Огляд комплекту оперативної пам'яті DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 обсягом 16 ГБ

Анонсу нової високопродуктивної платформи Socket LGA2011-v3 без перебільшення чекали багато користувачів. Адже крім запуску в серію передової лінійки процесорів Intel Haswell-E і материнських плат, основаних на флагманському чіпсеті Intel X99, піднялася завіса й над оперативною пам'яттю DDR4. Згодом підтримку цього стандарту нам обіцяють і на більш доступних версіях CPU. Але на сьогоднішній день ситуація така, що тільки власники ПК, зібраних на основі платформи Socket LGA2011-v3, зможуть відчути всі переваги нового типу пам'яті.

Однак перед тим як переходити до практичної частини питання, давайте поглянемо, чим же стандарт DDR4 відрізняється від DDR3. Почнемо ми не з опису нововведень, а з коротенького екскурсу в історію. Це дасть можливість зрозуміти, що привело до появи пам'яті DDR4 і що її чекає в майбутньому.

Стандарт DDR3 був анонсований в 2007 році, коли на ринку панувала пам'ять типу DDR2 із частотами 800 і 1066 МГц. Таку ж швидкість спочатку мали й модулі DDR3. Однак через більші затримки вони демонстрували трохи меншу продуктивність. У той момент дуже багато хто ставив запитання: «А навіщо нам нова пам'ять, якщо вона працює повільніше старої при рівних частотах і коштує дорожче?» Зараз же, через 7 років, такі висловлювання викликають лише посмішку. Справа в тому, що значення 1066 МГц було стартовою позицією для стандарту DDR3, тоді як для більшості модулів DDR2 – максимально можливим. Ні, на прилавках магазинів, звичайно, були присутні набори пам'яті DDR2, яким покорялися й більші частоти, однак і коштували вони при цьому відповідно. До того ж для досягнення високих швидкостей доводилося дуже сильно підвищувати напругу живлення, іноді до 2,5 В. Планки пам'яті стандарту DDR3 легко ж працювали на аналогічних частотах при напрузі 1,5 В. Тобто виробники материнських плат могли спростити конструкцію перетворювача живлення, а самим користувачам більше не потрібно було переживати про можливе перегрівання модулів.

З пам'яттю DDR4 зараз спостерігається аналогічна ситуація, тільки пара стандартів DDR2-DDR3 помінялася на DDR3-DDR4. На старті продажів модулі DDR4 і коштують значно дорожче, і демонструють трохи гірші результати на однакових частотах у порівнянні із планками DDR3. І знову постає те саме питання: «Навіщо нам тоді потрібна така пам'ять?»

Багато читачів уже, напевно, здогадалися, що відповіддю буде, як і в попередньому випадку, той факт, що стандарт DDR3 уже вичерпав свій потенціал. Частоти понад 2400 МГц даються дуже великою ціною: потрібні добірні чіпи, які надходять на виробництво в обмеженій кількості, а також тривалі «танці з бубном» навколо системи, щоб вона стабільно працювала з такими показниками. А іноді й це не допомагає: вбудований у процесор контролер пам'яті просто не витягає таку швидкість.

Тут стандарт DDR4 змушує подивитися на себе в новому світлі. Для модулів пам'яті DDR4 частоти 2133 / 2400 МГц є номінальними, і, судячи із графіка, вони легко можуть бути збільшені аж до 3000 МГц за допомогою стандартних XMP-профілів. І це ще не межа. Уже звучать заяви про можливість досягнення швидкості в цілих 4266 МГц, що стане полем діяльності для ентузіастів, які змагаються за встановлення світових рекордів у різних оверклокерських дисциплінах.

Що ж стосується мейнстрім-сегменту, то поки що виробники досить стримані у своїх прогнозах: навіть до кінця 2015 року ніякої експансії нового стандарту на ринку пам'яті не передбачається. Для цього є цілком об'єктивні причини: відсутність на прилавках магазинів доступних платформ, у яких реалізована підтримка пам'яті DDR4, і дорожнеча самих модулів.

Проте, перспективи в нового стандарту не такі вже і погані, оскільки крім великого частотного потенціалу він має ряд поліпшень у порівнянні зі своїм попередником DDR3. По-перше, реорганізація на структурному рівні (збільшення кількості банків і зменшення довжини рядка) дозволяє досягнути більшої продуктивності й пропускної здатності пам'яті.

По-друге, зросте ємність одного модуля. Справа в тому, що планки пам'яті типу DDR3, як правило, набрані з мікросхем ємністю 4 Гбіт. Мікроархітектура DDR4 передбачає використання 8-гігабітних чіпів. Тобто при однаковій кількості мікросхем на виході ми одержимо у два рази більший обсяг. Саме тому мінімальна ємність одного модуля становитиме 4 ГБ, а максимальна − 32 ГБ. Але таке обмеження діятиме тільки для масового сегменту ринку. На практиці ж обсяг можна буде легко наростити й до значно більшого значення шляхом використання 16-гігабітних чіпів і багатошарового їхнього компонування в одному корпусі DRAM.

Остання технологія одержала назву Through-silicon Via або TSV. Завдяки їй компанії SK hynix уже вдалося створити модуль стандарту DDR4 обсягом 128 ГБ, і, зважаючи на все, це ще не межа. Щоправда, у виробництві такі планки виходять дуже дорогими й навряд чи вони коли-небудь потраплять на ринок десктопних рішень, а будуть застосовуватися лише в потужних серверах і обчислювальних станціях. Ще однією перешкодою є відсутність підтримки модулів великої ємності сучасними апаратними платформами. Наприклад, навіть топові процесори Intel Haswell-E можуть працювати лише з модулями обсягом до 16 ГБ. Те ж саме стосується й материнських плат, доступних сьогодні на ринку.

Тому розраховувати на масове поширення 16-гігабайтних (не кажучи вже про 32- гігабайтні) модулів поки що не варто. За прогнозами компанії Corsair, ринок «доросте» до них не раніше 2015 року.

Слідом за збільшенням продуктивності покращилися й показники енергоефективності нової пам'яті. Нагадаємо, що для коректної роботи модулів стандарту DDR3 на номінальних частотах була потрібна напруга живлення, рівна 1,5 В, а на швидкостях понад 1866 МГц - 1,65 В. Для планок же типу DDR4 стандартним є значення 1,2 В і 1,35 В у випадку розгону. Це дозволить додатково знизити навантаження на перетворювач живлення на материнській платі, а також зменшити нагрівання самих чіпів пам'яті. Крім того, модернізації піддався й внутрішній електричний інтерфейс мікросхем. Усе це повинно скоротити кількість споживаної енергії приблизно на 30%. У рамках ПК це мізер, однак для мобільних пристроїв може виявитися досить істотним показником.

Стандарт DDR3

Стандарт DDR4

Ще одним удосконаленням, на яке обов'язково варто звернути увагу, є впровадження нової шини зв'язку модулів з контролером пам'яті. У стандарті DDR3 застосовується інтерфейс Multi-Drop Bus із двома каналами. При використанні відразу чотирьох слотів виходить, що два модулі «висять» на одному каналі, що не найкращим чином позначається на продуктивності підсистеми пам'яті.

У стандарті DDR4 удосконалили цей інтерфейс, застосувавши більш ефективну схему - один модуль на один канал. Новий тип шини одержав назву Point-to-Point Bus. Паралельний доступ до слотів однозначно кращий послідовного, оскільки надалі дозволяє більш ефективно нарощувати швидкодію всієї підсистеми. Може бути, зараз особливої переваги користувачі й не відчують, однак надалі, коли зростуть обсяги передаваної інформації, він стане досить затребуваним. Адже саме за такою ж схемою розвивалася і відеопам'ять GDDR, й інтерфейс PCI Express. Тільки використання паралельного доступу дозволило значною мірою збільшити їхню продуктивність.

Однак шина Point-to-Point Bus накладає певні обмеження на кількість використовуваних модулів. Так, двоканальний контролер може обслуговувати тільки два слоти, а чотирьохканальний - чотири. При збільшенні обсягів планок стандарту DDR4 це не настільки критично, але все-таки спочатку може викликати певні незручності.

Вирішується ця проблема досить простим способом - шляхом встановлення спеціального комутатора (Digital Switch) між контролером і слотами пам'яті. За принципом своєї дії він нагадує комутатор ліній PCI Express. У результаті користувачу, як і колись, буде доступно 4 / 8 слотів (залежно від рівня платформи), при цьому будуть використовуватися всі переваги шини Point-to-Point Bus.

Інші зміни в стандарті DDR4 стосуються надійності роботи підсистеми пам'яті. Так, у нових модулях реалізована функція виявлення й корекції помилок, пов'язаних з контролем парності команд і адрес, а також перевірка контрольних сум перед записом даних в пам’ять. На стороні контролера з'явилася можливість тестування з'єднань без використання ініціалізуючих послідовностей. Такі заходи щодо виявлення й попередження помилок стануть незамінними при роботі на високих швидкостях з великими стеками даних.

Як бачимо, новий стандарт DDR4 - це не просте нарощування частот. Тут реалізовано досить багато перспективних технологій, які теоретично можуть суттєво збільшити швидкодію системи. Щоправда, як завжди, багато чого ще залежить і від розробників програмного й апаратного забезпечення. Без належної підтримки з їхнього боку нові поліпшення ризикують так і залишитися в статусі перспективних. Але все-таки будемо сподіватися на краще. Адже вдалося ж використовувати переваги стандарту DDR3, то чому ж тут повинно не вийти? Головне, щоб процес розвитку й впровадження пам'яті DDR4 не гальмувався штучно зацікавленими компаніями.

На цій оптимістичній ноті саме час перейти від теорії до практики. Знайомитися з новим стандартом ми будемо на прикладі комплекту пам'яті DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 обсягом 16 ГБ.

Специфікація:

Упаковка та зовнішній вигляд модулів

Набір DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 постачається в невеликій картонній коробці, яка оберігає свій уміст від можливих пошкоджень. Виробник не поскупився на якісну поліграфію, оформивши упаковку в своїх традиційних чорно-сірих кольорах. Лицьова панель містить зображення модуля, а також основні відомості про набір пам'яті: сумарний обсяг (16 ГБ), кількість модулів (4 х 4 ГБ), ефективну робочу частоту (2800 МГц) і, звичайно ж, нагадування про стандарт DDR4.

У нижній частині коробки можна виявити позначку, яка повідомляє про сумісність планок пам'яті із чотирьохканальними контролерами процесорів компанії Intel, а також про підтримку технології Intel XMP.

Тильна сторона упаковки представляє мало інтересу, оскільки інформація на ній носить більше рекламний характер, описуючи переваги пам'яті. Відзначимо, що на комплект DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 поширюється обмежена (залежно від регіону) довічна гарантія.

Усередині коробки знаходяться два блістери з парою планок, що забезпечують їхній додатковий захист під час транспортування. Щільний пластик у свою чергу служить бар'єром для статичної електрики.

Усього ж комплект DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 містить у собі 4 модулі по 4 ГБ кожний. В сумі одержуємо 16 ГБ. Зовнішній вигляд модулів у порівнянні із планками DDR3-2800 з тієї ж серії дещо змінився. Виробник використовував більш низькі радіатори, оскільки тепловиділення чіпів помітно зменшилося. Така модернізація повинна позитивним чином позначитися на сумісності планок пам'яті з габаритними процесорними кулерами.

Якщо ж порівнювати модулі DDR3 і DDR4 між собою, то візуально практично немає ніякої різниці. Обидві планки мають однакову довжину в 133 мм. Щоправда, модуль пам'яті DDR4 вищий на 1 мм (31 мм проти 30 мм). Природно, що в цьому випадку ми говоримо про габарити тільки самої друкованої плати, оскільки через використання начіпних систем охолодження, ці показники можуть бути збільшені, як у нашому випадку.

Також хочемо звернути увагу на зміни в групі контактів. У модулі DDR4 для адресації великих обсягів пам'яті їхня кількість збільшена до 288. Нагадаємо, що планка стандарту DDR3 має 240 контактів. Змінилося й положення ключа. Хоча, це скоріше запобіжний захід і захист від цікавих експериментаторів, які раптом захочуть перевірити працездатність нових модулів на материнських платах, які не підтримують стандарт DDR4.

Але повернемося до комплекту DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16. Модулі виконані на чорному текстоліті, який зверху із двох сторін закривають радіатори того ж кольору. Система охолодження хоч і не може похвалитися величезними габаритами, однак використання алюмінію та великої кількості ребер дозволяє розраховувати на швидке відведення тепла від чіпів пам'яті й ефективне його розсіювання в просторі.

Очевидно, що в номінальному режимі роботи в складі звичайного ПК ні про яке перегрівання не може бути й мови. Однак якщо ви плануєте зібрати компактну конфігурацію з імовірно поганою циркуляцією повітря, то в таких умовах додаткова система охолодження зайвою точно не буде. До того ж можна буде без проблем займатися розгоном підсистеми пам'яті без побоювання перегріти чіпи.

Кожен радіатор складається із двох пластин, скріплених між собою засувками, тому зняти його нескладно. Якщо ж ви вирішили виконати подібну операцію, то пам’ятайте, що при цьому автоматично губиться гарантія. До того ж є великий ризик пошкодити чіпи пам'яті або ж зовсім відірвати їх від текстоліту.

Оскільки щільний контакт мікросхем і радіатора забезпечується за допомогою тонкої смужки так званої терможуйки.

Модулі DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 є однобічними, тобто чіпи пам'яті розташовані тільки з одного боку. У цьому випадку в кількості 8 штук. З іншого ж знаходиться термопрокладка, яка, зважаючи на все, також бере участь у процесі охолодження, відводячи тепло від доріжок на текстоліті.

Виробником мікросхем є відома компанія SK hynix. Самі ж чіпи мають маркування SK hynix H5AN4G8NMFR-TFC. На жаль, на офіційному сайті компанії є інформація лише загального характеру, тому про якісь приховані можливості або закладений розгінний потенціал ми повідомити не можемо.

На радіаторі виробник помістив наклейку з технічними характеристиками, з якої можна довідатися всю необхідну інформацію: маркування (CMK16GX4M4A2800C16), сумарний обсяг пам'яті (16 ГБ), конфігурацію комплекту (4 х 4 ГБ), ефективну частоту роботи (2800 МГц), набір затримок (16-18-18-36) і номінальну напругу живлення (1,2 В).

Технічні характеристики та режими роботи

Більш повна технічна інформація була отримана за допомогою спеціальних утиліт. Відразу відзначимо, що далеко не всі програми для діагностики апаратної платформи ПК коректно сприймають стандарт DDR4 і правильно інтерпретують інформацію з SPD. Принаймні така ситуація була на момент написання огляду. Найбільш повні відомості про модулі пам'яті DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 нам вдалося одержати за допомогою утиліти HWiNFO64.

Також поки ще не встигли як слід подружитися з новим стандартом і материнські плати на основі чіпсету Intel X99. Наприклад, на тестовій моделі ASUS RAMPAGE V EXTREME нам не вдалося запустити модулі DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 на частоті 2800 МГц без зміни додаткових параметрів. Максимальним значенням у списку значилося 2666 МГц, хоча сама материнська плата підтримує значно більшу швидкість, та й у відомостях про пам'ять розпізнавався профіль DDR3-2800 МГц. Очевидно, позначається ще «свіжість» прошивання BIOS, і в подальших версіях варто очікувати виправлення недоліків подібного роду.

Тому щоб «завести» пам'ять DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 на швидкості 2800 МГц нам довелося збільшити опорну частоту з 100 до 127,25 МГц.

До слова, крім режиму DDR4-2800 МГц, материнська плата визначила ще один XMP-профіль - DDR4-3000 МГц із набором затримок 16-18-18-39 і напругою живлення 1,35 В.

Його ж побачила й діагностична утиліта CPU-Z. Цікаво, що при цьому наявність такого режиму ніде не згадується самою компанією Corsair. Цілком можливо, що комплект DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 тестувався на швидкості 3000 МГц, але не пройшов якийсь внутрішній тест. Тому для 100%-ої впевненості виробник указав ефективну частоту на рівні 2800 МГц.

Забігаючи вперед, скажемо, що дані модулі без проблем працюють зі швидкістю 3000 МГц із налаштуваннями, визначеними в XMP-профілі DDR4-3000 МГц. Щоправда, при цьому також довелося проробити невеликі маніпуляції з опорною частотою. В такому режимі набір DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 пройшов усі етапи тестування без втрати стабільності роботи системи.

До речі, напругу живлення довелося підвищувати до 1,35 В тільки в останньому випадку. На частотах до 2800 МГц включно дані модулі функціонують при значенні 1,2 В. Це говорить про хорошу якість використовуваних чіпів пам'яті, які навіть на підвищених швидкостях можуть працювати при номінальній напрузі живлення.

Тестування

Для проведення тестів ми використовували таку конфігурацію стенду:

Опонентом у тестуванні виступав набір пам'яті DDR4-2400 Kingston HX424C16PBK4/32 обсягом 32 ГБ (4 х 8 ГБ). Обидва комплекти проходили тестування в наступних режимах роботи:

Окремо відзначимо, що в режимах DDR4-2800 МГц і DDR4-3000 МГц була піднята опорна частота. Щоб ліквідувати отриману перевагу внаслідок розгону процесора, ми опустили його множник так, щоб у всіх випадках наш 6-ядерник Intel Core i7-5930K працював на однаковій частоті. Таким чином, усі комплекти пам'яті виступали в рівних умовах.

Під час тестування ми одержали досить цікаві результати. Підвищення частоти в межах 2133 - 3000 МГц фактично ніяк не відбилося на швидкості запису інформації в пам'ять. Більш відчутні наслідки переходу з 2133 МГц на 3000 МГц спостерігаються при аналізі графіків швидкості читання та копіювання даних. Приріст у цих випадках становить близько 12% і 17% відповідно. Але все-таки ми сподівалися побачити більш солідні результати. Швидше за все, свою роль зіграло використання 4-канального контролера пам'яті в процесорі Intel Core i7-5930K.

У завданнях, більш наближених до реальності, збільшення швидкості роботи модулів DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 з 2133 МГц до 3000 МГц або взагалі не впливає на продуктивність системи, або ж приводить до мінімального приросту швидкодії (у районі 3-4%).

Якщо ж говорити про ігри, то різниця в результатах порівнянна з погрішністю тестування. На основі таких даних можна зробити висновок, що сучасні ігри нечутливі до збільшення швидкості роботи підсистеми пам'яті на платформі Intel Socket LGA2011-v3. Принаймні, якщо мова йде про діапазон 2133 - 3000 МГц і 4-канальний режим роботи модулів.

Режим DDR4-2133 МГц, затримки - 15-15-15-36

Режим DDR4-2400 МГц, затримки - 17-17-17-40

Режим DDR4-2800 МГц, затримки - 16-18-18-36

Режим DDR4-3000 МГц, затримки - 16-18-18-39

Куди більший ефект спостерігається в оверклокерських дисциплінах, наприклад, у бенчмарку SuperPi (32M). У цьому випадку збільшення частоти з 2133 МГц до 3000 МГц знизило швидкість проходження тесту на 13,88 с, що є досить хорошим показником. Однак використання режиму DDR4-2800 МГц із набором затримок 16-18-18-36 дозволяє «зняти» ще майже 7 с. До речі, під час тестування в більшості бенчмарків пам'ять із налаштуваннями DDR4-2800 МГц (16-18-18-36) теж демонструвала кращі результати, аніж з параметрами DDR4-3000 МГц (16-18-18-39).

Висновки

Отже, який же вердикт можна винести за підсумками цього огляду? У першу чергу стандарт DDR4 сам по собі досить перспективний і несе із собою багато поліпшень. Ті, хто думають, що відбулося просте нарощування частоти, глибоко помиляються. Новий стандарт дозволяє легко збільшити обсяг модулів, а також підвищити продуктивність і ефективність підсистеми пам'яті в цілому. Щоправда, при цьому виникає логічне запитання: «Наскільки затребувані сьогодні всі ці інновації?» На жаль, відповідь невтішна.

Як показало тестування комплекту DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16, реальні додатки, у тому числі й ігри, практично не реагують на зміну швидкості роботи з 2133 МГц до 3000 МГц на платформі Socket LGA2011-v3. Більш істотний приріст у вигляді 12-17% можна одержати під час роботи в програмах, що залежать від швидкості копіювання / читання даних з пам'яті. От тільки чи багато ви знаєте таких додатків для домашніх систем?

От і виходить, що з одного боку, стандарт DDR4 пропонує багато можливостей для збільшення швидкодії системи, однак їх поки що важко реалізувати на практиці. Також не найкращим чином на привабливості модулів DDR4 позначається їхня вартість і відсутність на ринку доступних платформ із підтримкою нового типу пам'яті. У результаті комплекти на зразок DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16 будуть користуватися попитом поки що тільки в ентузіастів, яким потрібна максимальна продуктивність ПК, а також високі результати в оверклокерських бенчмарках. У принципі й самі виробники пам'яті не плекають ілюзій із приводу пам'яті DDR4, прогнозуючи більш-менш відчутний ріст її продажів лише в 2015 році.

Що ж стосується комплекту DDR4-2800 Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M4A2800C16, то він показав себе з дуже хорошого боку. Завдяки використанню якісних чіпів, дані модулі пам'яті можуть працювати на частоті навіть 2800 МГц без підняття напруги живлення. І лише для досягнення позначки 3000 МГц доводиться підвищувати її з 1,2 В до 1,35 В. Однак завдяки зниженому тепловиділенню мікросхем стандарту DDR4 і наявності хорошої системи охолодження експерименти з розгоном можна продовжувати й далі (звичайно ж, у розумних межах), не боячись при цьому вивести планки пам'яті з ладу.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії Corsair за наданий для тестування комплект оперативної пам'яті.

Висловлюємо подяку компаніям AMD, ASUS, Intel, Scythe і Sea Sonic Electronics за надане для тестового стенду обладнання.