-3200 на 3.200 МГц. Ниже приведена формула расчета задержек.

Задержка CAS / эффективная частота памяти x 2.000 нс.

Для DDR4-4800 CL 40, например, это означает 40/4.800 МГц x 2.000 нс = 16,67 нс.

Если посмотреть на задержки в сравнении, то у DDR4-3200 CL18 они составляют 11,25 нс. И лишь DDR5-6400 CL36 приближается к данном уровню. Скоростной комплект DDR5 с памятью DDR5-6600 CL32 даст 9,7 нс, то есть уже не десятки наносекунд. Впрочем, у DDR4-3200 CL14 мы тоже получаем 8,75 нс.

Какие рекорды разгона памяти были поставлены?

Экстремальные оверклокеры прибегают к помощи жидкого азота или гелия, чтобы охладить компоненты до очень низких температур. При этом получается разогнать до очень высоких частот не только процессор, но и видеокарты или память.

С появлением DDR5 среди оверклокеров началась гонка рекордов. Сегодня уже побита планка DDR5-10000, то есть работа на 5.000 МГц. Но в данном случае память работала в одноканальном режиме, напряжение остается неизвестным. Задержки составили 72-126-126-126-127-2 (tCAS-tRCD-tRP-tRAS-tRC-tCR). Похоже, что память охлаждалась жидким азотом.

Конечно, подобные рекорды не имеют практического значения. Сегодня память DDR5 можно приобрести на частотах до 3.300 МГц, то есть DDR5-6600, и более быстрые модули не за горами. Вручную отобранные комплекты уже показывают уровень 7.000+ MT/s.

Какие утилиты рекомендуются?

Сегодня можно найти большое количество программ для анализа памяти и бенчмарков. Например, для проверки соответствия частоты памяти и таймингов с настройками BIOS (помните о разнице между физической и эффективной частотой). Или для тестов пропускной способности памяти. Либо для получения дополнительной информации об установленных чипах.

Для проверки корректного выставления частоты памяти и просмотра профилей SPD и XMP достаточно популярной утилиты CPU-Z. Она отображает тактовые частоты памяти и тайминги. Также можно посмотреть значения профилей SPD или XMP.

Не все приложения в равной степени реагируют на производительность памяти, поэтому лучше провести тесты именно в тех программах, которые вам нужны. Но для сравнения с результатами других систем можно воспользоваться бенчмарком AIDA64, который показывает пропускную способность и задержки.

Есть и несколько программ для проверки стабильности работы памяти. Здесь мы порекомендуем TestMem5, в которой можно провести стандартный тест, а также загрузить разные конфигурации, чтобы протестировать память в нужных условиях.

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

Персональный компьютер не может работать без оперативной памяти, но на рынке присутствует большое количество различных модулей, поэтому выбрать оптимальные DIMM нелегко. По этой причине мы рекомендуем наше руководство, которое позволит купить лучшие планки памяти за свои деньги.