Память для AMD Ryzen: влияние на производительность и правильный выбор

Пусть новые процессоры AMD Ryzen и не сталиоднозначно лучшим выбором для сборки высокопроизводительных персональных компьютеров, зато по количеству внимания, которое они смогли к себе привлечь, интеловских конкурентов им удалось превзойти на голову. Так вышло не только из-за того, что компьютерное сообщество истосковалось по полноценному соперничеству на процессорном рынке. Немалый вклад в поднявшуюся шумиху внесло и то, что для Ryzen характерен неожиданный для многих профиль производительности. Им свойственен очень хороший уровень быстродействия в приложениях для создания и обработки цифрового контента, однако они почему-то не могут полноценно раскрываться в игровых задачах. И в результате, в то время как в ресурсоёмких задачах старшие представители линейки Ryzen 7 вполне свободно соперничают с флагманами серии Core i7, средняя геймерская производительность новых чипов AMD находится где-то на уровне Core i5, что служит неисчерпаемым источником для жарких дискуссий.

Надо сказать, что лейтмотив этих дебатов, которые то и дело начинают поклонники AMD, выглядит примерно так: давайте, товарищи, ждать лучших времен. Подождем, когда Microsoft оптимизирует под Ryzen планировщик в своей операционной системе, когда производители материнских плат внесут какие-то магические коррективы в код BIOS, когда игровые разработчики выпустят исправления для популярных игр и начнут учитывать особенности микроархитектуры Zen в свежих проектах — ну и множество других «когда». Тем временем, с момента анонса Ryzen прошло уже почти полтора месяца, а ситуация с производительностью в играх если и сдвинулась с первоначальной точки, то не то чтобы принципиально.

Тем не менее всё совсем не безнадёжно. Действенные пути для повышения игровой производительности платформ на базе Ryzen есть, они хорошо известны, и воспользоваться ими может любой желающий уже сейчас. Их два: разгон процессора и повышение скоростных характеристик подсистемы памяти. Что касается разгона, то с ним всё просто: имеющиеся на рынке Ryzen 7 и Ryzen 5 – полностью разблокированные процессоры, и при помощи несложных манипуляций с настройками их частоты можно поднять до 3,8-4,0 ГГц. Хотя такой разгон кажется не слишком значительным, частоту кадров в популярных играх он действительно несколько увеличивает.

Второй подход – искусная подстройка параметров подсистемы памяти – не столь прямолинеен, но и он даёт очень неплохие результаты. Контроллер памяти Ryzen – одно из слабых мест нового процессорного дизайна AMD. Как мы установили в наших прошлых обзорах, он имеет не слишком впечатляющие характеристики пропускной способности и латентности, не работает с имеющимися на рынке высокочастотными разновидностями DDR4 SDRAM, имеет ограниченную совместимость с модулями определённой организации и привередлив по отношению к производителю чипов памяти. Однако практика показывает: если все капризы контроллера удаётся удовлетворить, то производительность Ryzen ощутимо повышается. Отчасти объясняется это тем, что скорость обмена данными между процессором и памятью для многих современных задач — очень значимая характеристика. Отчасти же причина хорошей масштабируемости быстродействия связана с тем, что с производительностью памяти в Ryzen прямо связана скорость межъядерного взаимодействия и в конечном итоге скорость кеш-памяти третьего уровня.

Поэтому при построении систем на базе Ryzen выбору памяти стоит уделить особое внимание. Разгон процессора во многом зависит от везения на этапе покупки, а вот то, как удастся сконфигурировать память, в первую очередь зависит от её правильного подбора. Это значит, что обо всех тонкостях контроллера памяти Ryzen желательно знать заранее, ещё до того, как вы начнёте выбирать комплектующие. Для того чтобы внести ясность в этот тонкий момент, мы решили провести отдельное исследование, в рамках которого будет показано, как параметры подсистемы памяти влияют на производительность Ryzen и как выбрать такие модули DDR4 SDRAM, с которыми этот процессор сможет работать оптимальным образом.

⇡#Поддержка DDR4 в Ryzen: официальная позиция

Контроллер памяти, реализованный в процессорах семейства Ryzen, имеет двухканальную архитектуру, поддерживает максимум по два модуля DDR4 SDRAM в каждом канале и, согласно официальной позиции, способен работать с DDR4-2133/2400/2667 SDRAM. Однако максимальная частота памяти достижима далеко не всегда: дополнительные ограничения возникают в том случае, если в каждом канале установлено не по одному, а по два модуля, или тогда, когда эти модули двухранговые (то есть совмещающие на одной планке памяти два набора микросхем с 64-битной шиной).

В итоге заложенный в официальных спецификациях предельный режим DDR4-2666 возможен только для одноранговых модулей при условии их установки по одной штуке в каждом канале. И в целом ситуация с максимальной гарантированной частотой памяти определяется следующей таблицей:

В то же время числа, приведённые в таблице, не являются незыблемым пределом. Они лишь отражают видение вопроса инженерами AMD. В ряде случаев к обозначенным рубежам можно приплюсовать и некоторый разгон памяти. Правда, даже в самом благоприятном случае возможностей здесь не так уж и много. Набор делителей для частоты DDR4 SDRAM, предлагаемый контроллером памяти Ryzen, сравнительно узок. Самый быстрый режим, который позволяют активировать процессоры этого семейства, – DDR4-3200, а шаг в частоте памяти составляет 266 МГц, то есть между DDR4-2666 и DDR4-3200 существует лишь ещё один промежуточный вариант – DDR4-2933.

Зато все имеющиеся режимы вполне работоспособны, и при правильном подборе модулей можно получить подсистему памяти с пиковой пропускной способностью на уровне 51,2 Гбайт/с (два канала DDR4-3200). Проблема лишь в том, что в скоростных режимах с процессорами Ryzen способны работать далеко не любые модули памяти, даже если для них заявляются высокие паспортные частоты.

Для того чтобы не ошибиться с выбором, AMD рекомендует сверяться со списками одобренных производителями материнских плат комплектов модулей: в случае платформы Socket AM4 такие списки не просто имеют смысл, а должны стать непосредственным руководством по покупке. Сама же AMD советует обратить внимание на три комплекта, которые, скорее всего, смогут взять частоту 3200 МГц на любой материнской плате:

• Geil EVO X — GEX416GB3200C16DC (16-16-16-36 @ 1,35 В);
• G.Skill Trident Z — F4-3200C16D-16GTZR (16-18-18-36 @ 1,35 В);
• Corsair CMK16GX4M2B3200C16 (16-18-18-36 @ 1,35 В).

Как поясняют представители AMD, гарантированно на высокой частоте с Ryzen запускаются и стабильно работают комплекты памяти, которые состоят из пары модулей по 8 Гбайт, построенных на 8-Гбит чипах Samsung второго поколения (B-die) – наиболее ценимом энтузиастами базисе для современной оверклокерской памяти. То есть именно память на 8-гигабитных микросхемах Samsung – самый благоприятный вариант для Ryzen в общем случае. Модулей же на базе чипов производства Hynix, особенно двухранговых, с ёмкостью по 16 Гбайт, рекомендуется при любой возможности избегать. С ними максимально достижимая частота памяти, скорее всего, окажется сильно ограниченной.

При этом представители AMD добавляют, что, при условии правильного подбора модулей, DDR4-3200 – это лишь локальный максимум для данного этапа, а не абсолютный предел. Со временем поддержка дополнительных делителей для более быстрой, чем DDR4-3200 SDRAM, памяти может быть введена в процессорах Ryzen – через новые версии кода AGESA (AMD Generic Encapsulated Software Architecture), который будет встраиваться в будущие BIOS материнских плат. Необходимый микрокод компания намерена разослать партнёрам в мае, поэтому, если всё пойдёт по плану, совместимость платформы Socket AM4 с более высокочастотными модулями DDR4 может появиться уже летом.

Но обходной вариант для особенно настойчивых есть и сейчас: добиться функционирования памяти на частоте свыше 3200 МГц можно за счёт повышения частоты базового тактового генератора (BCLK). Впрочем, и в этом случае особых чудес ждать не стоит. Практически достижимый предел скорости памяти находится в районе 3400-3600 МГц, а при дальнейшем росте её частоты контроллер утрачивает способность к стабильной работе. Иными словами, такой разгон даёт не слишком заметные результаты. И даже более того, отклонение BCLK от номинальных 100 МГц для постоянной эксплуатации крайне не рекомендуется в связи с тем, что эта величина используется не только для формирования частоты процессора и памяти, но и для процессорной шины PCI Express. А эта шина переносит разгон очень плохо, и при отклонении её частоты от номинала более чем на 5-7 процентов стабильность сохраняется лишь при переводе PCI Express из режима 3.0 в замедленный режим 2.0 с уполовиненной пропускной способностью. Для графического ускорителя это, вероятно, будет не слишком серьёзной потерей, но вот NVMe-накопители, которые на платформе Socket AM4 также подключаются напрямую к процессору, в таком случае лишатся половины своей предельной скорости. Кроме того, работа накопителей с разогнанной по частоте шиной PCI Express может быть чревата сбоями и потерей данных.

Руководствуясь этими соображениями, многие производители материнских плат решили вообще не добавлять в свои продукты функции для изменения BCLK. Фактически менять базовую частоту позволяют лишь немногие платформы самого верхнего уровня, такие как ASUS Crosshair VI Hero, ASRock X370 Taichi, ASRock Fatal1ty X370 Professional Gaming и GIGABYTE GA-AX370-Gaming K7. Однако никаких специальных аппаратных решений для управления BCLK не требуется, поэтому не исключено, что в будущем эта функция добавится и в других материнских платах через обновления BIOS.

К тому же AMD неустанно напоминает о том, что частота памяти сильно влияет на производительность систем с Ryzen, и представители компании настойчиво рекомендуют стараться подбирать для новых процессоров такие модули памяти, которые будут способны работать в режимах с высокой пропускной способностью.

⇡#Почему высокая частота DDR4 SDRAM действительно важна

Мы уже давно привыкли к тому, что скорость работы памяти мало влияет на производительность системы в приложениях. Однако в случае с Ryzen компания AMD пытается уверить нас в обратном: будто бы частота и тайминги способны влиять на производительность весьма заметно. И тому есть как минимум два объяснения.

Во-первых, в сравнении с контроллерами памяти процессоров Intel контроллер памяти Ryzen существенно медленнее. Как показывают практические испытания, реальные задержки при обращении к памяти в системах на базе Ryzen оказываются в полтора-два раза выше, чем у современных интеловских систем. Вот, например, как оценивает контроллер памяти новых процессоров AMD тест Cache and Memory Benchmark из утилиты AIDA64:

Слева – результат Ryzen, справа – Kaby Lake. Оба процессора работают на частоте 3,9 ГГц с DDR4-2666 14-14-14-34

Ещё более печальную картину с реальной латентностью рисует SiSoftware Sandra:

Очевидно, проблема кроется в аномально медленной работе TLB-буфера, с качественной реализацией которого в микроархитектуре Zen возникли какие-то проблемы.

Именно поэтому подсистема памяти в платформах с процессорами семейства Ryzen становится узким местом в существенно большем числе сценариев. Следовательно, при любой возможности скорость взаимодействия Ryzen с памятью действительно целесообразно постараться увеличить.

Вторая причина ещё более весома. Дело в том, что со скоростью работы памяти жёстко связана частота ключевого узла процессоров Ryzen – встроенного северного моста Data Fabric. Для удобства синхронизации в Ryzen он всегда работает на частоте вдвое ниже частоты памяти. То есть, например, если память функционирует в режиме DDR4-2666, то северный мост автоматически использует частоту 1333 МГц, и разорвать такую зависимость возможным не представляется. Правда, в отличие от всех прочих CPU, в данном случае частота северного моста не влияет напрямую на быстродействие кеш-памяти, которая в Ryzen функционирует синхронно с вычислительными ядрами на всех уровнях. Тем не менее воздействие частоты встроенного в процессор северного моста на общую производительность системы всё равно не стоит недооценивать. От неё прямо зависит скорость работы контроллера памяти, контроллера PCI Express, а также пропускная способность внутрипроцессорной шины Infinity Fabric, связывающей воедино четырёхъядерные модули CCX (CPU Complex) и все остальные структурные блоки.

Как следует из приведённой схемы, Infinity Fabric представляет собой двунаправленную перекрёстную 256-битную шину, через которую процессорные CCX общаются не только с внешним миром, но и друг с другом. Именно поэтому роль этой шины столь велика. От её скорости прямо зависит не только быстродействие работы процессора с контроллером памяти, но и то, насколько быстро вычислительные ядра могут обращаться к части L3-кеша, относящейся к соседнему CCX.

Проиллюстрировать это несложно результатами реальных измерений. На следующем графике приводятся латентности при совместной работе пар ядер Ryzen с одними и теми же данными, в случае если эти ядра относятся к одному и тому же или к различным CCX.

Задержки при межъядерном взаимодействии, в случае если ядра находятся в разных CCX, превышают обычные задержки в несколько раз. Но увеличение скорости работы памяти увеличивает частоту Infinity Fabric, в результате чего разрыв сокращается с трёх с половиной до двух с половиной раз. И в итоге нет ничего удивительного в том, что частота работы памяти в системах на базе Ryzen гораздо сильнее, чем обычно, влияет на быстродействие процессора в целом. И именно на этом факте основывается рекомендация AMD выбирать для Socket AM4-систем скоростные комплекты памяти и по возможности стараться выводить частоту DDR4-памяти на рубежи DDR4-2933/3200, пусть и в ущерб задержкам.

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

Для того чтобы всесторонне протестировать Ryzen с памятью, работающей в различных режимах, немало сил пришлось потратить на поиск таких модулей DDR4 SDRAM, которые смогли бы работать с этим процессором как на высоких частотах, так и с низкими задержками. Помогли прибывшие в лабораторию планки памяти Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B4266C19R. Данный комплект базируется на «правильных» с точки зрения AMD чипах Samsung B-die, составлен из двух односторонних одноранговых модулей и формально рассчитан на режим работы DDR4-4266, который действительно можно получить на некоторых LGA 1151-платах с процессорами семейства Kaby Lake. C Ryzen же этот комплект смог стабильно работать на частотах вплоть до DDR4-3200 с низкими задержками.

Такая гибкость позволила полноценно проиллюстрировать то, как система на базе процессора Ryzen 7 реагирует на изменение частоты и таймингов памяти.

Более того, модули Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B4266C19R позволили добиться и стабильной работоспособности платформы с Ryzen 7 при некотором разгоне памяти выше предельного режима DDR4-3200.

Путём некоторого увеличения частоты BCLK память удалось вывести в находящийся за обозначенными производителем рамками возможностей платформы Socket AM4 режим DDR4-3466.

Здесь уместно напомнить, что разгон систем на базе Ryzen через увеличение частоты BCLK крайне не рекомендуется вследствие того, что он приводит к проблемам со стабильностью шины PCI Express и подключенных к ней устройств. Однако в исследовательских целях мы не стали пренебрегать тестированием Ryzen 7 с памятью DDR4-3466.

Подходящей платформой для проведения испытаний Ryzen с различной памятью стала материнская плата ASUS Crosshair VI Hero. Она может предложить сразу несколько преимуществ. С одной стороны, эта плата – одна из немногих, способных к разгону процессоров AMD изменением частоты BCLK. С другой – ASUS Crosshair VI Hero обладает наилучшей совместимостью с различными режимами памяти. Например, при соблюдении определённых условий данная плата может обеспечить стабильную работу с DDR4-2666 даже при установке четырёх двухранговых модулей, что другие Socket AM4-материнки пока что предложить не в состоянии.

Все эксперименты выполнялись с процессором Ryzen 7 1800X, разогнанным до частоты 3,9 ГГц.

Полная конфигурация тестовой системы, в которой проводилось исследование влияния режимов работы памяти на производительность, выглядит следующим образом:

• Процессор: AMD Ryzen 7 1800X (Summit Ridge, 8 ядер + SMT, 3,6-4,0 ГГц, 16 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
• Материнская плата: ASUS Crosshair IV Hero (Socket AM4, AMD X370).
• Память: 2 × 8 Гбайт DDR4-4266 SDRAM, 19-26-26-46 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B4266C19R).
• Видеокарта: NVIDIA Titan X (GP102, 12 Гбайт/384-бит GDDR5X, 1417-1531/10000 МГц).
• Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
• Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 14393 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Driver Crimson ReLive Edition 17.3.1;
• NVIDIA GeForce 378.92 Driver.

В процессе испытаний в общей сложности было протестировано 17 разных режимов работы подсистемы памяти с процессором Ryzen:

• DDR4-2133 со схемами задержек 10-10-10-30, 12-12-12-32, 14-14-14-34 и 15-15-15-35;
• DDR4-2400 со схемами задержек 12-12-12-32, 14-14-14-34 и 16-16-16-36;
• DDR4-2666 со схемами задержек 12-12-12-32, 14-14-14-34 и 16-16-16-36;
• DDR4-2933 со схемами задержек 14-14-14-34, 16-16-16-36 и 18-18-18-38;
• DDR4-3200 со схемами задержек 14-14-14-34, 16-16-16-36 и 18-18-18-38;
• DDR4-3466 с задержками 16-16-16-36 и разгоном BCLK до частоты 130 МГц.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

• Синтетические бенчмарки:
  • AIDA64 Extreme 5.90.4200 – тест Cache and Memory Benchmark;
  • SiSoftware Sandra 2017.03.24.11 – тесты Memory Bandwidth и Cache & Memory Latency.
  Комплексные тесты:
  • Futuremark 3DMark Professional Edition 2.2.3509 — тестирование в сцене Time Spy 1.0.
  Приложения:
  • Adobe Photoshop CC 2017 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
  • Corona 1.3 – тестирование скорости рендеринга при помощи одноимённого рендерера. Измеряется скорость построения стандартной сцены BTR, используемой для измерения производительности.
  • WinRAR 5.40 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
  • x264 r2744 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
  Игры:
  • Civilization VI. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 11, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
  • Grand Theft Auto V. Разрешение 1920 × 1080, DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum.
  • Hitman™. Разрешение 1920 × 1080, DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High.
  • Watch Dogs 2. Разрешение 1920 × 1080, Field of View = 70°, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%.

В 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 процессоров и памяти причинами.

⇡#Производительность в синтетических тестах

В первую очередь мы обратились к синтетическим тестам, в которых измеряются показатели практической пропускной способности и латентности.

Нет ничего удивительного в том, что с ростом частоты и с уменьшением задержек памяти пропускная способность увеличивается, а латентность убывает. И главное, о чём можно сказать по итогам этого теста, что контроллер памяти Ryzen чутко реагирует на изменение настроек памяти. Любые оптимизации параметров DDR4 SDRAM отражаются на практических характеристиках вполне ожидаемо, а зависимость «чем быстрее память – тем лучше» действует для Ryzen без каких-либо оговорок.

Отдельного упоминания заслуживает разве только тот факт, что скорость подсистемы памяти при работе Ryzen с DDR4-3466 несколько выбивается из общей картины. Для получения такой частоты DDR4 нам пришлось до 130 МГц увеличить частоту BCLK, и это, как видно по результатам, придало дополнительный импульс показателям практической пропускной способности.

⇡#Производительность в приложениях

На первый взгляд кажется, что скорость памяти мало влияет на производительность в ресурсоёмких задачах. Однако это не совсем так, и замена в системе с процессором Ryzen модулей DDR4-2133 скоростной памятью класса DDR4-3200 может добавить к быстродействию до 15 процентов. Естественно, наибольший прирост наблюдается в тех задачах, которые активно работают с большими объёмами данных, например в архиваторах, но и в других распространённых приложениях прибавка хорошо заметна. Так, в графическом редакторе производительность при смене памяти может вырасти на 6 процентов, а при рендеринге можно наблюдать до 9 процентов прироста скорости.

Также тесты показывают, что увеличение частоты работы модулей DDR4 SDRAM – более результативное мероприятие по сравнению с оптимизацией таймингов. Один 266-мегагерцевый шаг по частоте памяти даёт примерно такой же практический эффект, как и снижение задержек на четыре такта. Именно поэтому в первую очередь рекомендуется пытаться нарастить частоту работы подсистемы памяти, а только потом заниматься подбором таймингов.

⇡#Производительность в играх

Игры относятся к числу тех задач, для которых быстрая память ещё нужнее. Здесь разрыв в производительности аналогичных платформ на базе процессоров Ryzen 7 1800X, оснащённых памятью DDR4-2133 и DDR4-3200, доходит до 12-16 процентов. А это, между прочим, сопоставимо с эффектом, которого можно добиться при разгоне Ryzen 7 1700X или 1800X до частоты 4,0 ГГц. Поэтому, если уж вы решили выжать из Ryzen все соки, не подобрать для вашей конфигурации быструю память было бы очень странно. Архитектура новых процессоров AMD такова, что скорость памяти действительно играет существенную роль, и в производительных игровых системах лучше использовать комплекты DDR4-3000 или DDR4-3200.

Привлекает к себе внимание и результат, полученный при разгоне BCLK до 130 МГц, что дало возможность запустить память в режиме DDR4-3466. Частота кадров в этом случае получается ещё выше, но конфигурировать подобным образом «боевые» игровые системы мы бы всё-таки не советовали. Во-первых, процессорная шина PCI Express в этом случае работает лишь в режиме 2.0, что наверняка отрицательно скажется на игровой производительности при увеличении разрешений до 4K или при установке уровней качества с текстурами высокой детализации. Во-вторых, при разгоне BCLK по описанным выше причинам снижается скорость накопителей и надёжность хранения на них данных.

⇡#Проверка комплектов памяти DDR4-3000 и DDR4-3200

Пользу от установки в системы на базе Ryzen комплектов памяти с высокой частотой отрицать невозможно. Тестирование показало, что одним только правильным подбором модулей DDR4 SDRAM можно поднять уровень производительности на дополнительные 10-15 процентов. Причём заметно масштабируется именно производительность в играх, то есть непосредственно тот её аспект, к которому предъявляются основные претензии. Поэтому совершенно неудивительно, что компания AMD настоятельно рекомендует выбирать такие модули памяти, которые смогут работать как минимум в режиме DDR4-2666, а желательно и побыстрее.

Проблема лишь в том, что выбрать комплект памяти, который заработает с Ryzen на высокой частоте, как минимум непросто. Из-за своей капризности контроллер памяти накладывает на модули DDR4 SDRAM массу странных условий, из-за чего многие оверклокерские комплекты DDR4 SDRAM, формально рассчитанные на высокие частоты, с Ryzen способны работать лишь в сравнительно слабых режимах DDR4-2400 или DDR4-2666.

Формальные требования, которые могут помочь в подборе для Ryzen «правильной» скоростной памяти, сравнительно просты:

• предпочитать следует одноранговые модули DDR4 SDRAM, которые в большинстве случаев опознаются по размещению чипов на одной стороне печатной платы;
• массив памяти лучше формировать из пары, а не из четырёх модулей DDR4 SDRAM;
• стоит избегать памяти, в основе которой лежат чипы производства Hynix;
• лучшие результаты показывают модули DDR4 SDRAM, которые построены на чипах Samsung B-die. Такие чипы нетрудно отличить по букве B в окончании строки маркировки, начинающейся с K4A.

Однако следовать всем этим правилам не так-то просто. Большинство оверклокерских комплектов памяти, рассчитанных на работу в режимах DDR4-3000 и DDR4-3200, комплектуются теплоотводящими пластинами, скрывающими от пользователя дизайн печатной платы и номенклатуру используемых микросхем. Поэтому приобретение памяти для Ryzen для неподкованного покупателя оказывается сродни лотерее.

Чтобы добавить какую-то ясность в вопросе выбора, мы совместно с нашим партнёром, компанией «Регард», решили проверить распространённые и популярные комплекты DDR4-3000 и DDR4-3200, состоящие из пар 8-гигабайтных модулей, на работоспособность в платформе на базе процессора Ryzen на заявленной частоте. В общей сложности было протестировано 14 комплектов памяти:

• ADATA XPG Flame AX4U300038G16-SBF (DDR4-3000, 16-18-18 @ 1,35 В);
• ADATA XPG Dazzle AX4U3000W8G16-SRD (DDR4-3000, 16-16-16 @ 1,35 В);
• Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B3000C15 (DDR4-3000, 16-17-17-36 @ 1,35 В);
• Corsair Vengeance LED CMU16GX4M2B3000C15 (DDR4-3000, 15-17-17-35 @ 1,35 В);
• Crucial Ballistix Tactical BLT2C8G4D30AETA (DDR4-3000, 15-16-16 @ 1,35 В);
• Crucial Ballistix Elite BLE2C8G4D30AEEA (DDR4-3000, 15-16-16 @ 1,35 В);
• GeIL EVO X GEX416GB3200C16DC (DDR4-3200, 16-16-16-35 @ 1,35 В);
• G.Skill TridentZ F4-3200C14D-16GTZ (DDR4-3200, 14-14-14-34 @ 1,35 В);
• Kingston HyperX Savage HX430C15SB2K2/16 (DDR4-3000, 15-17-17 @ 1,35 В);
• Kingston HyperX Predator HX430C15PB3K2/16 (DDR4-3000, 15-17-17 @ 1,35 В);
• Kingston HyperX Predator HX432C16PB3K2/16 (DDR4-3200, 16-18-18 @ 1,35 В);
• Patriot Viper 4 PV416G300C6K (DDR4-3000, 16-16-16-36 @ 1,35 В);
• Patriot Viper 4 PV416G320C6K (DDR4-3200, 16-16-16-36 @ 1,35 В);
• Patriot Viper Elite PVE416G300C6KBL (DDR4-3000, 16-16-16-36 @ 1,35 В).

Отличной иллюстрацией своеобразности контроллера памяти Ryzen может служить то, что из всего этого списка в режиме DDR4-2933 или быстрее смогли заработать лишь пять комплектов, то есть примерно треть памяти, которая, вообще говоря, предназначена для работы на таких частотах. Давайте познакомимся с результатами тестов подробнее.

⇡#ADATA XPG Flame AX4U300038G16-SBF

AX4U300038G16-SBF – это артикул одного 8-гигабайтного модуля DDR4-3000. Комплекты памяти из таких модулей нужно собирать самостоятельно, что мы и сделали, взяв для теста сразу два экземпляра. Согласно спецификации, при напряжении 1,35 В эта память должна работать на частоте 3000 МГц со схемой задержек 16-18-18.

Однако в AX4U300038G16-SBF инженеры ADATA поставили чипы Hynix, на которые у процессоров Ryzen аллергия. И хотя сами модули при этом получились одноранговыми, включить свой штатный режим в Socket AM4-системе они не смогли.

Лучший результат – работа на частоте 2400 МГц, что очень далеко от заявленного для планок AX4U300038G16-SBF номинального режима. Тайминги при этом удалось скрутить до схемы 12-13-13-34, но вряд ли это может служить утешением. Как было показано выше, для Ryzen куда важнее частота памяти, чем её латентность.

⇡#ADATA XPG Dazzle AX4U3000W8G16-SRD

Ещё один протестированный нами вариант оверклокерской памяти ADATA относится к серии XPG Dazzle. Это означает, что модули оснащены декоративной светодиодной подсветкой. Однако это – далеко не единственное их отличие от аналогичного комплекта XPG Flame. В данном случае номинальный режим описывается параметрами DDR4-3000, 16-16-16, 1,35 В, и равенство базовых таймингов даёт чёткое указание на то, что в модулях стоят не чипы Hynix, а какие-то другие микросхемы.

Микросхемы произведены компанией Samsung, но, к сожалению, это не B-die, а иной вариант ядра. Поэтому у модулей получилась двухранговая архитектура, от которой гладкой работы с Ryzen ожидать не приходится.

И действительно, в практических испытаниях для модулей AX4U3000W8G16-SRD режим DDR4-2933 оказался недостижим. Лучший результат – DDR4-2666 со схемой задержек 14-13-13-34.

⇡#Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B3000C15

Комплект CMK16GX4M2B3000C15 – очень популярный вариант для систем на базе процессоров Intel. Модули серии Vengeance LPX отличаются невысокими радиаторами и умещаются в системах с любыми кулерами. Взятый нами на тестирование комплект рассчитан на работу на частоте 3000 МГц и напряжении 1,35 В при использовании таймингов 16-17-17-36.

В основе этой памяти лежат чипы Hynix, поэтому особенно хороших результатов при практическом тестировании мы не ожидали. Однако архитектура у модулей одноранговая, что, вероятно, сыграло позитивную роль. В результате стабильная работа с Ryzen оказалась возможна в режиме DDR4-2933.

Таким образом, комплект CMK16GX4M2B3000C15 смог раскрыть заложенный в нём потенциал. И более того, при частоте 2933 МГц нам удалось существенно снизить тайминги, доведя их до 14-15-15-35. Однако более быстрый режим DDR4-3200 для модулей Corsair Vengeance LPX оказался недоступен. Впрочем, его никто и не обещал.

⇡#Corsair Vengeance LED CMU16GX4M2B3000C15

Память серии Corsair Vengeance LED включает в себя модули с белой светодиодной подсветкой. Комплект CMU16GX4M2B3000C15 именно такой. Выглядит это действительно красиво, и, если вы выбрали себе корпус с прозрачным окном и какую-нибудь материнскую плату с иллюминацией, приобретение Vengeance LED действительно имеет смысл. Формально комплект CMU16GX4M2B3000C15 предназначен для эксплуатации в режиме DDR4-3000 с таймингами 15-17-17-35 при напряжении 1,35 В.

Расхождение в задержках CL, tRCD и tRP наводит на мысли о том, что в основе данных модулей памяти Corsair лежат не чипы Samsung. И действительно, проверка поводов для оптимизма не даёт. Хотя рассматриваемая память Corsair Vengeance LED и имеет одноранговую архитектуру, базируется она на настойчиво нерекомендуемых для Ryzen чипах авторства Hynix, выпущенных по 21-нм технологии. Однако инженерам Corsair каким-то образом удалось обойти все проблемы, и на практике комплект CMU16GX4M2B3000C15 устойчиво заработал в режиме DDR4-2933.

Попутно удалось несколько улучшить и тайминги. В итоге память CMU16GX4M2B3000C15 смогла стабильно работать в системе с Ryzen при частоте DDR4-2933 со схемой задержек 14-15-15-35. На фоне иных вариантов – очень неплохой результат.

⇡#Crucial Ballistix Elite BLE2C8G4D30AEEA

Crucial – дочерняя марка компании Micron, поэтому в основе модулей памяти этой фирмы применяются микросхемы американского производителя. AMD никак не высказывалась по поводу того, подходят они для Ryzen или нет, поэтому проверка комплекта DDR4-3000-памяти серии Crucial Ballistix Elite вызывала особый интерес. Выбранный нами для испытаний комплект BLE2C8G4D30AEEA ориентирован на работу при частоте 3000 МГц с таймингами 15-16-16 при напряжении 1,35 В.

Модули BLE2C8G4D30AEEA двухсторонние и имеют двухранговую архитектуру. Поэтому нет ничего удивительного в том, что работать с Ryzen в режиме DDR4-2933 они отказались.

Зато при частоте 2667 МГц стабильная работоспособность оказалась возможна, что является весьма неплохим результатом для комплекта памяти, состоящего из двухранговых планок. Более того, в режиме DDR4-2666 комплекту BLE2C8G4D30AEEA удалось выставить достаточно агрессивные настройки задержек 14-15-15-35.

⇡#Crucial Ballistix Tactical BLT2C8G4D30AETA

По сравнению с Ballistix Elite серия Ballistix Tactical отличается более простой и компактной системой охлаждения и отсутствием термодатчиков. В остальном же это полный аналог Ballistix Elite, построенный на тех же 4-гигабитных 20-нм чипах Micron.

Для комплекта BLT2C8G4D30AETA заявлена частота 3000 МГц, достижимая с таймингами 15-16-16 при напряжении 1,35 В. Однако модули в составе этого комплекта двухранговые. Поэтому высокую частоту в платформах на базе Ryzen они не возьмут.

На практике комплект Ballistix Tactical BLT2C8G4D30AETA заработал лишь в режиме DDR4-2666, а тайминги по сравнению с Ballistix Elite удалось подобрать чуть ниже. Претензий к стабильности не возникало при выборе схемы 14-14-14-34. Впрочем, как можно судить по показаниям Cache & Memory Benchmark, на реальных скоростных параметрах снижение задержек tRCD и tRP практически не сказывается.

⇡#GeIL EVO X GEX416GB3200C16DC

Набор модулей GeIL EVO X интересен по двум причинам. Во-первых, он относится к числу идеально подходящих для Ryzen с точки зрения AMD. Во-вторых, эти модули – с RGB-подсветкой, цвет которой может меняться либо аппаратным переключателем, либо программно. Правда, это делает их сильно неудобными в практическом использовании. Высота модулей с радиаторами, увенчанными светящимися пластиковыми навершиями, достигает 58 мм. А для того, чтобы эта подсветка работала, к ним нужно подключать дополнительный кабель питания. Но по характеристикам планки памяти GEX416GB3200C16DC выглядят вполне достойно. Производитель обещает работоспособность в режиме DDR4-3200 с таймингами 16-16-16-36 при напряжении 1,35 В.

По формальным признакам комплект GeIL EVO X для Ryzen подходит не слишком хорошо. Входящие в него модули имеют одноранговую архитектуру, но основываются на 8-гигабитных чипах Hynix, выпущенных по техпроцессу с 25-нм нормами.

Тем не менее ожидания комплект GEX416GB3200C16DC оправдал полностью. Режим DDR4-3200 оказался полностью работоспособным. Причём в системе с Ryzen удалось даже установить лучшую по сравнению с номинальной схему задержек 16-15-15-35. И это значит, что в определённых ситуациях чипы Hynix всё-таки могут позволить системе памяти Ryzen работать на хорошей частоте.

⇡#G.Skill TridentZ F4-3200C14D-16GTZ

Компания G.Skill – признанный эксперт в разработке оверклокерской памяти. Поэтому комплект TridentZ F4-3200C14D-16GTZ выглядит очень многообещающе, особенно если вспомнить о том, что похожую память рекомендует для Ryzen сама компания AMD. Взятый нами для тестов набор F4-3200C14D-16GTZ обещает не только поддержку максимального для Ryzen режима DDR4-3200, но и возможность работы с агрессивными таймингами 14-14-14-34 при напряжении 1,35 В.

По всем формальным признакам комплект F4-3200C14D-16GTZ подходит для Ryzen идеально. Входящие в него модули имеют одноранговую архитектуру и основываются на 20-нм чипах Samsung B-die. Результаты практического тестирования подтверждают: вот такую память и нужно искать.

Комплект TridentZ F4-3200C14D-16GTZ работает с Ryzen в режиме DDR4-3200 без каких-либо проблем. И даже больше того, дополнительно нам удалось немного снизить задержки без потери стабильности. В итоге частота памяти 3200 МГц покорилась со схемой таймингов 14-13-13-33 — это наилучший результат среди всех протестированных нами тринадцати комплектов.

⇡#Kingston HyperX Savage HX430C15SB2K2/16

Марка HyperX, под которой продаёт модули для энтузиастов компания Kingston, очень популярна в среде геймеров. Поможет ли это комплекту HyperX Savage HX430C15SB2K2/16 совладать с новым процессором AMD? Согласно спецификации, данный комплект должен работать в режиме DDR4-3000 с таймингами 15-17-17 при напряжении 1,35 В. Однако подробное знакомство, выходящее за пределы спецификаций, выявляет в этих модулях потенциальные проблемы.

Комплект HyperX Savage основывается на проблемных 25-нм чипах Hynix, к тому же входящие в него модули имеют двухранговую архитектуру. Иными словами, на высокую частоту работы памяти в системах на базе Ryzen с такими модулями можно не рассчитывать. Они не подходят для процессоров AMD по всем признакам.

Результат практической проверки удивления не вызывает. Максимальная частота, на которой комплект HyperX Savage DDR4-3000 смог заработать с новым процессором AMD, – 2400 МГц. Тайминги, конечно, при этом удалось убавить до 12-12-12-32, но вряд ли это кого-то утешит. DDR4-2400 – это очень слабый режим.

⇡#Kingston HyperX Predator HX430C15PB3K2/16

Комплект Kingston HyperX Predator HX430C15PB3K2/16 по своим спецификациям очень похож на рассмотренную память HyperX Savage HX430C15SB2K2/16. Он точно так же рассчитан на работу на частоте 3000 МГц с таймингами 15-17-17 при напряжении 1,35 В, и кажется, что отличие серии HyperX Predator заключается лишь в более массивных радиаторах.

Но это совсем не так. Несмотря на то, что комплект HX430C15PB3K2/16 тоже базируется на чипах Hynix, сами чипы для него выбраны другие – 8-гигабитные. Это позволило Kingston сделать модули одноранговыми, что даёт надежду на немного лучшие результаты.

Однако надежды не оправдываются. Максимум, доступный для комплекта HyperX Predator DDR4-3000 в системе на базе Ryzen, – всё тот же позорный режим DDR4-2400. Да, с низкими таймингами 12-12-12-32, но от этого не легче. Похоже, использовать память Kingston вместе с новыми процессорами AMD просто противопоказано.

⇡#Kingston HyperX Predator HX432C16PB3K2/16

Взяли мы на пробу и более скоростной вариант памяти HyperX Predator, который рассчитан на работу при частоте 3200 МГц с таймингами 16-18-18 при напряжении 1,35 В. Однако многого от него ожидать не приходится тоже. Увеличенные относительно CL задержки tRCD и tRP – первый признак того, что в системе на базе Ryzen такая память проявит себя плохо.

И это не просто эмпирическое наблюдение. Дело в том, что подобные схемы задержек обычно характерны для модулей памяти на чипах Hynix – именно тех, с которыми у Ryzen вечно возникают какие-то принципиальные разногласия. Комплект HX432C16PB3K2/16 полностью подтверждает эту теорию. Он действительно основывается на 8-гигабитных чипах Hynix, выпущенных по 25-нм техпроцессу. И пусть сами модули при этом одноранговые, одного только упоминания о Hynix достаточно для того, чтобы на высокой частоте с Ryzen они бы работать не смогли.

Поэтому практический результат испытаний нас не удивил. Наилучший режим работы комплекта HyperX Predator HX432C16PB3K2/16 в системе на базе нового процессора AMD – DDR4-2400, то есть в полтора раза хуже номинального режима по частоте. Тайминги, естественно, при этом удалось снизить до 12-12-12-32, но на производительность это влияет слабо. Она в данном случае ограничена именно частотой работы памяти.

⇡#Patriot Viper 4 PV416G300C6K

Модули Patriot Viper 4 рассчитаны на работу в режиме DDR4-3000 при задержках 16-16-16-36 и напряжении 1,35 В. Насколько нам известно, данный производитель оверклокерской памяти активно пользуется чипами Sаmsung, так что выглядят такие характеристики многообещающе. Однако более подробное знакомство преподносит неприятный сюрприз.

Модули памяти, входящие в комплект PV416G300C6K, – двухсторонние и имеют двухранговый дизайн. И этот факт сразу ставит крест на возможности запустить их с Ryzen в штатном режиме DDR4-3000.

Максимальная частота, полученная нами в практических испытаниях, составила 2667 МГц. При выборе более агрессивного режима памяти DDR4-2933 система попросту не стартовала. Так что ограничиться пришлось одной лишь оптимизацией таймингов. В итоге задержки удалось снизить до схемы 14-15-15-33.

⇡#Patriot Viper 4 PV416G320C6K

Комплект памяти PV416G320C6K – почти такой же, как и PV416G300C6K, но рассчитанный на более высокую частоту работы – DDR4-3200. Тайминги и рабочее напряжение при этом декларируются аналогичные: 16-16-16-36 и 1,35 В. Но самое главное – это схожая начинка. В основе модулей Patriot Viper 4, ориентированных на частоту 3200 МГц, так же как и в более медленной модификации, используются полупроводниковые компоненты Samsung.

Если говорить конкретнее, то тут на планках памяти установлены микросхемы Samsung D-die. Это, конечно, не B-die, но на самом деле тоже неплохо. Тем более что чипы эти 8-гигабитные, а значит, модули на их основе получаются односторонними и одноранговыми.

При практической проверке комплект PV416G320C6K оказался весьма неплох. Он, как и память G.Skill, смог обеспечить работу на частоте 3200 МГц с таймингами 14-13-13-33. Таким образом, наше тестирование позволило выявить ещё один интересный вариант памяти, который можно использовать с процессорами Ryzen наряду с рекомендуемыми AMD комплектами Corsair, G.Skill и Geil.

⇡#Patriot Viper Elite PVE416G300C6KBL

Комплект Patriot Viper Elite PVE416G300C6KBL – полный аналог Viper 4 PV416G300C6K, отличающийся лишь расцветкой и конфигурацией радиаторов. Поэтому удивляться характеристикам этой памяти, которая рассчитана на работу в режиме DDR4-3000 при таймингах 16-16-16-36 и напряжении 1,35 В, совершенно не приходится.

Чипы Samsung собраны в двухранговые модули. Из-за этого со способностью комплекта Patriot Viper Elite PVE416G300C6KBL работать в режиме DDR4-2933 можно попрощаться.

На практике такая память заработала с Ryzen на частоте 2666 МГц с задержками 14-13-13-33, что для комплекта двухранговых модулей – очень неплохой результат. Однако использовать такую память в платформе Socket AM4, естественно, не стоит.

⇡#Итоговая таблица результатов проверки

⇡#Выводы

Когда мы начинали знакомиться с AMD Ryzen, подозрения о том, что контроллер памяти – одно из слабых мест в архитектуре этого процессора, у нас только зарождались. Теперь же налицо явное тому подтверждение. С момента официального анонса и начала продаж минуло уже полтора месяца, в течение которых разработчики компании AMD и производители материнских плат имели прекрасную возможность внести все необходимые коррективы в микропрограммы и BIOS. Однако несмотря на то, что новые версии прошивок регулярно выходили, ситуация с производительностью памяти не нормализовалась. Контроллер DDR4 SDRAM, встроенный в Ryzen, может похвастать лишь неплохой пропускной способностью, но латентность и совместимость со скоростными модулями памяти продолжает вызывать серьёзные претензии.

Единственное, что компания AMD смогла сделать за прошедшее время, это пообещать, что в будущих прошивках для материнских плат, которые будут выходить в течение ближайших месяцев, вероятно, появится возможность нормально использовать более скоростные модули памяти, чем DDR4-3200. Если всё так и будет, то к теме работы памяти в платформе Socket AM4 мы ещё вернёмся. Однако кое-какие важные выводы можно сделать уже сейчас.

Правильный выбор оперативной памяти – один из ключевых квестов, который перед пользователем ставит Ryzen. И от того, насколько успешно он будет пройден, зависит на самом деле очень многое. Дело в том, что частота работы памяти влияет не только на её пропускную способность: архитектура Ryzen такова, что на эту частоту завязана также скорость работы внутрипроцессорной шины Infinity Fabric, а значит, выбором памяти определяется и то, насколько быстро вычислительные ядра смогут общаться между собой, с L3-кешем и с контроллерами, встроенными в CPU. Яркую иллюстрацию этого факта мы видели в тестах: простым изменением режимов работы DDR4 SDRAM можно увеличить производительность системы с Ryzen на 10-15 процентов.

Из сказанного следует, что важнейшая характеристика памяти в платформах на базе Ryzen — её частота. И действительно, тесты показывают, что она влияет на производительность гораздо отчётливее, чем задержки. Поэтому в первую очередь модули DDR4 SDRAM для Ryzen следует подбирать по частоте. При этом в голове можно держать простое правило: один 266-мегагерцевый шаг в частоте памяти даёт примерно такой же эффект, как снижение таймингов на четыре цикла.

Впрочем, зная одно лишь это, выбрать подходящую DDR4 SDRAM для Ryzen будет непросто. Дело в том, что контроллер памяти этого процессора ужасно привередлив, и на высоких частотах с ним могут сработаться очень немногие модули памяти. Фактически, если вы планируете получить подсистему памяти, работающую в режиме старше DDR4-2133/2400, подбирать модули придётся по специальному рецепту.

Самый простой вариант – взять на вооружение список совместимых моделей, опубликованный на сайте производителя материнской платы. Однако иногда такие списки не содержат приемлемых или доступных в продаже вариантов. Тогда действовать придётся, имея в виду общие предпочтения контроллера памяти Ryzen. Во-первых, выбирать следует односторонние модули: они, скорее всего, окажутся одноранговыми. Во-вторых, лучше предпочесть планки памяти, которые построены на чипах Samsung, а ещё лучше, если эти чипы будут на полупроводниковых кристаллах B-die. И в-третьих, формировать подсистему памяти лучше из двух модулей, оставляя пару слотов DIMM свободными.

Благодарим компанию «Регард» за предоставленные для тестов комплекты памяти.