Какая память хороша для Phenom II X6?

Введение

После того, как нами было детально рассмотрено влияние частоты и таймингов памяти на скорость работы различных LGA1156 процессоров, вполне логично посмотреть, как же обстоит дело в других общеупотребительных платформах. Объектом нашего следующего исследования стала платформа Socket AM3, которая благодаря стараниям компании AMD, выпустившей весьма удачные недорогие шестиядерные процессоры Phenom II X6, успешно наращивает свою популярность.

Все мы хорошо помним, что контроллер памяти современных процессоров AMD, основывающихся на 45-нм ядре, к которым относятся и Phenom II X6, обладает широкой универсальностью — он может работать не только с современной DDR3 памятью, но и с устаревшей DDR2 SDRAM. Сделано это для их совместимости со старыми Socket AM2+ системами, однако очевидно, что только в новых платформах такие процессоры способны полнее раскрывать свою производительность. При появлении первых Phenom II X4, совместимых с обоими типами памяти, мы проводили сравнительные тесты, которые показывали, что использование новых материнских плат с DDR3 вместо Socket AM2+ плат c DDR2 памятью позволяет получить прирост в быстродействии в пределах 5-10 %. Тем не менее, тогда однозначный выбор в пользу более новой технологии SDRAM был затруднён: DDR3 модули обладали существенно более высокой стоимостью. К сегодняшнему же дню различие в ценах между DDR2 и DDR3 сравнялось (а в отдельных случаях DDR3 стоит даже дешевле), а потому нет причин всё ещё принимать во внимание более медленную DDR2 память.

В то же время число различных предложений DDR3 памяти поражает воображение. Производители модулей памяти предлагают массу продуктов с различными скоростями, задержками и ёмкостями, поиск наиболее оптимального варианта среди которых не так уж и очевиден. Собираясь внести какую-нибудь ясность в проблему выбора памяти для Socket AM3 процессоров, мы провели специальное тестирование различных типов DDR3 SDRAM. Дополнительным стимулом для проведения такого тестирование стало появление свежего поколения материнских плат, в основе которого лежит новый набор логики AMD 890FX. Согласно заявлениям компании AMD и некоторых производителей плат, их новые продукты наконец-то способны заработать со скоростной DDR3-2000 SDRAM (естественно, в режиме разгона, но ранее и такая возможность отметалась на корню). Эта тема также показалась нам небезынтересной, поэтому мы попытались проверить эти маркетинговые утверждения, и как показало дальнейшее тестирование — совсем не зря.

Описание тестовой системы

Наши намерения исследовать зависимость быстродействия наиболее актуальных Socket AM3 платформ от выбора памяти однозначно определили основные составляющие тестовой системы. В её основе использовался новый шестиядерный процессор Phenom II X6 и материнская плата на базе AMD 890FX одного из ведущих производителей. В итоге, в состав испытательного стенда были включены следующие компоненты:

Процессор: Phenom II X6 1090T (Thuban, 6 ядер/6 потоков, 3,2 ГГц, 6 Мбайт L3);
Материнская плата: ASUS Crosshair IV Formula (Socket AM3, AMD 890FX);
Память: 2 x 2 Гбайта, DDR3-2000 SDRAM, Patriot Viper II Sector 5 PC3-16000 (PVV34G2000LLKB);
Графическая карта ATI Radeon HD 5870;
Жёсткий диск Western Digital VelociRaptor WD3000HLFS;
Процессорный кулер Thermalright Ultra-120 eXtreme с вентилятором Enermax Everest;
Блок питания: Tagan TG880-U33II (880 Вт);
Операционная система: Microsoft Windows 7 Ultimate x64;
Драйверы:

ATI Catalyst 10.6 Display Driver.

Тест первый: номинальный режим

По сложившейся традиции, первая часть тестирования была посвящена работе системы в номинальном состоянии, когда никакие из аппаратных компонентов не были подвержены разгону. Изменялись лишь множитель, задающий частоту памяти, и её задержки. Во время этого теста мы пытались смоделировать наиболее типичные условия функционирования платформы, а потому не стали деактивировать какие-либо процессорные технологии. Технологии AMD Turbo Core и Cool’n’Quiet работали, как им и положено: при нагрузке на три и меньшее количество ядер тестовый процессор Phenom II X6 1090T автоматически разгонялся до частоты 3,6 ГГц, более же интенсивная нагрузка понижала его тактовую частоту до указанных в спецификации 3,2 ГГц.

Кстати, говоря о тестах памяти, следует напомнить проделанную инженерами AMD работу по программной поддержке своей платформы. Поддерживаемая программистами компании утилита AMD OverDrive способна сильно упростить подбор и тестирование оптимальных конфигураций системной памяти в Socket AM3 системах, ведь она позволяет изменять все параметры контроллера памяти (и не только их) прямо из операционной системы — без перезагрузки.

Посредством этой же утилиты компания AMD предполагает и поддержку профилей настроек подсистемы памяти BEMP (Black Edition Memory Profile) — аналог интеловской технологии XMP. Но реализация AMD не предполагает хранение профилей в SPD модулей памяти, необходимые же профили настроек поставляются вместе с утилитой. Идея интересная, однако в сегодняшнем виде она вряд ли может кого-то заинтересовать реально, ведь список поддерживаемых технологией BEMP модулей включает всего лишь несколько достаточно редких наименований.

Следует заметить, что компания AMD дала своим двухъядерным, трёхъядерным, четырёхъядерным и шестиядерным процессорам серии Phenom II совместимость с DDR3 памятью, работающей на частоте 1067, 1333 и 1600 МГц. В этом Phenom II похожи на Core i7, но вот более дешёвые процессоры Athlon II, как и Core i5, поддержки DDR3-1600 лишены. Впрочем, в нашей тестовой системе использовался наиболее современный шестиядерный Phenom II, поэтому работу Socket AM3 платформы с DDR3-1600 мы смогли протестировать без какого-либо разгона.

При работе в номинальном режиме мы не можем высказать в адрес контроллера памяти Phenom II X6 никаких претензий: при установке любых скоростей и задержек памяти система оставалась полностью работоспособной, плюс к тому не наблюдалось и никаких малопонятных «провалов» в производительности. Кстати, в отличие от процессоров Intel с интегрированным контроллером памяти, процессоры AMD не накладывают никаких специальных требований и на напряжение питания SDRAM. Его значительное завышение не влечёт никакой опасности для CPU, что, впрочем, совершенно закономерно, учитывая совместимость встроенного контроллера и с DDR2, использующей куда большее, чем DDR3, напряжение.

На этом от предварительных замечаний перейдём к результатам тестов и их анализу. В первую очередь мы воспользовались синтетическими тестами, встроенными в утилиту Lavalys Everest.

Вполне закономерная картина: с ростом частоты и уменьшением таймингов память начинает демонстрировать и более выгодные практические результаты. Увеличение частоты работы двухканальной памяти на каждые 266 МГц позволяет получить 6-процентный прирост в практической пропускной способности при чтении, а уменьшение таймингов на один цикл даёт 4-процентное снижение латентности. Однако не следует забывать, что современные процессоры обладают достаточно вместительной трёхуровневой кэш-памятью, которая может легко сглаживать скоростные параметры памяти в большинстве приложений, поэтому окончательные суждения должны базироваться на числах, полученных в тестах, использующих реальные приложения и алгоритмы.

Вряд ли приведённые диаграммы нуждаются в развёрнутых комментариях. То, что настройки памяти способны повлиять на быстродействие лишь незначительно, видно и так. Фактически, ощутить прелести более быстрой памяти, работающей с уменьшенными задержками, можно лишь в отдельных задачах, активно оперирующих большими объёмами данных. И даже по нашей достаточно небольшой выборке приложений можно судить о том, что к таким задачам относятся архивация и современные 3D-игры. А это означает, что наиболее тщательно подходить к выбору памяти следует лишь той категории пользователей, которая относит себя к числу серьёзных игроков. Профессиональные применения, которые можно обобщённо охарактеризовать как обработка и создание цифрового контента, вопреки расхожему мнению, на изменение свойств подсистемы памяти практически не отзываются.

Тест второй: разгон

В штатном режиме ситуация, наблюдаемая в платформе Socket AM3, мало отличается от того, что мы видели ранее, когда изучали, как влияет скорость и тайминги памяти на быстродействие систем с интеловскими процессорами. Может ли изменить эту тенденцию разгон? Посмотрим.

Применяемый нами для тестирования процессор Phenom II X6 1090T относится к классу Black Edition — это означает, что разгонять его возможно как при помощи тактового генератора, так и множителем. Но второй метод никак не затрагивает контроллер памяти, поэтому нам он в данном случае неинтересен. Разгоняли же процессор для проведения второй части тестов мы увеличением частоты базового тактового генератора, коэффициент умножения при этом оставался равным 16. При разгоне была получена частота 4,0 ГГц — именно до этого предела и разгоняется при использовании воздушного охлаждения большинство процессоров, относящихся к семейству Phenom II.

Увеличение частоты тактового генератора симметрично увеличивает и все остальные частоты в системе, задаваемые через множители. Так, благодаря росту базовой частоты с 200 до 250 МГц процессор приобретает формальную поддержку другого набора частот памяти, включающего DDR3-1000, DDR3-1333, DDR3-1667 и DDR3-2000. Именно на этот эффект и опираются производители материнских плат, говорящие о совместимости их продуктов с более скоростной, чем DDR3-1600, памятью.

Впрочем, порой их маркетинговые лозунги далеки от суровой действительности. Заставить память в Socket AM3 платформе стабильно функционировать в режиме DDR3-2000 в реальности практически невозможно. Собственно, ранее никто даже и не заикался о такой возможности. Но выход процессоров семейства Phenom II X6 с ядром нового степпинга E0 (в контроллере памяти которого были сделаны оптимизации) и появление набора логики AMD 890FX позволил маркетологам проявить большую смелость: тем более AMD пообещала, что в указанной комбинации DDR3-2000 теоретически всё-таки может заработать. Но, правда, только при благоприятном стечении обстоятельств: наличии в системе «правильной» материнской платы на базе набора логики AMD 890FX, выборе удачного экземпляра процессора Phenom II X6 с хорошо разгоняемым контроллером памяти и при использовании модулей памяти, способных работать на столь высокой частоте.

Производители материнских плат тут же растиражировали эту новость, скромно умолчав обо всех оговорках, из чего может сложиться впечатление, что DDR3-2000 SDRAM нормально работает на новых платах при использовании шестиядерных процессоров.

Но в действительности это далеко не так. Хотя в сети можно встретить упоминания об успешных экспериментах такого рода, их следует рассматривать как исключения из общего правила: устойчивая работа памяти на 2000 МГц в Socket AM3 системах — это большая редкость.

Например, хотя мы использовали в тестах «официально совместимую с DDR3-2000» материнскую плату ASUS Crosshair IV Formula и подходящий по формальным признакам процессор Phenom II X6 1090T, стабильной работы DDR3-2000 в нашей тестовой системе добиться мы так и не смогли. Соответственно, поэтому тесты памяти при разгоне частоты базового тактового генератора до 250 МГц ограничились лишь режимами DDR3-1000, DDR3-1333 и DDR3-1667.

При разгоне процессора путём повышения частоты тактового генератора одновременно с доступными частотами памяти может увеличиваться и частота работы встроенного в процессор северного моста, включающего L3-кэш и контроллер памяти. В наших прошлых руководствах по разгону мы рекомендовали понижать соответствующий множитель с тем, чтобы частота северного моста при разгоне не слишком сильно отклонялась от штатных 2,0 ГГц. Однако в борьбе за максимальную производительность вместе с процессором можно разгонять и встроенный в процессор северный мост — это, безусловно, может дать определённый прирост в скорости работы. Тем более, на такую возможность косвенно намекает сама AMD: например, в аналогичных десктопным процессорам Thuban серверных Istanbul северный мост тактуется на 2,2 ГГц по умолчанию.

Как показали практические эксперименты, в избранном для тестов процессоре Phenom II X6 1090T северный мост без каких либо проблем путём изменения соответствующего множителя может быть разогнан в полтора раза — до 3,0 ГГц. К сожалению, повышение множителя, отвечающего за эту частоту, выше штатных 10х позволяют только процессоры класса Black Edition, поэтому владельцам более «простых» разновидностей процессоров приходится довольствоваться лишь разгоном, пропорциональным частоте базового тактового генератора.

Впрочем, стоит ли так уж горевать по этому поводу? Для того чтобы расставить все точки над «ё» и прояснить влияние частоты работы встроенного северного моста на общую производительность системы, мы провели отдельное тестирование производительности разогнанного до 4,0 ГГц процессора Phenom II X6 1090T со встроенным северным мостом, работающим на двух различных частотах: штатных 2,0 ГГц и при разгоне до 3,0 ГГц. Для соблюдения равенства прочих условий сравнения в обоих случаях использовались идентичные режимы работы памяти: DDR3-1333 со схемой задержек 9-9-9-27-1T. Следующая таблица демонстрирует разницу в производительности, наблюдаемую в основных тестах и реальных приложениях:

То, что частота работы встроенного в процессор северного моста влияет на общую производительность, совсем не удивительно, ведь в состав этого узла входит не только контроллер памяти, но и кэш-память третьего уровня. Так что увеличение данной частоты просто не может не сказываться положительным образом на функционировании всей подсистемы памяти. Но с другой стороны, наблюдаемый в тестах прирост быстродействия явно не соизмерим с масштабами разгона. Действительно, увеличение частоты работы встроенного в CPU северного моста в полтора раза приводит всего лишь к 5-процентному повышению производительности, да и то не всегда. А это значит, что не имей наш тестовый процессор разблокированных множителей, и увеличение быстродействия, обуславливаемое пропорциональным изменению частоты базового тактового генератора разгоном встроенного в процессор северного моста, оказалось бы и того меньше.

Иными словами, эффект от изменения частоты работы Uncore части процессора, безусловно, есть, но его величина вряд ли может каким-то кардинальным образом способна повлиять на общую производительность системы. Судя по всему, большего можно добиться даже от простого разгона оперативной памяти. Собственно, дальнейшие диаграммы посвящены демонстрации зависимости производительности именно от частоты и задержек памяти. Приводимые результаты получены при работе встроенного северного моста на частоте, наращённой до 3,0 ГГц.

Для начала ознакомимся с данными, полученными при измерении практической пропускной способности и латентности.

В целом, результаты примерно такие же, как и в предыдущем разделе. На первый взгляд разгон процессора и его контроллера памяти мало повлиял на результаты синтетического теста Everest CacheMem, они кажутся почти такими же, как и в предыдущем разделе. Но при более внимательном анализе выясняется, что качественное изменение ситуации всё же произошло, но кроется оно только в результатах теста на скорость копирования данных в памяти. Разгон сделал зависимость пропускной способности при копировании от частоты памяти более выраженной, так что мы вполне можем ожидать и каких-то изменений и в тестах, основанных на применении реальных приложений и алгоритмов.

Надо сказать, что на фоне результатов, полученных без разгона, эти диаграммы выглядят гораздо веселее. И не удивительно. Разгон процессора увеличил его потребность в данных, а увеличение частоты работы встроенного в процессор северного моста позволило уменьшить накладные расходы на магистрали «вычислительные ядра — память». В итоге, даже в таких безразличных к скорости памяти задачах, как финальный рендеринг или кодирование видео, частота DDR3 SDRAM и её задержки начинают играть какую-то роль. Конечно, мы не можем применить к этой роли никаких громких эпитетов, но в среднем, варьируя различные параметры памяти можно получить примерно 5-процентный выигрыш в производительности. Приложения же, которые реагируют на производительность подсистемы памяти особенно чутко, могут получать прирост в быстродействии, доходящий до 10—15 %. А это значит, что оверклокеры подходить к выбору памяти столь же безразлично, как обычные пользователи, уже не могут.

Patriot PVV34G2000LLKB, или насколько нужна DDR3-2000 в Socket AM3-системе

Вы уже, наверное, заметили, что, надеясь построить Socket AM3 систему с DDR3-2000 памятью, мы выбрали для тестов высококачественный оверклокерский комплект модулей DDR3 SDRAM серии Viper II Sector 5 компании Patriot. Но несмотря на то, что используемая нами память безусловно способна работать на частоте 2 ГГц (собственно, это для неё — номинальный режим), задействовать её возможности «по полной программе» мы не смогли. Виной тому нерешённые проблемы платформы AMD, которая даже в самом современном варианте оказалась совершенно не готова к работе с высокочастотной памятью. Для того чтобы реабилитировать использовавшиеся нами в тестах модули Patriot PVV34G2000LLKB и показать, что вина за фиаско лежит вовсе не на памяти, мы и добавили в статью этот раздел, в котором вкратце расскажем, на что на самом деле способны эти модули. А заодно посмотрим, насколько серьёзно ограничивает частотный потенциал DDR3 SDRAM контроллер памяти процессора Phenom II X6.

Итак, комплект Patriot PVV34G2000LLKB — это два двухгигабайтных модуля DDR3 памяти, рассчитанные на работу в режиме DDR3-2000 с таймингами 8-8-8-26. Формально эти модули предназначаются для LGA1156-систем, а потому их напряжение питание установлено в рекомендуемые компанией Intel для таких платформ 1,65 В.

Комплект Patriot PVV34G2000LLKB относится производителем к серии Viper II Sector 5, что означает использование в модулях особых алюминиевых радиаторов увеличенной площади. При этом ничего экстраординарного в них нет, это вполне обычные штампованные пластины с чёрным анодированием, имеющие увеличенную высоту и гребнеобразный верхний край. Но этого уже вполне достаточно: никаких проблем с перегревом чипов памяти в процессе работы у рассматриваемых модулей не возникает. Однако, как и всегда, когда производители искусственно увеличивают высоту памяти, у Patriot PVV34G2000LLKB возможны трудности с установкой в системы с массивными процессорными кулерами.

Радиаторы крепятся на чипах также типовым способом — при помощи клейкого лентообразного термоинтерфейса. Под ними скрыт приятный сюрприз — в основе памяти PVV34G2000LLKB лежат чипы Elpida «Hyper», неоднократно расхваленные нами в предыдущих обзорах DDR3.

После этого кажется совершенно закономерным, что комплект памяти Patriot PVV34G2000LLKB имеет столь впечатляющие официальные характеристики:

Двухканальный комплект состоит из двух модулей по 2 Гбайта каждый;
Номинальная частота: 2000 МГц;
Тайминги: 8-8-8-26;
Рабочее напряжение 1,65 В.

К сказанному необходимо добавить, что комплект поставки рассматриваемых модулей отличается некоторой оригинальностью: он включает в себя регистрационный ключ для популярного в оверклокерских кругах теста Futuremark 3DMark Vantage.

Поскольку память Patriot PVV34G2000LLKB нацеливается в первую очередь на применение в составе систем с LGA1156 процессорами, нет ничего удивительного в том, что модули имеют поддержку технологии XMP.

При этом в профилях значится сразу три режима. Определённый в спецификации DDR3-2000 с задержками 8-8-8-26, а также режимы DDR3-1750 с задержками 7-7-7-23 и DDR3-1500 с ещё более агрессивными таймингами 6-6-6-20.

Итак, в теории комплект Patriot PVV34G2000LLKB выглядит очень красиво. На практике он тоже вполне может подтвердить свои высокие показатели, но только в системах с LGA1156 процессорами, относящимися к серии Core i7. Так, на плате ASUS P7P55D Premium с набором логики Intel P55 Express, используя процессор Core i7-860, мы смогли добиться стабильного функционирования памяти в режиме DDR3-2119 с таймингами 8-8-8-24-2T. При этом напряжение питания модулей DDR3, как и положено согласно их спецификации и рекомендациям Intel, составляло 1,65 В.

Иными словами, Patriot PVV34G2000LLKB — это отличная память для энтузиастов, которая не только может работать на частоте 2000 МГц с достаточно агрессивными задержками, но и может быть дополнительно разогнана до существенно более высоких частот.

Однако, как уже было сказано выше, Socket AM3 система оказалась неспособна тактовать память на такой высокой частоте, поэтому на плате ASUS Crosshair IV Formula с процессором Phenom II X6 1090T максимальный разгон этой же памяти позволил достичь лишь режима DDR3-1833 с аналогичными таймингами 8-8-8-24-1T и при напряжении 1,65 В.

Сопоставляя эти результаты с полученными в интеловской системе, с полной уверенностью можно говорить о том, что проблема кроется отнюдь не в модулях памяти. Очевидно, что дело в контроллере памяти процессора и материнской плате — в нашем конкретном случае они не способны тактовать память на высоких частотах, несмотря на то, что все формальные требования для поддержки DDR3-2000 были соблюдены.

Ситуация не меняется и в том случае, если прибегнуть к установке ослабленных таймингов или повышению напряжения питания на слотах DIMM.

Даже при установке задержек по схеме 10-10-10-30-2T максимальная частота работы памяти практически не сдвинулась выше и осталась на отметке 1873 МГц. Так что, как ни крути, получается, что говорить о какой-либо поддержке DDR3-2000 в Socket AM3-системах пока что явно преждевременно. Добиться такого разгона памяти в системах на базе процессоров Phenom II X6 можно только специальным образом отбирая компоненты. Поэтому в большинстве случаев в приобретении скоростной памяти для использования в системах, основанных на компонентах компании AMD, нет никакого практического смысла.

Выводы

И вновь результаты очередного исследования связи между скоростью работы памяти и общей производительностью трудно назвать неожиданными. Как и в интеловских системах, частота и тайминги DDR3 SDRAM способны повлиять на быстродействие Socket AM3 платформ лишь незначительно. Современные процессоры обладают кэш-памятью с объёмом, вполне достаточным для того, чтобы сглаживать все задержки, возникающие на пути данных к вычислительным ядрам. Поэтому в номинальном режиме наша система, основанная на современном Socket AM3-процессоре Phenom II X6 с вместительным L3-кэшем ёмкостью 6 Мбайт, продемонстрировала лишь 2—3-процентную реакцию на работу DDR3 памяти на разных частотах и с разными задержками. Правда, в ряде случаев, в приложениях, оперирующих большими объёмами данных наиболее интенсивно, зависимость может достигать и 5 %, но общих выводов это не меняет. При эксплуатации компонентов в штатном режиме практически нет никакой разницы — какая память, DDR3-1067, DDR3-1333 или DDR3-1600 вставлена в слоты DIMM. Главное, использовать её в двухканальном режиме, то есть совместно использовать пары одинаковых по характеристикам модулей.

Тем не менее, разгон всё-таки способен внести в эти скучные выводы некоторое оживление. Процессоры AMD позволяют разгонять свой контроллер памяти и L3-кэш отдельно от вычислительных ядер. И, надо сказать, этот трюк даёт вполне неплохие результаты. Несмотря на то, что встроенный северный мост рассчитан на работу при частоте 2,0 ГГц, его можно заставить работать на существенно более высоких частотах. И это позволяет выиграть до 5 % производительности, пренебрегать которыми явно не следует в том случае, если вас действительно заботит скорость работы подсистемы памяти.

Рост частоты базового тактового генератора, являющийся ключом к разгону вычислительных ядер и встроенного в процессор северного моста, открывает возможности и для установки повышенных частот DDR3 SDRAM. Всё это вместе с увеличенным шагом между доступными скоростями памяти даёт возможность увидеть более явную разницу в производительности платформы при использовании памяти с разной частотой и таймингами. Так, отличие между самым медленным и самым быстрым режимом памяти при установке частоты тактового генератора на 250 МГц доходит в среднем до 5 %, достигая порой и 8—9 %. И это несмотря на то, что нам так и не удалось запустить память в наиболее скоростном режиме DDR3-2000, по поводу которого требуются дополнительные разъяснения.

Компания AMD и производители материнских плат поспешили уверить пользователей в том, что в новых платах, базирующихся на наборе логики AMD 890FX совместно с процессорами Phenom II X6, при разгоне стал доступен режим DDR3-2000, но на деле это не более чем «маркетинговый шум», далёкий от истины. В этом утверждении явно забыто важное уточнение вроде «при благоприятном расположении планет Солнечной системы», меняющее суть. Многократно подтверждённым же пределом разгона памяти для Socket AM3 систем является 1800—1900 МГц, и именно на него следует ориентироваться. Достижение же более высоких результатов возможно, но только при специальном отборе наиболее удачных экземпляров плат и, в первую очередь, процессоров. Таким образом, большинству владельцев систем, построенных на процессорах компании AMD, вся скоростная память, в изобилии представленная на витринах магазинов, мягко говоря, малоинтересна. Таким пользователям можно смело рекомендовать не обращать внимания на оверклокерские модули с частотой выше DDR3-1866.

Другие материалы по данной теме

Clarkdale и скоростная DDR3 SDRAM: а есть ли смысл?
Kingston LoVo HyperX – память с низким энергопотреблением
Выбираем DDR3-память для платформы LGA1156