Konečne! Žiadne približne, žiadne asi, žiadne odhady. Nekompromisné porovnanie výkonu DDR3 a DDR4 pamätí a to vďaka základnej doske ASRock B150M Combo-G, ktorá má súčasne DIMM sloty pre DDR3 a DDR4 pamäte. Konečne tak máme možnosť úplne spravodlivého porovnania vplyvu na výkon nakoľko v každom teste je rovnaký procesor aj iné komponenty.
DDR3 vs DDR4 – Technické odlišnosti
S príchodom Skylake procesorov od Intelu sa začal masívne skloňovať pojem DDR4 pamätí. Tie existovali dlhšiu dobu už do serverov a pre absolútny high-end, ktorý predstavovali Intel Haswell-E procesory, zastúpenie týchto pamätí však stále bolo na spotrebiteľskom trhu mizivé. Skylake procesory predstavovali prvú mainstream platformu, ktorá podporovala aj nové DDR4 pamäte. Po jej príchode sa začali vo väčšom množstve predávať DDR4 pamäte, zvýšila sa ponuka týchto pamätí a postupne začala klesať cena. Každý kto si dnes skladá nový počítač už zrejme vyberá procesor najnovšej Skylake architektúry a tým pádom vyberá aj DDR4 pamäte. DDR4 pamätiam sa čoskoro nevyhneme ani u AMD. Blížiace sa procesory Zen architektúry prinesú podporu DDR4 pamätí už tento rok aj na základné dosky pre AMD. Platí teda pravidlo, že kto plánuje postaviť počítač založený na tom najmodernejšom čo momentálne existuje musí počítať s kúpou DDR4 pamätí. Ako však bolo spomenuté, ich cena už takmer úplne dorovnala DDR3 pamäte a na Intel a AMD sa tak už nemožno hnevať, že nás tlačia do niečoho drahého.
Tlačia nás však do niečoho, čo možno ani neoceníme a musíme teda v konečnom dôsledku vyhodiť za to peniaze. Alebo nie? DDR4 sa ako novinka prezentovala samými výhodami oproti DDR3, viaceré testy však už naznačili, že vaše súčasné DDR3 pamäte by bez problémov dokázali odvádzať svoju službu aj naďalej a to bez výraznejšieho vplyvu na výkon. Samozrejme to záleží od toho čo s počítačom robíte, no pre bežných používateľov v tom veľký zmysel nevidím. V dnešnom teste však dostaneme asi najobjektívnejšiu predstavu o tom, aký skutočný prínos prinášajú DDR4 oproti DDR3 a to vďaka unikátnej základnej doske, ktorá podporuje ako DDR3 tak aj DDR4 moduly operačných pamätí.
O rozdieloch medzi DDR4 a DDR3 sa už popísalo mnoho a to aj u nás. Pre poriadok a zopakovanie si to však pripomeňme. V prvom rade sú tu fyzické odlišnosti. DDR4 sú nepatrne vyššie o necelý 1mm, ich PCB je hrubšie o 0,2mm. Šírka je stále rovnaká 133,35mm a z tohto hľadiska tak DDR4 nepotrebujú dlhšie DIMM sloty. DDR4 pamäte však majú viac pinov a to až 288 oproti 240 u DDR3. Taktiež sa posunula pozícia zámky a DDR4 nevopcháte do slotu pre DDR3 a naopak.
Čo však používateľov zaujíma viac je nižšie napätie DDR4 pamätí a tým pádom nižšia spotreba, nižšie zahrievanie s čím by mala súvisieť dlhšia životnosť. DDR4 pamäte štandardne vyžadujú napätie iba 1,2V zatiaľ čo DDR3 podľa JEDEC štandardu až 1,5V. Existujú aj DDR3L pamäte s nižším napätím 1,35V či 1,25V. K ním by mali existovať ekvivalentné DDR4L pamäte s napätím iba 1,05V, pravdou však je, že klasické pamäte do stolných počítačov s týmto napätím na trhu ešte nemáme.
Druhým významným faktorom, ktorým výrobcovia marketingovo útočia na zákazníkov je rýchlosť DDR4 pamätí. Tie sú konštruované tak, že zvládnu vyššiu frekvenciu ako DDR3 pamäte. Na príklade Skylake platformy môžeme vidieť, že Intel oficiálne podporuje DDR3 pamäte s frekvenciou 1600MHz a DDR4 s frekvenciou 2133MHz. U oboch pamätí sa dá ísť samozrejme vyššie či už s pomocou XMP profilov alebo manuálnym pretaktovaním, no DDR3 končia v najlepších prípadoch niekde okolo hranice 3GHz. DDR4 idú ďalej a dnes už bežne zoženiete pamäte, ktoré od výroby bežia na frekvencii aj 3600MHz s tým, že sa dajú pretaktovať aj na 4GHz. V extrémnych prípadoch prekonali DDR4 už dokonca aj hranicu 5GHz.
Tento údaj o frekvenciách pamätí je však značne skreslený nakoľko neodráža skutočnú frekvenciu na akej pamäťové čipy pracujú, ale udávajú priepustnosť. Reálna frekvencia pamätí od dôb DDR1 až tak nestúpla a pohybuje sa na úrovni bežne 200-300MHz. U DDR sa táto frekvencia zdvojnásobí, vynásobí 8 bajtmi a dostaneme číslo napríklad 3200MB/s. Preto sa moduly aj označujú ako napríklad PC-3200.
Čo je však podstatnejšie je, že ani nárast frekvencie či priepustnosti nemusí znamenať vyššiu rýchlosť. Súčasné DDR4 pamäte totiž stále vykazujú dlhšiu odozvu ako DDR3 pamäte. Tie sa s latenciou dostali s CL už aj pod 9ns zatiaľ čo u DDR4 je najmenej asi 12. Časovania oboch pamätí je možné ešte znížiť no všeobecne platí, že DDR3 majú nižšie časovanie a latenciu ako DDR4 pamäte a prístup k dátam je tak z tohto pohľadu rýchlejší. Čo to všetko znamená v praxi uvidíme už v nasledujúcej kapitole.
DDR3 vs DDR4 – Testovacia zostava
Dlho som veru zháňal vhodnú základnú dosku na čo najobjektívnejšie porovnanie výkonu DDR3 a DDR4. Modelov, ktoré majú na sebe sloty pre DDR3 a DDR4 pamäte je ako šafranu a ich zohnanie nie je jednoduché. Jedným z odvážlivcov je však ASRock, ktorý mi ochotne poslal dosku B150M Combo-G. Ako už názov naznačuje doska používa čipset Intel B150 a nepôjde tak o žiadny high-end. Veď za všetko hovorí aj cena cca 70€. To nám však v tomto prípade nevadí, podstatné je, že doska má 2 DIMM sloty pre DDR4 (červené) a 2 sloty pre DDR3 pamäte (čierne). Doska našťastie podporuje aj dual-channel zapojenie oboch typov pamätí. ASRock jasne varuje, že súčasné použitie DDR3 a DDR4 nie je možné.
Čo ma však zarazilo viac je, že ASRock uvádza podporu aj pre štandardné DDR3 pamäte teda pre tie s napätím 1,5V. Intel však jasne neodporúča používanie týchto pamätí nakoľko by mohlo dôjsť k poškodeniu IMC (integrovaného pamäťového radiča) v procesore. Intel oficiálne podporuje so Skylake procesormi iba DDR3L pamäte s napätím 1,35V alebo nižším. Nechcel som riskovať zničenie procesora a tak som do testu objednal DDR3L kit operačných pamätí Kingston HyperX Fury v kapacite 2x4GB. Ide o moduly s frekvenciou 1866MHz a časovaním CL11. Presné označenie pamätí je HX318LC11FBK2/8. Tieto pamäte som porovnal s DDR4 sadou Kingston HyperX s kapacitou taktiež 2x4GB. Tieto pamäte majú frekvenciu 2133MHz a časovanie CL14. V obchode ich hľadajte pod označením HX421C14FBK2/8.
Výber pamätí som robil tak, aby išlo o čo najpodobnejšie modely – od rovnakého výrobcu, z rovnakej série a s rovnakými parametrami. Určite ste si všimli, že frekvencia a časovanie pamätí však nie je rovnaké. To však nie je problém. Keďže základná doska má pomerne obmedzené schopnosti a nedovoľovala absolútne žiadne pretaktovanie pamätí museli sa rýchlejšie DDR4 pamäte prispôsobiť pomalším DDR4. Obe pamäte tak mali finálne nastavenia takéto:
- Frekvencia 1866MHz
- Časovanie 11-11-11-32 s dobou obnovy 2T
Nastavenia pamäťí pre single-channel.
Nastavenia pamätí pre dual-channel.
Otestoval som pamäte ako v single-channel tak i v dual-channel konfigurácii. V tejto chvíli nás však nezaujíma rozdiel medzi single či dual-channel zapojením, ale prínos DDR4 pamätí v jednej či druhej konfigurácii. Zvyšok zostavy tvoril procesor Intel Core i7-6700K, chladič Noctua NH-D15S, SSD ADATA SP910 256GB, zdroj Antec VP550F a grafická karta MSI GTX 960 Gaming 2G.
Syntetickú pamäťovú priepustnosť som meral v benchmarku AIDA64 a SiSoft Sandra v teste Memory Bandwidth. Porovnanie DDR3 a DDR4 na vplyv procesora som meral v testoch Cinebench R15 , SiSoft Sandra Processor Arithmetic, wPrime a x264. Testy Handbrake, WinRAR, 7zip sú taktiež zamerané na procesor, no keďže pracujú s kompresiou či prevodom videá prejaví sa u nich viac použitá pamäť. Vplyv pamätí na grafický výkon som porovnal v benchmarku 3DMark. V tomto teste som zbehol celkom 2 testy – Fire Strike s dedikovanou grafickou kartou MSI GTX 960 Gaming 2G a Sky Diver s integrovaným grafickým jadrom Intel HD Graphics 530. Práve integrované grafické jadrá sú totiž citlivé na frekvenciu RAM a vyššia frekvencia sa prejaví najmä u APU od AMD. Bol som však zvedavý, či sa aj DDR4 podpíšu nejakým spôsobom pod výkon iGPU oproti DDR3 pamätiam.
DDR3 vs DDR4 - Výsledky
Testy AIDA64 a SiSoft Sandra Memory Bandwidth nám ukážu syntetickú pamäťovú priepustnosť, ktorú v reálnej prevádzke málokedy dosiahnete a tieto testy tak nemajú príliš veľkú výpovednú hodnotu.
Vplyv pamäti na výkon procesora meriam v testoch SiSoft Sandra CPU Arithmetic, Cinebench R15, wPrime s výpočtom druhej odmocniny 1024 miliónov čísel a v x264.
V aplikáciach, ktoré využívajú kompresiu či enkódovanie videa sa vyplv operačnej pamäte prejaví viac na výkone počítača. Tieto použitia reprezentujú testy WinRAR, 7zip s veľkosťou slovníka 192MB a prevod videa v programe Handbrake.
Vplyv DDR3 a DDR4 na grafický výkon s použitím samostatnej grafickej karty meriam v benchmarku 3DMark v teste Fire Strike. Rozdiel je zanedbateľný.
Pri použití integrovaného grafického jadra som musel znížiť nároky na test a miesto Fire Strike som tak použil Sky Diver. Tu už môže byť reč o nejakom prínose DDR4 oproti DDR3, konkrétne njviac 5,5% v single-channel.
DDR3 vs DDR4 - Zhodnotenie, záver
Rozdeľme si výsledky na 2 hlavné kategórie. Prvou bude single-channel výkon DDR3 a DDR4. V rýdzej pamäťovej priepustnosti vyrátanej z benchmarkov AIDA64 a SiSoft Sandra Processor Arithmetic vidíme, že priemerný rozdiel je asi 6,5% v prospech DDR4. Pri vplyve RAM na výkon procesora (vyrátaný ako priemer z benchmarkov SiSoft Sandra CPU Arithmetic, Cinebench, x264 a wPrime) víťazia DDR4 pamäte s náskokom iba 0,57%. Zanedbateľné. Keď sa pozrieme na programy náročnejšie na RAM (WinRAR, 7zip, Handbrake), zistíme, že tu sa podľa očakávaní prejavil naviac rozdiel medzi DDR3 a DDR4. Rozdiel je 8,27% v prospech novinky. V grafickom výkone je rozdiel pri použití dedikovanej grafickej karty necelé 1% v prospech DDR4. Ak sa budete hrať na integrovanom grafickom jadre oceníte prínos 5,5% DDR4 pamätí. Sumárny prínos naprieč všetkými testami je 4,34% v prospech DDR4.
Druhou kategóriou je dual-channel výkon DDR3 oproti DDR4. V syntetickej pamäťovej priepustnosti vyhrávajú DDR4 pamäte rozdielom 4,65%. Vo výkone procesora vám DDR4 pamäte prinesú takmer nemerateľný výkon o 0,63% vyšší v porovnaní s DDR3. V aplikáciách, ktoré viac spoliehajú na RAM sú misky váh naklonené na stranu DDR4 v priemere o 5,55% (v teste WinRAR však až o 13%). Pri hraní s grafickou kartou vám DDR4 prakticky nepomôžu nakoľko som zaznamenal vyššie skóre o 0,48%. V prípade iGPU je to výhra pre DDR4 o 2,8%. Nič moc. Sumárny prínos naprieč všetkými testami je 2,82% v prospech DDR4.
Takže čo sme sa dnes naučili? Že v prípade rovnakých frekvencií a časovania nemajú DDR4 pamäte prakticky žiadny význam oproti DDR3 pamätiam. Podčiarknuté, bodka, hotovo. Áno, v každom jednom teste porazili DDR3 keď čo i len o pol percenta, avšak v konečnom dôsledku to pre bežného používateľa nič neznamená.
Situácia sa mení v prípade, že často pracujete s kompresiou či prevodom videa alebo s aplikáciami náročnými na operačnú pamäť. Tam vedia DDR4 pamäte na rovnakých nastaveniach priniesť aj viac ako 10%-ný nárast výkonu oproti DDR3. Ak naozaj masívne vykonávate spomínané činnosti, dokážete v každom teste ušetriť nejaké tie sekundy, čo sa v priebehu napríklad mesiaca dokáže premietnúť do drahocenných minút. Čas je vzácny a DDR4 tu tak majú skutočne svoje opodstatnenie.
Kde DDR4 ešte jednoznačne víťazia je možnosť vyšších frekvencií čím doháňajú nie príliš presvedčivú nadvládu nad DDR3. Pri pretaktovaní však zvyčajne stúpa časovanie a prístupová doba sa tak zvyšuje čo je zas negatívny dôsledok. Treba však uznať, že s taktami sa u DDR4 dostanete na také hranice, o akých sa DDR3 nesníva a výkonnostný rozdiel medzi DDR3 a DDR4 sa tak zviditeľní. Ja osobne práve toto považujem za jediný validný argument, ktorý hovorí v prospech DDR4. V súboji telo na telo na rovnakých nastaveniach totiž pre mňa DDR4 nepredstavujú presvedčivú výhodu.
Za dodanie základnej dosky B150M Combo-G ďakujeme spoločnosti ASRock.
Operačné pamäte Kingston HyperX Fury DDR4 a Kingston HyperX Fury DDR3L požičal internetový obchod Alza.
Pjetro de
cibazol
Pjetro de
m2fizy
Pjetro de
Pjetro de
m2fizy
Pjetro de
Pjetro de
Pjetro de
redy
x3m
TechLogic
Vladys
x3m