Имеют ли право на жизнь 16-Гбайт комплекты DDR5? Разбираемся на примере памяти Patriot Viper Venom DDR5-5600 2×8 Гбайт

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Основная цель тестирования – выявление различий в производительности двухканальных комплектов памяти DDR5 SDRAM, составленных из 8- и 16-Гбайт модулей. Поэтому помимо главного героя этого обзора – набора DDR5-5600 из 8-Гбайт модулей компании Patriot – в тестировании принимает участие и ещё один комплект – пара планок памяти по 16 Гбайт компании G.Skill, также основанный на чипах Samsung. Сопоставление производительности системы на базе Core i9-12900K, оснащённой либо тем, либо другим комплектом памяти, работающим с одними и теми же настройками частоты и таймингов, позволит сделать вывод о величине разрыва в производительности, который дают модули с организацией 1Rx16 (1 ранг, 16-битные чипы) и 1Rx8 (1 ранг, 8-битные чипы).

Чтобы сделать тестирование более содержательным, мы также рассмотрели производительность той же системы в том случае, если она работает с DDR5-памятью с одним модулем объёмом 16 Гбайт в одноканальном режиме (но с двумя реализованными в рамках модуля субканалами).

Все сравнения разных вариантов DDR5 выполнялись на штатной для комплекта Patriot Viper Venom PVV516G560C40K частоте 5600 МГц. Но для полноты картины этот комплект был протестирован и с настройками, полученными в результате разгона, – на частоте 5800 МГц с таймингами 38-38-38-60.

Наконец, в тестах участвовала и система на базе Core i9-12900K с DDR4-3600, которая нужна в качестве некоторой точки отсчёта. В данном случае мы использовали производительный двухканальный комплект с двухранговыми модулями ёмкостью по 16 Гбайт. Его участие во многом обусловлено тем, что стоимость 32-Гбайт набора из модулей DDR4 SDRAM примерно соответствует цене 16-Гбайт набора из модулей DDR5 SDRAM. Иными словами, при поиске лучшей памяти для систем на Alder Lake пользователи в том числе стоят перед выбором «перспективная DDR5 или вдвое больше старой DDR4».

Таким образом, на диаграммах далее будут приведены результаты измерения производительности пяти вариантов подсистемы памяти. Обозначим их следующим образом:

• DDR5-5600 2×8GB – комплект памяти Patriot Viper Venom PVV516G560C40K с настройками по XMP;
• DDR5-5800 OC 2×8GB – комплект памяти Patriot Viper Venom PVV516G560C40K с описанным выше разгоном;
• DDR5-5600 2×16GB – комплект памяти G.Skill Trident Z5 RGB F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK на частоте 5600 МГц с настройками таймингов, идентичными настройкам Patriot Viper Venom PVV516G560C40K;
• DDR5-5600 1×16GB – то же, что в предыдущем случае, но при использовании одного модуля;
• DDR4-3600 2×16GB – комплект памяти Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL с настройками по XMP.

Что касается оборудования, использованного для тестов, то его полный перечень выглядит так:

• Процессор: Intel Core i9-12900K (Alder Lake, 8P+8E-ядер + HT, 3,5-5,3/2,4-3,9 ГГц, 30 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
• Материнские платы:
  • ASUS ROG Strix Z690-F Gaming WiFi (LGA1700, Intel Z690, DDR5);
  • ASUS ROG Strix Z690-A Gaming WiFi D4 (LGA1700, Intel Z690, DDR4).
• Память:
  • 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL);
  • 2 × 8 Гбайт DDR5-5600 SDRAM, 40-40-40-76 (Patriot Viper Venom PVV516G560C40K);
  • 2 × 16 Гбайт DDR5-6000 SDRAM, 40-40-40-76 (G.Skill Trident Z5 RGB F5-6000U4040E16GX2-TZ5RK).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition (GA102, 1395-1695/19500 МГц, 24 Гбайт GDDR6X 384-бит).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 760p 2 Тбайт (SSDPEKKW020T8X1).
• Блок питания: ASUS ROG-THOR-1200P (80 Plus Titanium, 1200 Вт).

Процессор в рамках сравнения тестировался с отменёнными искусственными ограничениями по потреблению. Это значит, что пределы PL1/PL2 игнорируются, вместо чего используются предельно возможные частоты в целях получения максимальной производительности.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 11 Pro (21H2) Build 22000.708 c установленными обновлениями и с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.1.18838.8284;
• Intel SerialIO Driver 30.100.2105.7;
• Intel Management Engine Interface 2124.100.0.1096;
• NVIDIA GeForce 516.40 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Синтетические бенчмарки:

• AIDA64 Engineer 6.70.6033 – тест Cache and Memory Benchmark.

Приложения:

• 7-zip 22.00 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 4,6 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe Photoshop 2022 23.4.1 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется скорость выполнения тестового скрипта Procyon Photo Editing, моделирующего типичную обработку изображения, сделанного цифровой камерой.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 11.4 — тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Измеряется скорость выполнения тестового скрипта Procyon Photo Editing, моделирующего цветокоррекцию и редактирование набора из 130 фото.
• Adobe Premiere Pro 2022 22.4.0 — тестирование производительности при редактировании видео. Измеряется скорость выполнения тестового скрипта Procyon Video Editing, моделирующего подготовку к публикации на YouTube ролика, составленного из 4K-фрагментов, снятых на камеру GoPro.
• Blender 3.2.0 — тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели classroom из Blender Benchmark.
• Handbrake 1.6.0 – тестирование скорости транскодирования 2160p@24FPS AVC-видео с битрейтом около 42 Мбит/с в более продвинутые форматы. Используются программные кодировщики x265 и AV1 (SVT).
• Mathworks Matlab R2021b (9.11.0) — тестирование скорости инженерных и математических расчётов в популярном математическом пакете. Используется стандартный бенчмарк, в который входят матричные и векторные операции, решение дифференциальных и симметричных разреженных линейных систем уравнений, а также построение 2D- и 3D-графиков.
• Microsoft Visual Studio 2022 (17.2.5) — измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта — профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 3.3.0 Alpha.
• Topaz Video Enhance AI v2.6.4 — тестирование производительности в основанной на ИИ программе для улучшения детализации видео. В тесте используется исходное видео в разрешении 640×360, которое увеличивается в два раза с использованием модели Artemis High Quality v12.
• V-Ray 5.00 — тестирование производительности работы популярной системы рендеринга при помощи стандартного приложения V-Ray Benchmark Next.

Игры:

• Chernobylite. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra.
• Civilization VI: Gathering Storm. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
• Cyberpunk 2077. Разрешение 1920 × 1080: Quick Preset = Ultra.
• Far Cry 6. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA.
• Hitman 3. Разрешение 1920 × 1080: Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = Ultra, Shadow Quality = Ultra, Mirrors Reflection Quality = High, SSR Quality = High, Variable Rate Shading = Quality.
• Marvel’s Guardians of the Galaxy. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Preset = Ultra.
• Serious Sam: Siberian Mayhem. Разрешение 1920 × 1080: Direct3D 11, CPU Speed = Ultra, GPU Speed = Ultra, GPU Memory = Ultra.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA.
• The Riftbreaker. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Texture Quality = High, Raytraced soft shadows = On, Ray traced shadow quality = Ultra, Raytraced ambient occlusion = On.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Производительность в синтетических тестах

Измерения практической пропускной способности и латентности в тесте AIDA64 Cache and Memory Benchmark рисуют максимально наглядную картину отличий в производительности разных вариантов подсистемы памяти. Здесь очень хорошо видно, насколько различную производительность в случае DDR5 предлагают конфигурации подсистемы памяти 2 × 8 Гбайт и 2 × 16 Гбайт. Если говорить о скорости чтения и записи, то при использовании модулей меньшего объёма показатели получаются примерно на 15 % ниже. Однако в латентности явных различий не наблюдается, и это позволяет надеяться, что в реальных приложениях вариант 2 × 8 Гбайт будет отставать не так сильно.

Но при этом нужно понимать, что любая DDR5-память, и даже та, которая имеет не самую выгодную организацию с четырьмя чипами на модуль, предлагает существенно более высокие пропускные способности, нежели DDR4 SDRAM.

Кроме того, есть и ещё один аргумент в защиту комплекта Patriot Viper Venom PVV516G560C40K с суммарным объёмом 16 Гбайт – существенный потенциал увеличения его производительности за счёт разгона и настроек таймингов. Потратив некоторое время на подбор оптимальных таймингов, практические скорости чтения, записи и копирования 16-Гбайт комплекта нетрудно довести до показателей комплекта DDR5 вдвое большей ёмкости. А практическая латентность набора Patriot Viper Venom может быть снижена почти до уровня, который выдаёт DDR4-3600 SDRAM.

⇡#Производительность в приложениях

Различные приложения реагируют на параметры подсистемы памяти по-разному. Есть очень чувствительные, такие как архиваторы или компиляторы, а есть и почти безразличные, например рендеринг или перекодирование видео. Но среднестатистическое преимущество конфигурации DDR5-5600 2 × 16 Гбайт перед DDR5-5600 2 × 8 Гбайт не заметить невозможно. Модули DDR5, построенные на восьми чипах, делают систему с процессором Core i9-12900K быстрее, чем в случае применения четырёхчиповых модулей с теми же таймингами, в среднем на 8 %. Максимальный же эффект можно наблюдать в архиваторе 7-zip: там 16-Гбайт модули обеспечивают прибавку к производительности на уровне 32 %.

При этом небольшой разгон и настройки таймингов у комплекта Viper Venom PVV516G560C40K меняют результат на диаметрально противоположный: в большинстве ситуаций память Patriot становится быстрее комплекта DDR5-5600 из модулей по 16 Гбайт. Иными словами, 8-Гбайт модули DDR5 – совсем не приговор, с ними можно получить вполне производительную систему. И больше того, даже если не уделять специального внимания тонкой настройке, конфигурация с DDR5-5600 2 × 8 Гбайт как минимум не медленнее, чем аналогичная платформа с 32 Гбайт двухканальной DDR4-3600.

Попутно будет уместным упомянуть, что встречающиеся в Сети рекомендации приобретать вместо двухканальных комплектов DDR5 из 8-Гбайт модулей одиночные планки по 16 Гбайт, на практике оказываются вредными. С точки зрения производительности одноканальный режим всегда хуже двухканального – это правило верно и для DDR5, где в каждом отдельном модуле реализовано по два 32-битных субканала. Причём разрыв в производительности получается более чем заметный – преимущество варианта 2 × 8 Гбайт в чувствительных приложениях может достигать 20 %.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

⇡#Производительность в играх

Как уже неоднократно отмечалось, игровые приложения относятся к классу задач, выбор памяти в которых сильно влияет на быстродействие. Это подтверждается и в настоящем тестировании, однако рекомендации по выбору оптимальной конфигурации будут несколько отличаться от тех, которые были сформулированы в предыдущем разделе.

Но в первую очередь вновь необходимо констатировать, что вариант DDR5-5600 2 × 16 Гбайт при прочих равных выигрывает у DDR5-5600 2 × 8 Гбайт. Выбор модулей памяти с восемью чипами и большим количеством банков даёт преимущество в среднем около 3 % с максимальным результатом на уровне 7 % в Marvel's Guardians of the Galaxy и Hitman 3. Более того, два 8-Гбайт модуля DDR5-5600 обеспечивают худший уровень FPS и в сравнении с парой 16-Гбайт модулей DDR4-3600, указывая, что геймерам пока рано списывать со счетов проверенную временем DDR4-память.

Однако есть и обратный аргумент. Если вместо комплекта DDR4-3600 ёмкостью 32 Гбайт выбрать 16-Гбайт комплект DDR5-5600, например рассматриваемый Patriot Viper Venom PVV516G560C40K, и потратить некоторое время на его ручную настройку, то можно получить заметно лучшую производительность в сравнении и с 2 × 16 Гбайт DDR4-3600, и с 2 × 16 Гбайт DDR5-5600. Иными словами, двухканальные 16-Гбайт наборы DDR5 SDRAM совершенно точно не станут узким местом в системе – в умелых руках высокая игровая производительность доступна и с ними.

А вот что совершенно точно делать не нужно, это полагаться на одиночные модули DDR5-памяти, рассчитывая на их внутреннюю двухканальность. Ширина шины памяти в этом случае окажется ограничена 64 бит против 128 бит при использовании двух модулей, что очень заметно сказывается на производительности как в ресурсоёмких приложениях, так и в играх.

⇡#Выводы

Опасения, высказанные во вводной части материала, были не напрасны. Хотя в случае DDR5 модули ёмкостью 8 и 16 Гбайт не различаются по числу рангов, планки памяти меньшего объёма всё-таки медленнее из-за меньшего числа банков. Поэтому использование в системах на базе Alder Lake двухканальных комплектов DDR5-памяти суммарной ёмкостью 16 Гбайт при прочих равных приводит к снижению производительности на несколько процентов по сравнению с 32-Гбайт конфигурациями DDR5 SDRAM.

Однако это не ставит крест на комплектах DDR5-памяти, составленных из 8-Гбайт модулей. Они имеют право на существование как минимум потому, что позволяют сэкономить при сборке новых систем, ведь DDR5 всё ещё остаётся сравнительно дорогим удовольствием. Выбор такого пути для экономии бюджета заведомо перспективнее построения LGA1700-конфигураций с упором на DDR4 SDRAM, поскольку жизненный цикл памяти стандарта DDR4 подходит к концу, и новые платформы не будут получать её поддержку. А кроме того, как показало тестирование, комплект DDR5 среднего уровня объёмом 16 Гбайт сравним по производительности с 32 Гбайт DDR4 SDRAM как в приложениях, так и в играх.

Следовательно, подсистема памяти, построенная по схеме 2 × 8 Гбайт DDR5 SDRAM, может считаться олицетворением подхода «дёшево и сердито» – она даёт возможность получить вполне быстродействующую платформу на базе передовых компонентов при разумной экономии средств. А если при её настройке проявить определённое терпение и упорство, от такой памяти можно добиться куда большего: производительность может быть доведена до уровня, который обеспечивают комплекты DDR5 суммарным объёмом 32 Гбайт (при их работе в номинальном режиме), и даже выше.

Прекрасной иллюстрацией всего сказанного стал комплект Patriot Viper Venom PVV516G560C40K, который включает в себя пару 8-Гбайт модулей DDR5-5600. Он неплохо проявляет себя и в паспортном режиме, с настройками по XMP. Но особенно выигрышно эта память начинает смотреться после разгона и ручной минимизации таймингов, которым она неплохо поддаётся благодаря использованию чипов Samsung. В результате процедуры оптимизации производительность системы оказывается возможным увеличить на 10 % в ресурсоёмких приложениях и на 5 % – в играх, что с лихвой компенсирует все потери, связанные с врождённым недостатком количества банков.

Есть у рассмотренной памяти Patriot Viper Venom и другие плюсы, благодаря которым она может понравиться энтузиастам. Эти модули неплохо выглядят, оснащены эффективной системой охлаждения и снабжаются долговременной (пожизненной) гарантией, которая реально работает в нашей стране. А кроме того, они существуют в варианте без RGB-подсветки, которую любят далеко не все.