Разгон оперативной памяти на платформе Intel: есть ли смысл?

Сегодня поговорим об оперативной памяти: выясним, что такое XMP, посмотрим, что даёт его включение, и определимся, есть ли смысл разгонять память вручную. Разбираться в вопросе будем на примере DDR4: несмотря на уже появившееся пятое поколение DDR-памяти, широко распространена она будет ещё нескоро.

XMP: плюсы и минусы




Итак, что такое XMP? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно начать с азов. Оперативная память любого стандарта имеет т.н. минимальную базовую частоту. Согласно спецификациям JEDEC, для DDR4 — это 2133 МГц. Есть и ещё одна важная цифра: рекомендуемая частота оперативной памяти для того или иного процессора. Скажем, для Intel Core i7-6700K, вышедшего в 2015 году, она составляла те же 2133 МГц, но впоследствии только увеличивалась из-за растущих аппетитов ЦП. Так, Core i9-9900K требовал уже 2666 МГц, а Core i9-11900K — 3200 МГц. Но как достичь таких частот, если база — 2133 МГц? С помощью разгона. Разгонять память можно либо самостоятельно, что потребует знаний, времени и опыта, либо пользуясь профилем, в котором уже заложены нужные параметры частот, напряжений и таймингов (задержек). Такие профили создаются изготовителями оперативной памяти и носят название Xtreme Memory Profile — XMP. Таким образом, XMP — это фактически заводской разгон, для активации которого нужно лишь нажать пару клавиш. Ещё один плюс такого способа разгона в том, что современный рынок предлагает огромный выбор памяти с частотами XMP вплоть до 5100 МГц, — вот только не факт, что всё это будет работать. И вот почему.



Во-первых, успешный разгон памяти зависит не только от самих DDR-модулей: не меньшую роль играют материнская плата с процессором. Если материнка из бюджетных, то у неё, скорее всего, мало слоёв металлизации и слабая компонентная база, что вполне может сказаться и на частотах, и на таймингах. Процессор же важен потому, что в нём находится контроллер памяти, который задаёт потолок её разгона, и качество этого контроллера разнится от ЦП к ЦП, даже если это одна и та же модель. Из-за объёмов производства завод физически не в состоянии протестировать каждый сошедший с конвейера процессор вручную, и поэтому в его паспорте указывается не предел возможностей, а гарантированные режимы. Скажем, для Intel Core i9-11900K, о котором мы говорили выше, рекомендованная частота памяти — 3200 МГц. В пределах этих значений он стабилен, ну а всё, что лежит за этим порогом, — чистая фортуна: до запуска процессора в готовой системе узнать, насколько он удачный, невозможно. Из-за этого и возникают ситуации, когда кто-то покупает память с частотой 5100 МГц в XMP, приносит её домой, а там ничего не работает, хотя у кого-то ещё с таким же процессором и памятью всё прошло как по маслу. Такие случаи называют «проигрышем в кремниевой лотерее». У XMP есть и второй подводный камень, и кроется он в таймингах и напряжениях. Нужно понимать: XMP-профиль — это довольно скудный набор информации, хранимый в SPD-модуле оперативки. Из действительно полезного там лишь пять первичных таймингов и нужное для старта памяти напряжение. Всё остальное — забота автоматики материнской платы, которой потребуется подобрать несколько десятков второстепенных таймингов, напряжение на контроллер памяти, напряжение для системного агента процессора… И это лишь базовые параметры: вспомогательных куда больше. Нетрудно догадаться, что при таком количестве переменных шанс ошибки весьма велик, поэтому нередко материнка не в состоянии запустить память вообще. Подобное любят списывать на несовместимость, хотя на самом деле это лишь неверно выставленные автоматом значения в BIOS. Реальное объяснение в этом случае звучит куда проще: «Мы не тестировали эту память с этой платой и поэтому не научили их работать вместе».



Чтобы подстраховаться, производители пишут код программного обеспечения (BIOS) материнской платы так, чтобы выставленные автоматикой значения были безопасными — то есть далёкими от максимально возможных. Ну и, наконец, профили XMP далеко не всегда оптимальны. Дело тут в том, что компании любят привлекать покупателей красивыми цифрами частот, отодвигая тайминги на второй план. И вот вы сталкиваетесь с выбором между комплектом от Patriot с частотой 3733 МГц и таймингами 17-21-21-41 и от Crucial с 3200 МГц и задержками 16-18-18-36. Наверное, первый вариант быстрее, но так ли это на практике? Также стоит держать в уме, что XMP далёк от максимума, на который способны чипы памяти в реальности. Имеет ли смысл выжимать из них все соки вручную? На все эти вопросы ответят результаты тестирования — к ним и перейдём.

Методика тестирования




Комплект тестового железа мы взяли следующий. Процессор Intel Core i9-11900K с 4,3 ГГц кольцевой шиной, разогнанными до 4,9 ГГц ядрами и 100 МГц AVX-сдвигом. Материнскую плату ASUS ROG Strix Z590-E Gaming, видеокарту Nvidia GeForce RTX 3060 Ti FE и память Patriot Viper PVB416G400C9K с чипами Samsung B-Die.



Поскольку память в нашем случае очень гибкая, с её помощью нам удалось смоделировать несколько типичных ситуаций. Первая будет отражать картину, при которой XMP-профиль в ПК не активирован вовсе. Такое часто случается, когда ПК заказывается уже собранным, и человек пользуется им как есть, не вникая в настройки BIOS. Соответственно, DDR при таком сценарии запускается на базовых 2133 МГц с прописанными в SPD таймингами. В нашем случае это 15-15-15-36 CR2 при напряжении 1,2 В.





Следующий подготовленный нами профиль имитирует популярный комплект памяти от Crucial: BL16G32C16U4B. Частота, тайминги и напряжение соответствующие: 3200 МГц, 16-18-18-36 CR2, 1,35 В. Его сравним с более высокочастотным XMP-вариантом от Patriot: PVS416G373C7K. Для его моделирования мы скопировали в BIOS такие параметры: 3733 МГц, 17-21-21-41 CR2, 1,35 В.



Далее посмотрим, что нам даст ручной разгон. Сохранив ту же частоту в 3733 МГц, поднимем напряжение до 1,55 В и опустим первичные тайминги до 14-14-14-28 CR1. Оставшиеся вторичные и третичные задержки не будем оставлять автоматике, как в предыдущих случаях, а оптимизируем самостоятельно.



Теперь самый высокочастотный пресет: 4000 МГц, 15-15-15-30 CR1 и 1,6 В. Он тут вместо родного для нашей памяти (Patriot Viper PVB416G400C9K) XMP-профиля с частотой 4000 МГц, таймингами 19-21-21-41 CR2 и напряжением 1,35 В. Сделать профиль таким мы решили из-за процессора 11900K, у которого контроллер памяти отличается от всех тех, что встречались у Intel с момента появления архитектуры Skylake. Он использует такие же делители, как у AMD. При соотношении 1:1 — или, как это называет Intel, в режиме Gear1 (частота контроллера памяти равна частоте оперативной памяти) — достигается наименьшая латентность (задержка) подсистемы памяти, но её частотный потенциал при этом ограничен 3733-3800 МГц. В соотношении 2:1 (Gear2) становятся доступны значения от 4000 МГц. Однако так контроллер и DDR-модули работают в асинхронном режиме, что затормаживает всю подсистему памяти, и дивиденды от её высокой частоты сводятся на нет. Чтобы это продемонстрировать, мы ускорили наш XMP-профиль, зажав первичные и второстепенные тайминги до возможного при выбранном напряжении предела: так нагляднее. Производительность измерялась прежде всего в играх. Настройки: Full HD, ультра-пресеты графики, выключенные RT-эффекты и отключённое сглаживание. Из рабочих программ выбрали Adobe Premiere Pro (визуализация пятиминутного ролика в 4K-разрешении кодеком H.264), Sony Vegas Pro (та же задача, но с использованием кодека x264) и Blender (встроенный бенчмарк). Из чистой синтетики взяли 7-Zip, Corona Benchmark и Aida64 Extreme. Отметим, что частоты ядер процессора и его кольцевой шины всегда оставались неизменными. Так мы исключили их влияние на итоговую производительность.

Результаты












Для начала сравним два наших «фейковых» XMP-профиля со стоковой памятью. И сразу сказать можно одно: если вы заказывали готовую сборку ПК, никогда не слышали о заводских профилях разгона или сбрасывали настройки BIOS — проверьте, активирован ли у вас XMP или нет. Без него производительность что в играх, что в рабочем ПО печальная: разница в сравнении с XMP в среднем 18% (минимальная разница зафиксирована в Assassin’s Creed Valhalla и составила 2%, максимальная — в Dying Light 2: 60%) . Поэтому если вышло так, что XMP вашей памяти — это где-то 2666 Мц с CL-таймингом в районе 19, что не редкость, то пробуйте её разгонять или хотя бы снизить задержки. Следующее, на что хотим обратить внимание, — это разница между двумя XMP. В большинстве тестов её либо практически нет, либо она складывается в пользу пресета с меньшей частотой. Объясняется это слишком высокими таймингами для имитируемой нами Patriot PVS416G373C7K. Они нивелируют все преимущества 3733 МГц, из чего следует простой вывод: сами по себе мегагерцы ничего не дают. Теперь XMP против вручную настроенных модулей (3733 МГц 14-14-14-28 CR1). В случае с софтом прибавка мала, поэтому если ваш домашний ПК — это рабочая станция, особого смысла морочить голову нет.



2133 МГц



XMP 3200 МГц



XMP 3733 МГц



3733 МГц, ручные настройки Исключение — архиваторы: в них прирост производительности существенный. Что же до игр, то здесь однозначного вывода нет: в большинстве случаев рост fps крошечный, и подобная картина прослеживается почти везде, где основная нагрузка ложится на видеокарту. С другой стороны, в киберспортивных тайтлах, где графика попроще и большая часть работы ложится на процессор, всё иначе. В CS: GO производительность увеличилась на 5-9%, в Quake Champions на 7,6-9,5%. Но помимо среднего количества fps есть ещё один нюанс: фризы. В случае с XMP они периодически вылезали то тут, то там. Если конкретнее, то проблемы были в Call of Duty: Warzone, где 0,1% опустился до 8 fps, в Assassin’s Creed Valhalla (12 fps), в Cyberpunk 2077 (14 fps) и в F1 2021 (37 fps). В графики эти значения не попали лишь потому, что мы в таких случаях перезапускали игру и приводили итоговые результаты к среднему значению. ПК с вручную настроенной памятью был куда стабильнее и всегда показывал один и тот же результат, хотя условия были те же: три тестовых прогона с перезагрузкой ОС после каждого. Что же до Gear2, то тут выводы просты: включать его не нужно. Несмотря на внушительные 4000 МГц и CL15, он перегнал лишь XMP-профили: 3733 МГц в режиме Gear1 всё равно быстрее. Учитывая, что пресет потребовал нежелательные 1,6 В напряжения, это сомнительное удовольствие, ради которого мы не стали долго мучить модули. Решили ограничиться четырьмя играми, которые наиболее охотно реагируют на изменения в подсистеме памяти. О напряжениях Чтобы понять, какое напряжение безопасно для конкретно вашего комплекта памяти, скачайте бесплатную утилиту Taiphoon Burner. Запустите ПО от имени администратора. Попав в главное окно программы, выберите пункт меню EEPROM, далее кликните по строке Read SPD. Так вы получите информацию о том, какие конкретно чипы памяти распаяны на ваших модулях. Зная это, на профильных форумах легко выяснить максимум вольт, который можно на них подать. Как вы могли заметить, в нашем случае мы поднимали напряжение вплоть до 1,6 В, что относительно безопасно для Samsung B-Die при условии, что память активно охлаждается. Внимание: выставлять подобные значения, не зная производителя и архитектуры чипов, категорически запрещено!

Выводы




Подведём итоги. Как видите из тестов, держать память на частотах в районе 2133-2600 МГц — как минимум глупо. Поэтому, если есть такая возможность, обязательно включайте XMP, а если он не прописан, найдите в Сети хороший гайд по базовому разгону (хотя бы первых таймингов) и вытащите максимум из своего комплекта. Стоит ли идти дальше, отказываться от XMP и лезть во вторичные тайминги — ваш выбор. В большинстве случаев профит не будет стоить ни потраченных усилий, ни риска угробить память повышенным напряжением на длинной дистанции. Впрочем, в некоторых случаях система всё же станет стабильнее, исчезнут мелкие фризы, а часть игр прибавит 5-6% fps.

Тестовый стенд


Материнская плата: ASUS ROG Strix Z590-E Gaming (Intel Z590, LGA 1200, 14 нм, 4x DDR4
2133–5433 МГц)
Процессор: Intel Core i9-11900K (LGA 1200, Rocket Lake-S, 16 МБ, 4,9 ГГц)
Оперативная память: 2x 8 ГБ Patriot Viper PVB416G400C9K (4000 МГц CL 19, 1,35 В)
Накопители: Crucial MX 500 SSD (250 ГБ, SATA Rev.3), Patriot P210 (1 ТБ, SATA Rev.3), Patriot P300 (1 ТБ, PCIe Gen3 x4)
Система охлаждения: be quiet! Silent Loop 2
Блок питания: 850 Вт be quiet! Dark Power 12
Корпус: be quiet! Silent Base 802 Window

Читать дальше...