Оперативная память — это что-то вроде кратковременной памяти компьютера. В этом руководстве вы узнаете, какую роль играют тактовая частота и задержки основной памяти, особенно в играх.

Текущие процессоры AMD и Intel теперь поддерживают оперативную память на заводе с довольно высокими тактовыми частотами, достигающими 3200 МГц, а с оперативной памятью DDR5 даже до 4800 МГц. Кроме того, более высокие тактовые частоты уже не являются чем-то необычным — в этих случаях использование специального профиля позволяет правильно управлять оперативной памятью. Однако для поддержания этих тактовых частот вам необходимо выполнить настройку в BIOS (альтернатива: ручной разгон). Мы проверили для вас, насколько тактовая частота и задержка основной памяти влияют на игровую производительность вашего компьютера.

Откуда берется значение максимально поддерживаемой частоты оперативной памяти?

Указанные значения максимальной частоты оперативной памяти часто сильно различаются между поставщиками процессоров и производителями материнских плат. Чтобы гарантировать постоянное использование компьютера, JEDEC, организация по стандартизации полупроводников, разработала спецификации для основной памяти. Это касается, например, тактовой частоты памяти или напряжения питания. Чтобы обеспечить максимальную стабильность, этого придерживаются разработчики CPU. В следующей таблице мы собрали для вас последние поколения процессоров AMD и Intel, включая тактовые частоты оперативной памяти, указанные производителями. AMD и Intel составлены с учетом тактовой частоты оперативной памяти, указанной производителями.

Для многих доступных материнских плат максимальная скорость оперативной памяти указана значительно выше, чем значения, указанные выше. Самый простой способ увеличить тактовую частоту основной памяти — использовать так называемый «XMP» (Extreme Memory Profile). Производители модулей памяти и материнских плат указывают здесь более высокие максимальные тактовые частоты оперативной памяти. Это часто сопровождается повышением напряжения питания. Даже если производители проведут для этого обширные испытания, вы не получите стопроцентной гарантии в отношении совместимости и стабильности. Это означает, что если вы планируете использовать ПК 24/7, активировать такой профиль нецелесообразно. На материнских платах AMD вместо XMP используется название «DOCP» (Direct Over Clock Profile). Материнские платы AMD используют название «DOCP» (Direct Over Clock Profile) вместо XMP.

Чтобы получить максимальную пропускную способность данных, обратите внимание, сколько каналов памяти поддерживает используемая материнская плата. Это число указывает, сколько планок памяти процессор или контроллер памяти может адресовать параллельно. Большинство материнских плат используют двухканальную архитектуру. В этом случае вы получаете значительный прирост производительности с двумя модулями оперативной памяти по сравнению с одним модулем памяти.

Основная память: объяснение частоты и задержки

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — это что-то вроде кратковременной памяти вашего ПК. Все данные и команды, необходимые процессору для выполнения программы, временно хранятся в основной памяти. Преимущество по сравнению с вызовом данных непосредственно из системной памяти, такой как жесткий диск или твердотельный накопитель, заключается в значительно более коротком времени доступа и более высокой скорости передачи. RAM ( оперативное запоминающее устройство) — это что-то вроде кратковременной памяти вашего ПК. Все данные и команды, необходимые процессору для выполнения программы, временно хранятся в основной памяти. Преимущество по сравнению с вызовом данных непосредственно из системной памяти, такой как жесткий диск или твердотельный накопитель, заключается в значительно более коротком времени доступа и более высокой скорости передачи.

Планка памяти состоит из нескольких микросхем памяти, которые, в свою очередь, состоят из миллионов маленьких конденсаторов и транзисторов. Каждая ячейка памяти соответствует одному биту и может иметь состояние 1 (заряжено) или 0 (разряжено). Когда конденсаторы снова разряжаются, состояние постоянно обновляется. Транзисторы отвечают за восстановление или изменение состояния конденсатора.  

Ячейки памяти расположены в виде сетки со строками и столбцами, как в электронной таблице Excel, поэтому контроллер памяти может точно адресовать каждую ячейку. Отсюда и название «оперативная память». При доступе к одной ячейке памяти возникают различные времена ожидания, каждое из которых указывается в тактах и, таким образом, зависит от частоты основной памяти.

Сначала контроллер памяти активирует нужную линию и отправляет команду на чтение. Эта задержка называется t _RCD = Row-to-Column Delay, что соответствует времени доступа из одной строки в один столбец. Далее идет фактическое время доступа CL = CAS Latency, которое указывает промежуток времени между командой чтения и приходом нужных данных или, другими словами, время доступа к столбцу. Считанная строка затем деактивируется. Время t _RAS описывает весь цикл от активации до процесса чтения с выводом данных и деактивацией. = Время от активного до предварительного заряда. Чтобы повторно активировать соответствующую линию, истекает время t _RP = Row Precharge Time. Так много циклов должно пройти, чтобы иметь возможность снова получить доступ к той же строке.

Фактическое прошедшее время можно рассчитать, используя частоту модуля памяти. Возьмем для примера модуль оперативной памяти DDR4 с частотой 4000 МГц и задержками CL17-17-17-37. Сначала мы вычисляем обратную величину эффективной тактовой частоты, то есть 1, деленную на 4000 МГц. Мы умножаем это значение на два (коэффициент два, потому что DDR = Double Data Rate) и количество прошлых тактовых циклов, то есть задержку CAS, равную 17. Это дает нам фактическую задержку 0,0085 микросекунд или 8,5 наносекунд.  Напротив, значение t _RP составляет 18,5 наносекунд. 

Причина фактора два кроется в названии DDR (Double Data Rate). В этом случае биты данных передаются как по переднему, так и по заднему фронту, то есть дважды за такт. Так называемый пакетный режим обеспечивает дальнейшее увеличение пропускной способности DDR-SDRAM. Это позволяет контроллеру памяти читать или изменять несколько последовательных ячеек подряд. Это исключает первый шаг, то есть активацию соответствующей строки с последующей командой чтения. Кроме того, оперативная память DDR4 имеет восемь буферов данных (фактор предварительной выборки), в которых временно хранятся данные, полученные в результате пакетного доступа.​

Насколько больше производительности дает использование профиля XMP в играх?

Высокая скорость оперативной памяти на самом деле выгодна только для определенных приложений. Сюда входит, например, шифрование файлов, (де)сжатие с помощью программ-упаковщиков или монтаж видео. Это связано с тем, что доступ к памяти происходит последовательно, а основная память может извлечь выгоду из пакетного режима и предварительной выборки данных. Однако, если есть много инструкций с небольшими пакетами данных за короткое время, то низкая задержка важнее, чем более высокая тактовая частота ОЗУ. В следующей таблице мы перечислили для вас все протестированные скорости и задержки ОЗУ:

В компьютерных играх в первую очередь учитывается производительность видеокарты, так как в большинстве случаев это ограничивающий фактор. Только когда ПК находится в пределах процессорного предела, он может значительно выиграть от более быстрой основной памяти. Это особенно актуально, если вы хотите играть с максимально возможным числом кадров в секунду и можете обойтись без высокого разрешения экрана. Чтобы максимально разгрузить видеокарту, мы изначально тестировали только в HD (1280 x 720 пикселей). Это может показаться нереальным, но оно отражает реальную производительность, которую может обеспечить комбинация ЦП + ОЗУ, если видеокарта не ограничивает ее.