Moduły pamięci DDR2 800 Corsair i Kingmax

Większość procesorów Pentium 4 pracuje na magistrali Quad Pumped Bus 800 MHz. Przepustowość tej magistrali to właśnie 6,4 GB/s. Oznacza to tyle, że Pentium 4 jest w stanie przesłać do pamięci (lub pobrać z pamięci) dane z szybkością 6,4 GB/s. Jeśli procesor zestawimy z dwukanałowym zestawem pamięci DDR2 800 o przepustowości 12,8 GB/s... to po prostu jednostka centralna nie będzie w stanie spożytkować tak wysokiej przepustowości. Teoretycznie więc pełnię potrzeb procesora Pentium 4 z magistralą 800 MHz zaspokoiłby pojedynczy moduł DDR2 800 lub dwa moduły DDR400 (lub DDR2 400) pracujące w trybie dual channel.

W zasadzie jedynymi produkowanymi obecnie procesorami, które udostępniają szybszą magistralę QPB są Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz oraz Pentium 4 Extreme Edition 3,46 GHz. Pracują one na szynie QPB 1066 MHz, której przepustowość to 8,5 GB/s (1066 MHz x 8 bajtów). Teoretycznie zatem zupełnie wystarczające są dla nich moduły DDR2 533 pracujące w trybie dwukanałowym. Zapewniają one przepustowość 4,2 GB/s na moduł, czyli własnie 8,5 GB/s w trybie dual channel.

Po co zatem stworzono moduły DDR2 667 i DDR2 800, skoro – według tego, co głosi teoria – dla Pentium 4 wystarczą moduły DDR2 533? W naszym artykule postaramy się to sprawdzić. Testom poddaliśmy dwa zestawy dual channel dostarczone przez firmy Corsair oraz Kingmax. Zestaw Corsair o oznaczeniu TWIN2X1024A-6400 składa się z dwóch modułów Corsair CM2X512A-6400, o pojemności 512 MB na moduł. Zestaw Kingmax to dwa moduły Mars DDRII 800, również o pojemności 512 MB. Producenci obu zestawów gwarantują, że zawarte w nich moduły będą poprawnie pracowały w trybie dwukanałowym. Moduły różnią się od siebie możliwościami, wyglądem i – oczywiście – ceną.

Corsair TWIN2X1024A-6400

Corsair TWIN2X1024A-6400 to zestaw pamięci DDR2 800 o całkowitej pojemności 1 GB. W jego skład wchodzą dwa moduły o oznaczeniu Corsair CM2X512A-6400, każdy o pojemności 512 MB. Moduły są przystosowane do pracy przy częstotliwości efektywnej 800 MHz i opóźnieniach 5-5-5-12 (CAS-tRCD-tRP-tRAS) przy napięciu 1,9 V.

Cechą charakterystyczną modułów Corsair jest to, że zostały one obudowane metalową blachą o czarnym kolorze. Jak już to wspominaliśmy w naszym teście pamięci Kingmax Color Module, kości w obudowie BGA nie wymagają dodatkowego chłodzenia, a takie właśnie kości wykorzystywane są w modułach DDR2. Odprowadzanie ciepła to tylko dodatkowa funkcja blaszek na modułach Corsair. Ich głównym zadaniem jest ochrona delikatnych kości przed uszkodzeniem mechanicznym. Mają też oczywiście walory estetyczne :-)

Każdy moduł wykorzystuje osiem kości Micron o pojemności 64 Mbit (architektura 64M x 8). Corsair chwali się, że na swoich modułach instaluje specjalnie dobierane, testowane pod dużym obciążeniem układy. Gwarantuje to bardzo wysoką jakość modułów. Moduły Corsair objęte są dożywotnią gwarancją.

W układzie SPD modułów zaprogramowano dwa zestawy timingów: 5-5-5-18 dla trybu DDR2 800 (taktowanie rzeczywiste 400 MHz) oraz 4-4-4-13 dla trybu "DDR2 540" (taktowanie 270 MHz).

Zestaw Corsair TWIN2X1024A-6400 wyceniono na 879 złotych (moduły można kupić np. w Intra-trade).

Kingmax Mars DDRII 800

Zestaw firmy Kingmax to również dwa moduły DDR2 800 o łącznej pojemności 1 GB. Tutaj także producent zapewnia, że moduły będą w pełni poprawnie działać w trybie dwukanałowym.

Moduły Kingmax prezentują się odmiennie od opisanych wcześniej wyrobów Corsair. Kości pamięci nie są osłonięte ochronnymi blaszkami, dlatego zalecana jest ostrożność przy obchodzeniu się z modułami.

Moduły Kingmax także cechują się architekturą 64M x 8, jednak w tym wypadku Kingmax użył układów pamięci Hynix.

Charakterystyczną cechą modułów Kingmax jest obecność specjalnej, bordowej kostki, zwanej przez producenta "układem zapobiegającym fałszerstwom" (anti-counterfeit chip). Moduły Kingmax na masową skalę były fałszowane w Chinach. Aby temu zapobiec, Kingmax instaluje od roku na swych modułach specjalne, kolorowe kostki. Kinmax to obecnie jedyny producent, który posiada technologię pakowania układów scalonych w kolorowe obudowy. Fałszerze nie są w stanie podrobić kolorowych kości.

Producent gwarantuje poprawną pracę modułów Mars DDRII 800 przy zegarze efektywnym 800 MHz, timingach 5-6-6-18 i napięciu 1,8 V. W SPD zapisane są dwa zestawy opóźnień: 4-5-5-15 dla trybu DDR2 667 i 5-6-6-18 dla trybu DDR2 800.

Sugerowana cena zestawu Kingmax Mars DDRII 800 to 610 złotych.

Zestaw testowy

Najważniejszym elementem naszego zestawu jest odpowiednia płyta główna. Zależało nam, by płyta ta poprawnie współpracowała z modułami DDR2 800, umożliwiała pełną, ręczną regulację timingów i napięcia na modułach pamięci, a także niezależną od FSB regulację częstotliwości pracy modułów pamięci. Wszystkie te wymagania spełnia płyta MSI P4N Diamond. Zbudowana jest ona na bazie chipsetu nForce4 SLI Intel Edition. Ten oficjalnie wspiera najwyżej pamięci DDR2 667 (żaden produkowany obecnie chipset nie obsługuje oficjalnie modułów DDR2 800). Płyta MSI umożliwia jednak ustawienie pamięci w tryb DDR2 800. Dodatkowo można ustawiać pełen zakres timingów, także opóźnienie Command Rate, które regulować można tylko w chipsetach nForce4. MSI P4N Diamond umożliwia regulację napięcia na modułach pamięci w zakresie od 1,8 do 2,4 V.

W platformie testowej wykorzystaliśmy także procesor Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz z magistralą QPB 1066 MHz. Chcieliśmy się przekonać, czy układ jest w stanie spożytkować udostępnianą mu przez pamięć potężną przepustowość.

Kompletną specyfikację zestawu testowego wyszczególniamy w poniższej tabelce:

Na komputerze testowym zainstalowaliśmy system Windows XP Professional, sterowniki 7.13 WHQL dla chipsetu nForce4 SLI Intel Edition oraz sterowniki Catalyst 5.10 dla karty ATI Radeon X850 XT Platinum Edition.

Wyniki testów

Podczas testów postawiliśmy sobie trzy cele: osiągnięcie jak najkrótszych opóźnień w trybie DDR2 800, osiągnięcie jak najkrótszych opóźnień w trybie DDR2 667, a także osiągnięcie jak najwyższego zegara taktującego pamięci (przy dość luźnych timingach). Przeprowadziliśmy ponad dwieście pomiarów wydajności, na podstawie których można wyciągnąć wiele interesujących wniosków.

Płyta MSI P4N Diamond standardowo ustawiała modułom napięcie na poziomie 1,85 V, a więc trochę powyżej zalecanego dla modułów DDR2 napięcia 1,8 V. Producenci pamięci sugerują ustawienie modułom DDR2 800 napięcia 1,9 V, tak by zapewnić w stu procentach stabilną pracę komputera. Takie napięcie uznaliśmy zatem za podstawowe.

Przy ustawieniu timingów na Auto i taktowania pamięci na Auto, płyta P4N Diamond ustawiała modułom Corsair zegar 333 MHz (DDR2 667) i opóźnienia 5-5-5-15-19 1T (CAS-tRCD-tRP-tRAS-tRC Command Rate). Takie same timingi płyta ustawiała przy ręcznym ustawieniu zegara pamięci na 333 MHz. Przy ręcznym wymuszeniu trybu DDR2 800 (400 MHz) płyta ustawiła pamięciom timingi 5-4-4-17-21 2T.

Pamięci Kingmax w trybie Auto pracowały jako DDR2 667 przy timingach 4-5-5-15-19 1T, a więc nieco krótszych niż moduły Corsair. Takie same timingi płyta ustawiała przy ręcznym wymuszeniu trybu DDR2 667. Przy ręcznym ustawieniu DDR2 800 płyta rozluźniała nieco opóźnienia i ustawiała je na 5-5-5-17-21 2T – wolniejsze niż w przypadku modułów Corsair.

Byliśmy jednak ciekawi, jakie najbardziej agresywne timingi uda nam się ustawić obu zestawom pamięci przy napięciu zasilającym 1,9 V. W trybie DDR2 667 moduły Corsair pracowały stabilnie z opóźnieniami 4-3-2-2-8 1T. Modułom Kingmax udało się obniżyć timingi do 3-4-3-9-1 1T.

Po podniesieniu napięcia do 2,3 V udało się skrócić opóźnienia na modułach Corsair do 3-2-2-2-7 1T. Co ciekawe, modułom Kingmax w ogóle nie pomagało podnoszenie napięcia – nawet przy zasilaniu napięciem 2,4 V nie udało się skrócić ani trochę opóźnień.

W trybie DDR2 800 (nadal przy napięciu 1,9 V) pamięciom Corsair udało się ustawić opóźnienia 5-3-1-1-9 2T, a modułom Kingmax 4-3-3-11-2 2T. Ponownie, podnoszenie napięcia zasilającego pomogło modułom Corsair, którym udało się skrócić timingi do 4-3-1-1-8 2T (przy napięciu 2,1 V). W przypadku pamięci Kingmax wyższe napięcie pomogło jedynie skrócić parametr tRAS (z 11 do 10 cykli) – przy napięciu 2,0 V moduły pracowały stabilnie z timingami 4-3-3-10-2 2T.

Ani moduły Corsair, ani Kingmax nie chciały poprawnie pracować z parametrem 1T w trybie DDR2 800. Koniecznie było obniżenie taktowania, by móc wybrać tryb 1T.

Ciekawie wypadły także testy podkręcania. Moduły Kingmax bez podnoszenia napięcia w pełni stabilnie pracują z częstotliwością rzeczywistą 489 MHz (DDR2 978!) przy opóźnieniach 5-5-5-15-19 2T. Co ciekawe, próby podniesienia tej częstotliwości przy wsparciu wyższego napięcia nic nie dają. Przy zegarze 495 MHz (DDR2 990) Windows się ładuje, ale nie działa w pełni stabilnie – niezależnie od tego, jakie napięcie zasilające ustawimy dla modułów.

Moduły Corsair nie lubią wysokich częstotliwości taktowania. Bez podnoszenia napięcia pracują tylko do częstotliwości 444 MHz (DDR2 888). Już przy 457 MHz (DDR2 914), co jest kolejną możliwą wartością do ustawienia w BIOSie płyty P4N Diamond, komputer testowy przestaje się budzić. Pomaga podniesienie napięcia na pamięciach. Przy napięciu 2,1 V udało nam się podbić częstotliwość taktowania pamięci do 466 MHz (DDR2 933). To szczyt możliwości modułów Corsair. Wyżej nie idą – są przyczyną niestabilności komputera.

Na pewno zastanawia Was, jak uzyskane wyniki przekładają się na wydajność komputera. Na podstawie dziesiątek przeprowadzonych pomiarów możemy wyciągnąć wiele wniosków, które obalają wiele nieprawdziwych tez wygłaszanych najczęściej na forach internetowych i grupach dyskusyjnych.

Przede wszystkim potwierdzają się nasze założenia teoretyczne – bardzo wysokie zegary pamięci nie mają praktycznie żadnego wpływu na wydajność. Procesory Pentium 4 nie są w stanie wykorzystać tak dużej przepustowości pamięci. Nieprawdziwe jest zatem twierdzenie, że procesory Intela wymagają możliwie najwyższych częstotliwości zegarów taktujących pamięci. Już przy pamięciach DDR2 533 MHz nasza platforma uzyskała praktycznie najwyższą wydajność, której nie poprawiły ani pamięci DDR2 667 (w nielicznych testach były zaledwie o 0,5% szybsze od DDR2 533), ani tym bardziej DDR2 800!

Istotnie na wydajność wpływają natomiast opóźnienia pamięci. Generalnie zasada jest prosta: im krótsze, tym lepiej. Nieprawdą jest, że największy wpływ na wydajność ma opóźnienie CAS. Zmiana parametru CAS z 5 na 4 skutkuje wzrostem wydajności na poziomie zaledwie 0,8% w syntetycznym teście pamięci Sandra 2005, a w aplikacjach rzeczywistych (np. Quake III Arena) przekłada się na różnice wydajności na poziomie najwyżej 0,6%! Tak małe różnice w zasadzie uznać można wręcz za błąd pomiarowy (by go zminimalizować, powtarzaliśmy wybrane pomiary nawet po 7-8 razy).

Największy wpływ na wydajność pamięci ma natomiast opóźnienie Command Rate. Zmiana parametru z 2T na 1T (bez zmiany innych parametrów pamięci) powoduje aż 12-procentowy wzrost wyników w testach syntetycznych pamięci (Sandra 2005), co w aplikacjach rzeczywistych (głównie grach) przekłada się nawet na 2,5% wyższą wydajność (np. w Far Cry).

Podobny do CAS wpływ na wydajność ma opóźnienie tRCD (RAS to CAS Delay). Skrócenie parametru o jeden cykl daje około 0,5% wyższą wydajność.

Pozostałe timingi (tRP, tRAS, tRC) mają już raczej znikomy wpływ na wydajność pamięci. Żeby go w ogóle zauważyć, trzeba drastycznie obniżyć opóźnienia, np. tRAS i tRC z 15 do 2-3 cykli.

Jeśli zatem chcecie uzyskać jak najwyższą wydajność, spróbujcie ustawić dla swoich pamięci adresowanie 1T, a także możliwie najkrótsze opóźnienia tRCD i CAS. Pozostałymi timingami nie musicie się tak bardzo przejmować, chociaż oczywiście też jest dobrze je możliwie skrócić.

Z drugiej jednak strony zabawa timingami wcale nie jest tak opłacalna, jak to się niektórym wydaje. Spotykaliśmy się ze stwierdzeniami, że obniżenie opóźnień daje nawet kilkudziesięcioprocentowy wzrost wydajności komputera. Tymczasem pomiędzy komputerem z pamięciami DDR2 667 pracującymi z luźnymi timingami 5-5-5-17-21 2T a tym samym komputerem z pamięciami o bardzo agresywnych opóźnieniach 3-2-2-2-7 1T występuje różnica wydajności na poziomie 3-7% w testach rzeczywistych i do 18% w syntetycznych testach pamięci. Większość typowych aplikacji jest prawie nieczuła na wydajność podsystemu pamięci. Nawet popularny 3DMark05 praktycznie nie reaguje na zmiany timingów, o czym przekonaliśmy się podczas naszych testów.

Dla wszystkich wnikliwych publikujemy poniżej tabelkę z pomiarami wydajności przy różnych ustawieniach timingów i zegarów pamięci. Na podstawie wyników w tabelce każdy może sobie ocenić przyrost wydajności przy regulowaniu poszczególnymi timingami czy przy zmianach częstotliwości zegara taktującego.

W testach wydajności do 2% szybsze są moduły Corsair, jednak trzeba im podbić napięcie. Bez podnoszenia napięcia zasilającego wydajniejsze są pamięci Kingmax, które przy standardowym zasilaniu 1,9 V wytrzymują bardziej agresywne opóźnienia, a w dodatku mogą być taktowane znacznie wyższym zegarem.

Przykładowe dwa wyniki zamieszczamy na wykresach poniżej. Dokładne rezultaty znajdziecie w naszej tabelce.

Podsumowanie

DDR2 800 pamięcią przyszłości? Niewątpliwie tak. W chwili obecnej pamięci tego typu oferują tak wysoką przepustowość, że żaden pecetowy procesor nie jest w stanie ją wykorzystać. Nawet przeznaczone dla entuzjastów procesory Pentium 4 Extreme Edition o magistrali przyspieszonej z 800 do 1066 MHz w pełni zadowalają się... pamięciami DDR2 533. Posiadacze procesorów o odblokowanych mnożnikach mogą obniżyć mnożnik i podciągnąć bardzo wysoko taktowanie FSB. Ale – ręka w górę – kto z Was ma inżynieryjną wersję procesora Pentium 4 z odblokowanym mnożnikiem?...

Producenci prześcigają się z coraz szybszymi układami pamięci, które obecnie potrafią pracować z zegarami przekraczającymi 0,5 GHz (a w przypadku kości GDDR3 przeznaczonych dla kart graficznych – dochodzą do 1 GHz, czyli 2 GHz efektywnie!). I chociaż układy graficzne wyposażone są w niezwykle wydajne, dwukanałowe kontrolery pamięci o 256-bitowej szynie danych, to procesory nadal komunikują się z RAMem przez szyny o szerokości 64 bitów i stosunkowo niedużej przepustowości (rzędu kilku GB/s w porównaniu do 30-40 GB w przypadku układów graficznych). Dlatego jeśli myśleliście o kupnie pamięci DDR2 800, to jest na to jeszcze za wcześnie. Pamięci te wyprzedzają swoją epokę. Lepiej nabyć pamięci wolniejsze, DDR2 667 lub nawet DDR2 533, a następnie ustawić im możliwie krótkie timingi. Uzyskamy w ten sposób najwyższą możliwą wydajność, a jednocześnie wydamy mniej pieniędzy.

Zresztą same timingi to nie wszystko. Jak wynika z przeprowadzonych przez nas testów, bardzo agresywne timingi pamięci, chociaż przekładają się na o kilkanaście procent wyższe wyniki w testach syntetycznych pamięci, w programach użytkowych i grach dają najwyżej o kilka proc. wyższą wydajność komputera. To wzrost wydajności odczuwalny jedynie w benchmarkach, ale nie podczas normalnej pracy. Zdecydowanie lepiej jest kupić zatem więcej pamięci o luźniejszych timingach niż o połowę mniej pamięci o bardzo wysokim zegarze i agresywnych timingach. Większa pojemność pamięci RAM zdecydowanie lepiej przełoży się na wysoki komfort pracy przy komputerze. Tu jednocześnie dajemy odpowiedź tym wszystkim, którzy zastanawiają się, czy kupić 512 MB pamięci w "wyczynowych", overclockerskich modułach, czy – za te same pieniądze – 1 GB RAMu w postaci modułów o luźnych timingach. Rozwiązanie drugie jest bez wątpienia lepsze.

Czy to znaczy, że przekreślamy sens kupna pamięci DDR2 800? Nie do końca. Jeśli planujecie kupno pamięci przyszłościowej, możecie już dziś zainwestować w moduły DDR2 800, gdyż zapewne posłużą Wam przez najbliższe dwa lata (lub więcej). Zwłaszcza, że już w pierwszej połowie przyszłego roku AMD wprowadzi procesory Athlon 64 z kontrolerem pamięci DDR2, które ponoć będą potrafiły wykorzystywać przepustowość pamięci DDR2 800. A więc wiele może się w przyszłym roku zmienić.

Pamięci do testów dostarczyły firmy:

Corsair www.corsairmemory.com

Kingmax www.kingmax.com.tw

Ceny: Corsair TWIN2X1024A-6400: 879 złotych, Kingmax Mars DDRII 800 (2 x 512 MB): 610 złotych