Ach, ta naše paměť

Hardware | 01.11.04

Tentokrát jsme se rozhodli otestovat v současné době nejpoužívanější typyoperačních pamětí - konkrétně modely typu DDR400. Test jsme pojali z pohledu zákazníka, který se tolik nez...





Tentokrát jsme se rozhodli otestovat v současné době nejpoužívanější typy
operačních pamětí - konkrétně modely typu DDR400.

Test jsme pojali z pohledu zákazníka, který se tolik nezajímá o možnosti
maximálního přetaktování, nýbrž o to, jakou kapacitu paměti si má vybrat, jaké
časování zvolit, kolik modulů si s ohledem na DualDDR pořídit a v neposlední
řadě co pro něho bude výhodnější s ohledem na celkový výkon počítače.
Vysvětlíme, zda se vyplatí investovat do drahých kvalitních pamětí s časováním
CL2, nebo si naopak pořídit o něco pomalejší s časováním CL2,5 nebo dokonce
CL3, ovšem za téměř poloviční cenu. Tento test proto berte spíše jako porovnání
jednotlivých přírůstků výkonu při použití dražších, rychleji pracujících pamětí
oproti levnějším a dostupnějším pamětem a jako ukázku závislosti celkového
výkonu na kapacitě a typu paměti. V testu se sešlo několik pamětí od výrobců
Mushkin, Kingmax a Corsair, a to v různých velikostech a časováních.

Trocha historie
Paměti s označením DDR400 jsou v nyní na vrcholu slávy a pomalu se jim na paty
začínají dotahovat moduly DDR2. Důležití výrobci čipových sad podporují ve
svých nejnovějších sadách paměť DDR400 minimálně několik měsíců a uvádějí stále
nové verze s jejich podporou. Někteří ze zmíněných výrobců zvolili pro cestu
zvýšení propustnosti pamětí technologii DualDDR, která teoreticky zvyšuje
datovou propustnost na dvojnásobek. Jedinou v současné době možnou volbou jsou
paměti DDR400 pro platformu AMD64, kde v tuto chvíli zatím nejsou uvedeny na
trh čipové sady podporující nástupce DDR2. Tento stav by pro AMD měl platit
nejméně do poloviny roku 2005, ale není zde vyloučen přechod až na paměti typu
DDR3 s vynecháním verze DDR2. Dále najdou DDR400 uplatnění v základních deskách
postavených na čipsetu firmy Intel i915, protože ten je ještě také podporuje.
Výrobci desek si u i915 ale mohou vybrat, zda zvolí starší generaci pamětí,
nebo dají přednost novějším DDR2. Na trhu se také již objevily základní desky s
podporou obou těchto pamětí - ne ovšem najednou zapojených. Test jedné takové
desky vám přineseme v příštím čísle PC WORLDu. Paměti DDR400 budou mít
uplatnění tedy ještě nějaký ten měsíc, v čemž jim pomohou i výrobci čipových
sad.
Předchůdce těchto pamětí, tedy DDR333 (PC 2700), se na trhu držely velmi dlouho
dobu. Důvodem byla dlouhodobá podpora tohoto formátu zvláště Intelem a
neschopnost firem produkujících paměti se shodnout na formátu nástupce -
dnešních DDR400, který by mohlo potvrdit sdružení JEDEC (Joint Electronic
Device Engineering Council). Jedná se o sdružení, které certifikuje paměťové
moduly a vytváří standardy. U DDR333 bylo poprvé použito zvýšení propustnosti
použitím technologie DualDDR. Ta používá pro přístup do paměti dva paměťové
sloty. Každý slot má datovou šířku 64 bitů a použitím dvou se tak datová šířka
zvýší na 128 bitů. Tuto technologii využije hlavně systém s procesorem Pentium
4 a nové 64bitové procesory AMD. Starší verze AMD Athlon XP, respektive čipová
sada nVidia nForce2 sice podporuje také režim DualDDR, ale výkonnostní přínos
je prakticky nulový. Ještě před DDR333 existovaly dva typy DDR pamětí - DDR266
a DDR200. Typ DDR200 nebyl příliš rozšířen, velmi brzy byl nahrazen typem
DDR266, a to z prostého důvodu - ve své době jak AMD, tak i Intel zvýšili FSB
svých procesorů ze 100 MHz na 133 MHz a datový tok přenášený DDR200 prostě a
jednoduše přestal stačit. V již vzdálené minulosti pak tuto planetu s úspěchem
obývaly paměti SDRAM s rychlostmi 66/10/133 MHz a ještě předtím to by paměti
typů SIMM a EDO SIMM.

Závěrečné hodnocení
Začneme nejprve z pohledu časování pamětí: zde se rychlejší časování projeví
nejvíce v syntetických testech, ať se jedná o prosté měření přenosové rychlosti
v programu AIDA32 nebo SiSoft Sandra nebo v testech simulujících reálné
aplikace, zde zastoupených firmou Futuremark a jejími produkty PCMark04 a
3Dmark 03. Rozdíly to jsou to ovšem opravdu drobné, až nepatrné a při běžné
práci těžko postřehnutelné. Při testu výkonu počítače v reálných hrách byl
rozdíl pouhým okem nezaznamenatelný, ovšem v naší tabulce se rychlejší časování
přesto prosadilo, byť se u osazené paměťové kapacity 256 MB jednalo o necelé
tři snímky za sekundu. Při použití větší kapacity operační paměti se tento
rozdíl snižuje až k rozdílu necelého jednoho snímku za sekundu u hry Unreal
Tournament 2004. Závěrečné hodnocení z pohledu časování pamětí tedy zní, že
praktický rozdíl mezi CAS 2 (CL2) a CAS 2.5 (CL2.5) je v praxi
nepostřehnutelný. Časování CL3 již v některých okamžicích dosti výrazně
zaostávalo za předchozí dvojicí hlavně v propustnosti celého systému. Naše
doporučení se proto zde zaměří na CAS 2 a CAS 2.5. V případě, že nehodláte své
paměti dále zatěžovat zvyšováním frekvencí - přetaktováním - jednoznačně se
vyplatí pořídit si paměti s časováním CL2.5, protože rozdíl mezi výkonnostní
CL2 a CL2.5 nenahrazuje finanční prostředky vložené do nákupu dražších a
rychleji časovaných pamětí. Jiná situace ovšem nastane v případě, že hodláte
svůj systém přetaktovat. Ve většině případů se tak bude dít pomocí zvýšení FSB
a tím následně i zvýšením frekvence operačních pamětí, aby zůstaly v
synchronním módu spolu s Front Side Busem. Zde se vám bude hodit prostor, který
nabízí rychlé časování, a budete se moci pustit do postupného snižování
časování na úkor zvýšení frekvence pamětí.
Z pohledu velikosti operační paměti je třeba zdůraznit, že testy v tomto
případě nejsou schopny dostatečně přesně zaznamenat rozdíl v běhu celého
systému při osazení 256 MB a 512 MB operační paměti. Oproti osazenému 1 GB
probíhalo nabíhání operačního systému, programů i testů u obou nižších kapacit
znatelně déle. Jak testy dopadly, najdete v tabulce. Při hrách je znát patrný
rozdíl ve výrazně nižším výkonu počítače při osazení 256 MB, kde se například u
Doom 3 pohybuje výkonnostní propad při časování CL3 oproti větší kapacitě v
řádu celých osmi snímků za sekundu. Ovšem již při 512 MB a výše jsou rozdíly
minimální. Obecně lze říci, že pořizovat si 256 MB nemá v dnešní době smysl,
počítáte-li s využitím počítače i na jiné úlohy než kancelářské aplikace.
Rozdíl se projeví jak ve hrách, tak třeba i v možnosti rychlejšího a
plynulejšího střihu domácího videa. Konkrétní doporučení v této kategorii
vyneseme až po zvážení třetí možnosti, kterou je použití režimu DualDDR.
Snad v jediné námi sledované kategorii lze jednoznačně doporučit způsob
obsazení pamětí počítače. Jedná se o mod DualDDR, který výrazně zvyšuje datovou
propustnost pamětí i celého systému. Razantní zvýšení je znát ve všech
časováních i celkové kapacitě 512 MB nebo 1 024 MB. Zvýšení je opět znát hlavně
v syntetických testech, kde nárůst činil až jednu třetinu přenosové rychlosti.
V reálných aplikacích a hrách není tento nárůst tak viditelný, ale i přesto
dostanete z počítače nějaký ten snímek navíc. A co hlavně - aplikace se
načítají rychleji. Celkové hodnocení lze tedy podat takto: pro běžného
uživatele bychom doporučili nákup jednoho modulu 512 MB s tím, že v nejbližší
možné době bude moci rozšířit o druhý modul a uvést tak v činnost mód DualDDR,
ideálně však doporučujeme pořídit si rovnou dva moduly s kapacitou 512 MB. V
dnešní době se již rozhodně nevyplatí kupovat si 2 x 256 MB, se kterými sice
poběží všechno, ale z výhledem do budoucna je lepší pořídit si jeden 512 MB
modul kvůli pozdějšímu upgradu.
Jak vidíte, výkon počítače je nyní ovlivňován především výkonem procesoru a
grafického subsystému. Peníze ušetřené za paměti tedy investujte spíše do
výkonné grafické karty.

Teorie a termíny
Obecně je výkon paměťových modulů z větší části ovlivněn pracovní frekvencí.
Tento parametr ovšem není při ovlivňování výkonu jediný. Podílí se na tom i
časování pamětí, o kterém se zde rozepíšeme o trochu více, protože to je
oblast, ve v níž mnoho lidí nemá až tak úplně jasno.
Nastavení parametrů časování pamětí se děje v BIOSu počítače, kde je skryté pod
položkou Advanced Chipset Features či pod položkou podobného názvu, jež se liší
podle výrobce BIOSu. Zde bychom měli nalézt položku DRAM Timing Selectable
(Settings). Pod ní by se již mělo nacházet menu, které nás v tuto chvíli
zajímá. A to konkrétně CAS# Latency Time, DRAM RAS# to CAS# Delay, DRAM RAS#
Precharge a Precharge Delay (tRAS).
Nyní se pokusíme přiblížit výše zmíněné pojmy jako jsou CAS a RAS a poodhalit
tajemství, které se skrývá za prací paměti. Vysvětlíme si rovněž pojmy potřebné
k pochopení následujícího odstavce.
CAS - Coloumn Adress Strobe - je hodnota označující počet cyklů procesoru,
která určuje zpoždění od zahájení čtení dat z operační paměti až do přijetí
požadavku na uvolnění adresy paměťového bloku. Tato prodleva je velmi důležitá
při zápisu dat do paměti a při následné přípravě k další operaci. Pro paměti
DDR nabízejí dnešní základní desky nastavení 2, 2.5 a 3. Někteří prodejci tuto
hodnotu označují v cenících u paměťových modulů jako CLx, kde x znamená počet
cyklů nabývajících již zmíněných hodnot.
DRAM RAS# to CAS# Delay - jedná se o hodnotu udávající čas potřebný pro přechod
od vyhledávání adresového bloku v řádcích paměti na sloupce. Zde můžeme volit
mezi hodnotami 2, 3, 4, 5 a AUTO.
DRAM RAS# Precharge - v principu podobná funkce jako CAS. Rozdíl je zde ten, že
hodnota RAS označuje počet cyklů nutných k bezpečnému vykonání a ukončení všech
operací s bloky paměti a předání řízení dalšímu. Rozsah je zde od dvou do pěti
s možností automatické volby. Platí zde pravidlo jako pro CAS: čím nižší
hodnota, tím budou funkce vykonány dříve, ovšem při velmi nízkých hodnotách
může docházet k nedokončení předchozí operace s následnými projevy nestability
počítače.
Precharge Delay - tato hodnota udává časový úsek vymezující dobu, po kterou
může počítač pracovat s jedním adresním řádkem operační paměti. Nejmenší možná
hodnota je prostým součtem DRAM RAS# Precharge, DRAM RAS# to CAS# Delay a CAS.
Tato vypočtená hodnota ovšem mnohdy nepostačuje, proto se obecně doporučuje
nechat si nějakou rezervu, aby nedocházelo ke zbytečným zdržením, a tím ke
zpomalení celého systému.
Když už známe základní pojmy, můžeme si říct, co je to adresa a blok paměti.
Adresa je navržená soustava řádků a sloupců - Rows a Columns. Při hledání v
paměti se nejprve hledá daná adresa řádku. Čas vyhrazený na tuto operaci se
označuje jako RAS - Rows Access Strobe. Následuje další čekací doba označovaná
jako RAS to CAS Delay, která je vlastně něco jako rezerva pro předchozí děj.
Poté je identifikován i sloupec. I zde je rezerva pro dostatečně přesné určení
sloupce CAS. Jestliže proběhnou všechny tyto operace v pořádku, přesná adresa
datového bloku je jednoznačně určena a může se postoupit k dalšímu zpracování.
Ohledně nastavení všech těchto hodnot buďte velmi opatrní. Při nastavení velmi
nízkých hodnot časování je možné, že počítač se nebude schopen pustit nebo být
ve stabilním stavu. Proto vždy nechávejte nastavení těchto hodnot na výrobcích
pamětí a v BIOSu ponechte zatržené vždy kolonky s automatickým nastavením.

Testované paměti

Corsair XMS - 256 MB Tyto paměti jsou vybaveny mohutným chladičem v černé barvě
a hrdě se hlásí k nejvýkonnějšímu časování CL2. Dodány byly dva identické kusy,
hodící se pro mod DualDDR. Jejich přesné časování je 2-3-3-8, je tedy o něco
horší než u konkurenčního modelu pamětí Mushkin, ale v reálných testech se
tento drobný rozdíl vůbec neprojevil. Tato paměť směřuje jednoznačně do
nejvyššího segmentu, čemuž nasvědčuje její provedení i cena.

Corsair XMS - 512 MB O těchto pamětech lze říci přesně to samé, co platí o
předchozím modulu, jen s tím rozdílem, že kapacita jednoho modulu není 256 MB,
nýbrž 512 MB. Výkon je opravdu špičkový, ovšem s poměrem cena/výkon je to již
slabší.
Kingmax - 256 MB Zástupci tohoto výrobce k nám dorazili dva: prvním byly dva
moduly DDR400 s časováním CL2.5, respektive celou řadou časování 2.5-4-4-8.
Jsou dodávány bez chladiče a i podle ceny se řadí k střední výkonnostní třídě.
Zajímavostí je jistě jejich zbarvení není zelené, jak by se očekávalo, ale má
temně červenou barvu.
Kingmax - 512 MB Verze s dvojnásobnou kapacitou má již zelenou barvu, jsou
dodávány bez chladiče a časování je stejné jako u předchozího modulu tj.
2.5-4-4-8. I zde byly dodány dva stejné moduly pro využití DualDDR.
Mushkin - 256 MB Firma Mushkin řadí své paměti do barevných řad, které mají
zjednodušovat rozdělení podle časování jednotlivých kusů. Řada Basic zahrnuje
základní časování CL3. Konkrétně to je 3-4-4-8. Pomalejší časování se zde již
mírně projevilo na poklesu výkonu, to je ale bohatě kompenzováno cenou
paměťových modulů. Dodané kusy byly bez chlazení.
Mushkin - 256 MB Ještě před ukončením testů nám distributor stihl dodat novou
sérii pamětí Basic, která se vyznačuje použitím pasivního chladiče, umístěného
na pamětech. Podle vyjádření dovozce se paměti Mushkin nadále budou dodávat již
jen s chladiči. Výrobce si rovněž dovolil o něco zrychlit časování, a to na
hodnoty 3-3-3-6.
Mushkin - 256 MB Třetí dvojice pamětí s kapacitou 256 MB směřuje na výkonnostní
vrchol. V balení byly obsaženy dvě identické paměti s časováním 2-3-3-6.
Bezchybný chod má zaručit pasivní chladič zde modré barvy.
Mushkin - 512 MB Třetím zástupcem řady Basic byly dva moduly s kapacitou 512 MB
a časováním 2.5-3-3-8. Dodané byly bez chladiče. V přímém porovnání se stejně
časovanou konkurencí nebyl rozdíl znát.
Mushkin - 512 MB Nakonec jsme měli možnost otestovat hi-end verzi pamětí,
dodaných od výrobce v dvojbalení zaručujícím naprostou shodu pamětí a tudíž
ideální využití pro DualDDR. Časování těchto pamětí bylo 2-3-3-5. Na sobě měly
pasivní chladič a byly vyvedeny v modré barvě.

Jak jsme testovali?
První rozhodovací kritérium testu byla volba vhodné platformy. Jelikož jsme
chtěli porovnávat výkon i s přispěním DualDDR, rozhodli jsme se pro platformu
Intel Pentium 4 - konkrétně pro procesor Intel Pentium 4 s jádrem Prescott,
taktovaný na 3,6 GHz, FSB 800 MHz a 1024 kB L2 cache. Základní deska Albatron
byla osazena čipsetem Intel i915G s podporou operačních pamětí DDR333 a DDR400,
grafická karta byla vložena do PCI Express 16x slotu a obsahovala grafický čip
nVidia GeforceFX 5900 XT s 256 MB paměti. Pro ukládání a čtení dat posloužil
pevný disk Seagate ST3120023AS s 8MB cache, připojený přes rozhraní SATA.
Nastavení operačních pamětí jsme ručně nastavili na nejrychlejší 2-3-3-5,
střední 2.5-3-3-6 a nejpomalejší 3-4-4-8. Přitom jsme zjistili hodnoty, které
detekuje BIOS při nastavení na automatickou detekci. Testy jsme prováděli při
třech hodnotách CAS# Latency Time - a to CL2, CL2,5 a CL3. Při tomto nastavení
jsme spouštěli testy s různou velikostí operační paměti a zároveň jsme
zohlednili ve výsledcích, zda šlo o normální režim práce s pamětí nebo o
použití DualDDR technologie, tj. zda byly obsazeny sloty dva. Velikost operační
paměti byla od 256 MB do 1 GB, a to takto: 1 x 256 MB, 1 x 512 MB, 1 x 1 024
MB, DualDDR režim 2 x 256 MB a 2 x 512 MB.
Testovaná konfigurace se neměnila a měření jsme prováděli jak v syntetických
aplikacích, tak i v reálných aplikacích, převážně hrách. Sledovali jsme výkon
celé sestavy. Podrobnější údaje o naměřených hodnotách naleznete v přiložené
tabulce. Testy byly prováděny na operačním systému Windows XP Professional, kde
byly pomocí služby Microsoft Update nainstalovány všechny dostupné záplaty,
včetně Service Packu 2. Použity byly rovněž nejnovější ovladače základní desky,
grafické karty a ostatních komponent. Konkrétně šlo o Intel INF Update Utility
verze 6.0.1.1002, ovladače grafické karty nVidia ForceWare verze 61.77 a
ovladače k základní desce stažené od společnosti Albatron. Nastavení kvality
bylo ponecháno defaultní, obrazová frekvence byla nastavena na 100 Hz při
rozlišení displeje 1 024 x 768, synchronizace byla vypnuta.
Nastavení testovacích programů a her bylo následující: Unreal Tournament 2004
- rozlišení 1 024 x 768 bodů, kvalita zobrazení maximální, počet botů 16,
testovaná mapa byla AS-Convoy. Ve hře Doom3 bylo nastavení následující:
rozlišení 1 024 x 768, úroveň detailů byla nastavena na vyšší, vypnuto bylo
vyhlazování obrazu, jinak ostatní položky byly zapnuté. Testována byla mapa
demo1. V ostatních programech bylo použito standardní nastavení.

Přetaktování pamětí
Proč u mnoha prodejců najdete nejen standardizované paměti DDR266/333/400, ale
i rychlejší - DDR433/466/500/533 MHz? Při bližším zkoumání ceníků či jiných
nabídek zjistíte, že se tyto paměti neliší jen danou frekvencí, ale i
časováním. U těchto modelů je běžné časování CL2.5, ale spíše CL3. To je dáno
tím, že současné technologie nedovolují použít při takto vysokém taktu nižší
časování pamětí. A k čemu se dají použít takto vysoce taktované paměti, když
oficiální efektivní podpora FSB je u současných procesorů 400 MHz? Mnozí
uživatelé ale přesto sáhnou po těchto pamětech z důvodu, že počítají s
přetaktováním systému.

Přetaktování
Pro současné systémy využívající FSB na 400 MHz je z hlediska výkonu
nejvýhodnější mít paměti taktované synchronně, tj. na stejné frekvenci jako
rychlost sběrnice. A to z toho důvodu, že při předávání jednotlivých datových
informací mezi procesorem a operační pamětí nedochází k prodlevám. Toho
využívají uživatelé zejména méně taktovaných procesorů, kdy současně s rostoucí
FSB se zvyšuje i frekvence pamětí. Při dobrém chlazení procesoru je možné
dosáhnout hodnot i několik desítek MHz nad oficiální hodnotu FSB. Tyto
frekvence by ale klasické paměti DDR400 zcela jistě nezvládly, a proto se
používají rychlejší paměti testované a certifikované na vyšší frekvence, aby
byla zachována synchronizace mezi frekvencí operační paměti a FSB - a tím byl
zvýšen výkon systému.

Chlazení pamětí
V počítači se musí chladit mnoho věcí - procesor, grafická karta, čipset na
základní desce, postupně se přidává chlazení pevných disků a v neposlední řadě
i chlazení operačních pamětí.
Odvod tepla se na paměťových modulech realizuje přes pasivní chladiče, které
jsou umístěné po obou stranách paměti. Rozdíl může dosáhnout v nepříliš dobře
větrané skříni až deseti stupňů Celsia, a to může mít za následek nestabilitu
systému projevující se několika způsoby. Nejlehčí forma se projevuje velmi
výrazným zpomalením systému, protože výpadky dat způsobené přehřátím paměťových
čipů stihne systém znovu doplnit a načíst z pevného disku nebo jiného
paměťového média. Střední forma se obvykle projevuje náhodnými výpadky systému.
Mezi ně se řadí nenáviděné náhodné restarty v nejnevhodnější dobu - deset minut
před odevzdáním důležitého úkolu nebo semestrální práce a podobně. Pak se může
objevit i známá obrazovka smrti Windows, tzv. Blue-screen. Mnohdy u počítačů s
těmito symptomy stačí zlepšit odvětrávání a chlazení celého systému. V
nejhorším případě však může dojít až k fyzickému poškození paměti. To může vést
k znehodnocení celého paměťového modulu a následné finanční ztrátě. Chlazení
paměťových modulů, které nejsou opatřeny pasivními chladiči, ovšem můžeme
zajistit také, a to zajištěním správného průchodu vzduchu okolo paměťových
modulů. K tomu pomohou i externí chladiče strategicky rozmístěné ve skříni
počítače a úprava datových kabelů tak, aby nepřekážely cirkulaci vzduchu.

Co to je DDR?
Přesné označení je DDR SDRAM, číslo označuje efektivní frekvenci pamětí.
Zkratka DDR je složená ze slov Double Data Rate. Ta označuje, že data jsou
přenášena oproti starším typům dvojnásobně rychle, a to jak při náběhu hrany,
tak i při jejím sestupu.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.