Tekniikkakatsaus: DDR4-muistien suorituskyky

IMG_1014

Intelin X99- ja Z170-piirisarjojen myötä DDR4-muistit ovat yleistymässä kuluttajien keskuudessa, joten päätimme testata DDR4-muistitekniikan suorituskyvyn. Saimme Muropaketin testiin pelaajille sekä ylikellottajille suunnatut DDR4-muistit ADATA:lta sekä Kingstonilta, joihin tutustumme tarkemmin artikkelissa. Lisäksi luomme lyhyesti katsauksen muistien nykyiseen markkinatilanteeseen ja hinnoitteluun

 

DDR4-muistien ominaisuudet ja muutokset

IMG_1087

Yksi suurimmista eroista siirryttäessä DDR4-muisteihin on niiden parempi energiatehokkuus. DDR4-muistien käyttöjännite on standardin mukaan 1,2 voltista 1,35 volttiin, kun DDR3-muisteilla käyttöjännite on 1,50-1,65 volttia. Lisäksi DDR4-muistipaikkojen virransyötössä on erillinen 2,5 voltin syöttö, kun DDR3-muisteissa tarvittava jänniteregulointi tehdään sisäisesti muistikammoissa. Myös käyttämättömän muistin energiankäyttöä on parannettu.

Paremman energiantehokkuuden lisäksi DDR4-muisteissa on käytössä entistä korkeammat kellotaajuudet ja suuremman kapasiteetin muistipiirit. Kun DDR3-muistit käyttivät kahdeksaa muistipankkia, DDR4-muistit käyttävät 16:ta, jotka on sijoitettu neljään ryhmään. Erillisiin ryhmiin sijoitetut muistipankit sallivat nopeamman pääsyn muistiin. DDR4-standardi mahdollistaa jopa 4266 MHz:n tehollisen kellotaajuuden ja muistimäärältään 128 gigatavun muistikammat. Esimerkiksi G.Skill on julkaissut jo DDR4-4266-nopeudella ja 19-26-26-46-asetuksilla toimivat Trident Z -muistinsa, tosin nämä eivät ole vielä rantautuneet Suomen markkinoille.

IMG_1090

DDR4-muistien myötä muistikampojen kontaktipinnien lukumäärä kasvaa 288:aan ja fyysisiltä mitoiltaan DDR4-muistikammat ovat hieman korkeammat sekä kapeammat kuin DDR3-kammat. Liitinosa on myös reunoista kaventuva ja liitinkolon paikkaa on siirretty. Peruskäyttäjälle selkein tapa kuitenkin erottaa DDR4- ja DDR3-muistit toisistaan on joko tuotetarrasta tai DDR4-muistien kaventuvasta liitinosasta.

 

DDR4-muistien markkinatilanne

Viimeisen vuosikymmenen aikana mobiililaitteet ovat kasvattaneet suosiotaan tasaiseen tahtiin. IHS:n (Information Handling Services) vuonna 2011 julkaisemassa raportissa ennustettiin DDR4-muistien syrjäyttävän DDR3-muistit jo vuoden 2015 aikana. Loimme Muropaketissa katsauksen vuonna 2013 muistiteknologioiden markkinatilanteeseen, kun edeltävän kerran laitoimme DDR3-suorituskyvyn puntariin. Jo tällöin tiesimme, että DDR4-muistien tulo tulee myöhästymään ennustetusta mahdollisesti hyvinkin paljon.

2011-06_DRAM

Todellisuudessa DDR4-muistit ovat hiljakseen tehneet saapumistaan muun muassa palvelinympäristöissä ja mobiililaitteissa, mutta PC-maailmassa DDR4-muistien osuus on ollut mitätön. Esimerkiksi muistivalmistaja Micron ilmoitti kesällä 2015 keskittävänsä muistien tuotantoaan PC-maailmasta enemmän mobiili- ja palvelinympäristöihin.

2013-06_DRAM

Kuluvan vuoden aikana on kuitenkin saapunut entistä enemmän DDR4-muisteja, niin kuluttaja- kuin myös yritysmarkkinoille. Vuoden 2016 aikana DDR4-muistien osuuden kuluttajamarkkinoilla odotetaan lisääntyvän samalla, kun yhä useampi valmistaja siirtyy joko käyttämään DDR4-muisteja tai lopettaa tukensa DDR3-muisteille. Intelin 100-sarjan piirisarjat toivat mukanaan tuen käyttää DDR3-muisteja uusien Skylake-arkkitehtuurin prosessorien kanssa, mutta eri emolevyvalmistajat ovat julkaisseet vain kourallisen tämän mahdollistavia emolevyjä.

Seuraava sivu
Eero Mäensivu

Kommentit

2.

Voisiko jossakin vaiheessa tulla testi mahdollisimman tehokkaalla AMD:n APU:lla? Monethan ovat odottaneet nimenomaan niiden hyötyvän DDR4:n kasvaneesta nopeudesta..

Vastaa tähän
3.
Mazikaze

Voisiko jossakin vaiheessa tulla testi mahdollisimman tehokkaalla AMD:n APU:lla? Monethan ovat odottaneet nimenomaan niiden hyötyvän DDR4:n kasvaneesta nopeudesta..

Ei taida olla vielä tarjolla AMD emoa joka DDR4 muisteja huolisi… Kai zenin kanssa tulee. (Kannettavista en tiedä jos ovat viritelleet jo ddr4 systeemejä kun en niitä niin seuraa… mutta niissä pullonkaulat nykyisellä amd teknologialla löytyvät muutoinkin lähinnä prosessoriydinten puolelta.)

Vastaa tähän
4.

Menikö jotain ohi vai miksi viimeistä neljää testiä ei ole ajettua/listattu DDR3 muisteilla taulukoihin? Varsinkin kun kyseessä kaksi ei synteettistä testiä…

Vastaa tähän
5.
_J03_

Menikö jotain ohi vai miksi viimeistä neljää testiä ei ole ajettua/listattu DDR3 muisteilla taulukoihin? Varsinkin kun kyseessä kaksi ei synteettistä testiä…

DDR3-muistien suorituskykymittaukset ajettiin Haswell-arkkitehtuuriin perustuvassa testikokoonpanossa, mutta sisällytämme tulokset vertailtavuuden takia vain niistä mittauksista, joissa prosessorin laskentateho ei olennaisesti vaikuta muistien suorituskykyyn ja täten vääristä tuloksia.

Vastaa tähän
7.

Kun DDR3-muistit käyttivät kahdeksaa muistipiiriä, DDR4-muistit käyttävät 16:ta, jotka on sijoitettu neljään lohkoon. Erillisiin lohkoihin sijoitetut piirit sallivat nopeamman pääsyn muistiin.

Tuossa puhutaan muistipiireistä kun pitäisi puhua muistipankeista. Ei siis ole kyse muistikamman, vaan yhden muistipiirin sisäisestä järjestelystä.

DDR4-muistipiirin järjestely: 16 muistipankkia neljässä ryhmässä (x16-piireillä 8 pankkia kahdessa ryhmässä). Eri muistipankkeihin osuvat muistihaut toimivat itsenäisesti, mutta siirrot on tietenkin tehtävä yhden väylän kautta. Samaan ryhmään osuvat haut kestävät kauemmin.

Muistikamman järjestely: laitetaan x4/x8/x16(-bit)-piirejä riittävä määrä rinnakkain, jotta saadaan aikaan yksi muisti-rank. Näitä täytyy olla kammassa vähintään yksi, mutta enintään 8. Kuluttajaemolevyissä kaksi rank:ia/kampa on yleensä maksimi.

Vastaa tähän
8.

Onhan se kiva että muistipuolellakin on menty nopeudessä eteenpäin. Enemmän mua on kuitenkin DDR4:ssä kiinnostanu CRC, jota ei mainittu muutoksien yhteydessä, mutta muuten ihan hyvä testit niillä laitteilla mitä oli käytössä.

Nuo graafit olisivat muuten paljon pienempiä ja tarkempia jos tallennat ne svg muotoon (onnistuu ainakin libreofficella suoraan calc:sta). Pitäisi mennä ainakin neljännekseen ja tulla huomattavasti tarpempia.

Vastaa tähän
9.

Miksi Fallout 4 ei ollut testissä?
Siinähän tunnetusti saadaan selviä eroja aikaiseksi pelkillä Ram muisteillakin.

Vastaa tähän
10.

Kiitokset lukijoille tarkaavaisuudesta, muutamat oikoluvusta huolimatta mukaan jääneet virheet korjattu.

Vastaa tähän
11.
SinSin

Miksi Fallout 4 ei ollut testissä?
Siinähän tunnetusti saadaan selviä eroja aikaiseksi pelkillä Ram muisteillakin.

Varmaankin sen takia, että se taitaa olla ainoa peli, jossa RAM nopeudet selvästi vaikuttavat FPS:ään, satojen tuhansien (vai miljoonien ?) pelien joukosta.

Saatan toki olla väärässäkin, mutta aika paljon on tullut luettua artikkeleita koskien RAM nopeuden vaikutusta pelien suorituskykyyn ja ennen Fallout 4 pelin tuloa en ole lukenut yhtään artikkelia, jossa oltaisiin huomattu RAM-speedin huomattavasti vaikuttavan pelien suorituskykyyn.

Vastaa tähän
12.

Kiitosta artikkelista.

Sellainen pieni huomio, että testeissä mainittu asetus 15-15-16 ei ole mahdollista Skylakella, kun nuo kaksi jälkimmäistä (tRCD ja tRP) on sidottu toisiinsa. Tarttui heti silmään niin piti mainita. :)

Vastaa tähän
13.

Pitää muistaa että korkeamalla taajudella toimivat ddr4 muistit (yli 2800mhz) harvoin käyttävät 1.2v jännitettä vaan 1.35v eli energiatehokkuus ei ole niissä yhtä hyvä tai sitten xmp profileissa löytyy kahta eri latenssilla olevat asetukset.

Vastaa tähän
14.

oli miten oli.. sigun setti lähtee huomenna emon, prossun&jäähyn kera uudelle omistajalle, (myös muistit) verkkiksessä odottaa noutoa uusi emo Asus MAXIMUS VIII RANGER Intel Z170 ja jäähyksi kivelle corsair h1001GT.. muisteja pähkäilin ihan vitusti, ja päädyin nyt aluksi ottamaan edulliset G.Skill Ripjaws Gaming DDR4 3000 Mhz 16Gb 4*4Gb. ei kehtaa ottaa hitaampia kun nyt menee 2400Mhz ddr3:lla. aika näyttää onko noista mihinkään… tällä tarkoitan sitä että i7 6700k kiven saatavuus aivan käsittämättömän huono :( eikä konetta saa tulille ilman sitä.

edit. voi widdu, voi olla että muistit vaihtuu G.Skill Trident Z DDR4 3600 Mhz 16 Gt
mahtuis vielä budjettiin, mitä ei ole :)

Vastaa tähän
15.
-PSyCHo-

oli miten oli.. sigun setti lähtee huomenna emon, prossun&jäähyn kera uudelle omistajalle, (myös muistit) verkkiksessä odottaa noutoa uusi emo Asus MAXIMUS VIII RANGER Intel Z170 ja jäähyksi kivelle corsair h1001GT.. muisteja pähkäilin ihan vitusti, ja päädyin nyt aluksi ottamaan edulliset G.Skill Ripjaws Gaming DDR4 3000 Mhz 16Gb 4*4Gb. ei kehtaa ottaa hitaampia kun nyt menee 2400Mhz ddr3:lla. aika näyttää onko noista mihinkään… tällä tarkoitan sitä että i7 6700k kiven saatavuus aivan käsittämättömän huono :( eikä konetta saa tulille ilman sitä.

edit. voi widdu, voi olla että muistit vaihtuu G.Skill Trident Z DDR4 3600 Mhz 16 Gt
mahtuis vielä budjettiin, mitä ei ole :)

Ennemmin nämä: https://www.verkkokauppa.com/fi/pro…aws-V-DDR4-3200-Mhz-16-Gt-muistimodulipaketti
Kulkevat todennäköisesti saman kuin nuo 3600 MHz Trident Z:t, mutta puolet huokeampaan hintaan. Tai mikäli oltava Trident Z, niin etsi jostain F4-3200C16D-16GTZ mallinumerolla varustetut (ei GTZB).

Tai kolmas vaihtoehto, odota Kingstonin +3000MHz muisteja, pitää sisällään tämän hetken parhaat piirit (Hynix AFR). Noissa G.Skilleissä Samsung E-sarjan piirit.

Vastaa tähän
16.
Asmola

Ennemmin nämä: https://www.verkkokauppa.com/fi/pro…aws-V-DDR4-3200-Mhz-16-Gt-muistimodulipaketti
Kulkevat todennäköisesti saman kuin nuo 3600 MHz Trident Z:t, mutta puolet huokeampaan hintaan. Tai mikäli oltava Trident Z, niin etsi jostain F4-3200C16D-16GTZ mallinumerolla varustetut (ei GTZB).

Tai kolmas vaihtoehto, odota Kingstonin +3000MHz muisteja, pitää sisällään tämän hetken parhaat piirit (Hynix AFR). Noissa G.Skilleissä Samsung E-sarjan piirit.

kiitos tuhannesti! vaihdan muistit varmaankin noihin (tuskin saan kiveäkään ihan heti). tässä DDR3 puolella nää ripjaws z muistit oli paremmat kun tridentit kulkujen puolesta. tai katsoo nyt… joudunko ostamaan i5 "riiskun" väliaikaseksi prossuksi ja noi.. tulen varmasti kysymään lisää asiaan liittyen kun 6700k kotona! kiitos :)

Vastaa tähän
17.
-PSyCHo-

kiitos tuhannesti! vaihdan muistit varmaankin noihin (tuskin saan kiveäkään ihan heti). tässä DDR3 puolella nää ripjaws z muistit oli paremmat kun tridentit kulkujen puolesta. tai katsoo nyt… joudunko ostamaan i5 "riiskun" väliaikaseksi prossuksi ja noi.. tulen varmasti kysymään lisää asiaan liittyen kun 6700k kotona! kiitos :)

Tilasin itsekin nuo jotka juuri linkkasin. :kippis: Parhaat noista kulkee 3600 MHz CL16 vakiojännitteellä. ;)

Vastaa tähän
18.
Asmola

Tilasin itsekin nuo jotka juuri linkkasin. :kippis: Parhaat noista kulkee 3600 MHz CL16 vakiojännitteellä. ;)

niin tein minäkin :)

Vastaa tähän
19.

Pari pientä virhettä tuossa artikkelin taulukossa: IC Densities -rivillä pitäisi yksikkönä varmaan olla gigabitti (Gb) eikä gigatavu (GB). Ja Internal Banks -rivillä DDR4-sarakkeessa todnäk. olisi tarkoitus lukea "in groups of 4" eikä "in banks of 4".

Aika jännää muuten miten muistivalmistajat esittävät bank groupingin ikäänkuin jonain suorituskykyä lisäävänä uutena innovaationa, vaikka kyse on pikemminkin rajoitteesta. Koko hommassahan on oikeasti kyse siitä, että DDR4:ssä bankit eivät ole enää samalla lailla täysin itsenäisiä kuin DDR3:ssa. DDR3-muisteissa on käsittääkseni mahdollista antaa mille tahansa bankille (jossa on sillä hetkellä sivu avoinna) #CAS-komento neljän kellosyklin kuluttua edellisestä #CAS-komennosta, jolloin uusi siirto-operaatio (burst) alkaa heti kun edellisen #CAS-komennon aikaansaama burst on päättynyt, eli dataa saadaan silloin periaatteessa siirrettyä katkeamattomana virtana ottaen muistiväylän kaistanleveydestä kaikki hyöty irti. DDR4-muisteilla tämä sitten onnistuukin enää vain eri ryhmiin kuuluvien bankkien välillä, eli koko kaistanleveyttä ei saada läheskään niin helposti hyödynnetyksi. Olisi kiva jos joku osaisi selittää, miksi DDR4:ssä bankkeja ei enää ole saatu pidettyä toisistaan riippumattomina kuten aiemmin…

Takaisin artikkeliin: Mitenkähän AIDA64 oikein mahtaa mitata nuo muistien viiveet? En oikein käsitä, kuinka ihmeessä DDR3-1600-muisteille saa mitattua noin pitkän viiveen, kun testatuista DDR4-2133- ja DDR4-2400-muisteista hitaammissa on kuitenkin nanosekuntimääräisesti pidemmät latenssit kuin tuossa DDR3-1600-kitissä, ja silti tuo testi näyttää kyseisille DDR4-muisteille lyhyempää viivettä. Sanoisin että tuossa mittauksessa on jotain hämärää, ja ko. DDR3-muistin suorituskyky näyttää sen takia huonommalta kuin se todellisuudessa onkaan.

Vastaa tähän

Osallistu keskusteluun MuroBBS:ssäKommenttikupla