Test: 6× DDR2-800 paměťové moduly (2 GB)

Frekvence, časování základní pojmy

Pořád si čtete o DDR3 pamětech nebo DDR2 na frekvencích přes 1 200 MHz efektivně, ale podíváte-li se do ceníku a současně na to, jaký mají tyto drahé paměti přínos, stejně se většinou jak pro Intel, tak pro AMD rozhodnete pro nyní supervýhodné 800MHz DDR2 paměti. To byla také hlavní motivace tohoto srovnávacího testu: stejně jako vy jsme chtěli vědět, jestli je s některými až podezřele levnými 2GB kity všechno v pořádku a zajímalo nás, co s výkonem dělá časování a co frekvence.

Miniprůvodce džunglí paměťových zkratek

Ne každý uživatel má úplně jasno v oné džungli zkratek, která se v oboru počítačových pamětí používá. Dovolili jsme si z učebních materiálů Jaroslava Pelikána z brněnské FI MUNI citovat několik vysvětlení základních pojmů, ty jsme doplnili o vysvětlení novějších standardů či pseudostandardů:

DRAM (Dynamic Random Access Memory)

V paměti DRAM je informace uložena pomocí elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj má však tendenci se vybíjet i v době, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napájení. Aby nedošlo k tomutu vybití a tím i ke ztrátě uložené informace, je nutné periodicky provádět tzv. refresh, tj. oživování paměťové buňky. Tuto funkci plní některý z obvodů čipové sady.

Vlevo: Obvody operačních pamětí pak bývají realizovány jako matice, jedna buňka s informací se adresuje pomocí vystavení řádku (row) a sloupce (column), vpravo: Realizace jedné buňky paměti DRAM v technologii TTL

Při zápisu se na adresový vodič přivede hodnota logická 1. Tím se tranzistor T otevře. Na datovém vodiči je umístěna zapisovaná hodnota (např. 1). Tato hodnota projde přes otevřený tranzistor a nabije kondenzátor. V případě zápisu nuly dojde pouze k případnému vybití kondenzátoru (pokud byla dříve v paměti uložena hodnota 1).

Při čtení je na adresový vodič přivedena hodnota logická 1, která způsobí otevření tranzistoru T. Jestliže byl kondenzátor nabitý, zapsaná hodnota přejde na datový vodič. Tímto čtením však dojde k vybití kondenzátoru a zničení uložené informace. Jedná se tedy o buňku, která je destruktivní při čtení a přečtenou hodnotu je nutné opět do paměti zapsat.

Buňka paměti DRAM je velmi jednoduchá a dovoluje vysokou integraci a nízké výrobní náklady.Protože paměťové obvody nemohou mít příliš velký počet vývodů, je nutné, aby adresa řádku i sloupce byla předávána po stejné sběrnici. Platnost adresy řádku a sloupce na sběrnici je dána (potvrzována) signály:

• RAS (Row Access Strobe): adresa řádku
• CAS (Column Access Strobe): adresa sloupce

 

SDRAM (Synchronous RAM)

Pracují synchronně s procesorem a jsou rozděleny do banků. Umožňují přístup s burst časováním 5-1-1-1 (původní DRAM umožňovaly jen 5-5-5-5, FPM DRAM pak 5-3-3-3 a EDO DRAM 5-2-2-2. Musí svou frekvencí odpovídat frekvenci systémové sběrnice.

SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM)

SDR SDRAM byly prvními pamětmi SDRAM pro PC, byly to také první moduly pro sloty DIMM (nahradily dosavadní SIMM používané ještě pro paměti EDO). Moduly měly 164 pinů, napájecí napětí 3,3, nebo 5 V, kapacity od 32 do 512 MB a dva zářezy jako klíčování pro správnou orientaci. Výraběly se tři standardy, dle rychlosti:

• PC66: pro systémovou sběrnici s taktem 66 MHz
• PC100: pro systémovou sběrnici s taktem 100 MHz
• PC133: pro systémovou sběrnici s taktem 133 MHz

Modul SDR SDRAM: Samsung PC133

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

DDR SDRAM je rychlejší verze SDRAM, která při stejné frekvenci dosahuje dvojnásobného výkonu. Tohoto je dosaženo tím, že veškeré operace jsou synchronizovány s náběžnou i sestupnou hranou hodinového signálu (CLK). Jádro předvybírá (prefetch) 2 bity do V/V bufferů. DDR používaly napětí 2,5 V a moduly měly 184 pinů. Vyráběly se v těchto variantách (nízké časování přitom bylo 2-2-2-5, běžné pak CL2,5 a pomalejší moduly měly CL3):

• základními typy byly: PC1600 (DDR200), PC2100 (DDR266), PC2700 (DDR333), PC3200 (DDR400)
• později výrobci přišly i s vyššími frekvencemi: PC3500 (DDR433), PC3700 (DDR466), PC4000 (DDR500), PC4300 (DDR533)

Modul DDR SDRAM: Samsung PC3200 (DDR400), čipy v pouzdře TSOP

DDR2 SDRAM

DDR2 sice vycházejí ze standardu DDR a stejně jako u DDR jsou data čtena a zapisována s nástupnou i sestupnou hranou hodinového signálu, ale moduly DDR a DDR2 nejsou vzájemně kompatibilní. Paměti DDR2 SDRAM mají menší spotřebu elektrické energie než DDR, napájecí napětí je sníženo na 1,8 V. Dosažení vyšší přenosové rychlosti je kromě vyšší frekvence založeno také na skutečnosti, že jádro paměťového obvodu (pracující na frekvenci např. 200 MHz u pamětí DDR2-800) může při každém čtecím cyklu předvybrat další 4 bity z paměťové matice a uložit je V/V bufferů.

Výsledkem je, že V/V část paměti může pracovat s dvojnásobnou frekvencí oproti jejímu jádru. Následným použitím nového komunikačního protokolu je umožněno provedení 4 transakcí během jednoho taktu. Vyšší frekvence DDR2 pamětí si vybírá daň v podobě vyššího časování (typicky 5-5-5-15). Běžně se setkáte s pamětmi o efektivní frekvenci 533 až 1 066 MHz.

Modul DDR2 SDRAM: Aeneon PC2-5300, čipy v pouzdře BGA

DDR3 SDRAM

DDR3 sice opět vycházejí ze standardu DDR2, ale opět nejsou zpětně kompatibilní. Zvýšení přenosové rychlosti je dosaženo předvýběrem 8 bitů při každém čtecím cyklu a jejich uložením do V/V bufferu. Napájecí napětí bylo sníženo na 1,5 V a DDR3 moduly mají asi o 30 % menší spotřebu elektrické energie než srovnatelné DDR2.

Modul DDR3 SDRAM: Kingmax s pro něj typickými čipy v pouzdře TinyBGA

Slepá větev: RDRAM (Rambus DRAM), RIMM

RDRAM je zkratka z Rambus DRAM (podle firmy Rambus, která tuto technologii vyvinula, zprvu se používal i název Direct RDRAM). Narozdíl od paměťových modulů SDRAM, popřípadě jejích variací DDR SDRAM atd., které jsou 64bitové, jsou jednotlivé paměťové moduly RDRAM pouze 16bitové (popřípadě 32bitové u dvoukanálových modulů). Paměti RDRAM ovšem v době jejich největšího rozšíření v PC (rok 2001 až 2003, čipová sada Intel 820 až 850) obvykle pracovaly na vyšší frekvenci než SDRAM nebo DDR SDRAM, proto dosahovaly vyšší maximální přenosové rychlosti. Paměti RDRAM posílají data dvakrát během hodinového cyklu, podobně jako je tomu u konkurenční technologie DDR SDRAM.

RDRAM se staly příkladem toho, že ani všemocný Intel nedokáže uživatelsky nepřívětivou a drahou technologii (samotným návrhem však přitom kvalitní a převratnou) prosadit navzdory všem. RDRAM běžely jen se špičkovými čipsety Intel (a jediným čipsetem SiS), byly sice vysoce taktované, ale ne zase tak rychlé (úzká šířka sběrnice), aby to ospravedlňovalo vysoké ceny. Navíc bylo vždy potřeba koupit dvojici RIMM modulů a veškeré neobsazené paměťové sloty na základní desce musely být ukončeny terminátorem, tzv. CRIMM modulem. Moduly RIMM se dělaly v mnoha variantách, jedno, dvou a čtyřkanálové (16 až 64 bitů) a s různými frekvencemi: 600 MHz až 1 066 MHz (maximum pro čtyřkanálové), resp. 1 600 MHz (maximum pro dvoukanálové). Zdroj: Wikipedia.

Modul RIMM: Kingston RDRAM, 1 066 MHz, 32 bitů (dvoukanálový)

4-4-4-12, co to je?

U pamětí se nejčastěji kromě frekvence setkáte už jen s jedním dalším ukazatalem výkonu: CL. To znamená CAS Latency a co je CAS, jsme si řekli už o kousek výše. Jednoduché pravidlo zní, čím nižší, tím lepší, ale někde mají vaše paměti/čipset/procesor také svoje limity.

Mnoho výrobců uvádí také časování v poněkud podrobnější formě, např. 2-2-2-5 u pamětí DDR, 4-4-4-12 či 5-5-5-15 u pamětí DDR2 atp. První číslo v této řadě je právě CAS Latency, celý řetězec má tuto intepretaci: TCL-Trcd-Trp-Tras. Trcd je zkratka pro RAS to CAS Delay, tedy zpoždění mezi výběrem řádku a adresací sloupce, Trp znamená RAS Precharge (zpoždění po výběru řádku) a Tras se používá pro Row Access, tedy dobu potřebnou pro adresaci řádku. Parametrů časování pamětí je ještě více, ale toto jsou čtyři základní a společně s Command Rate výkon nejvíce ovlivňující.

SPD (Serial Presence Detect)

SPD je standardem konsorcia JEDEC pro ukládání a čtení informací o paměťových modulech. V praxi je to malý EEPROM čip se 128 bajty informací o frekvenci, časování, výrobci, datu výroby či třeba sériovém čísle modulů. SPD EEPROM se dá číst přes sběrnici SMBUS, kterou základní desky používají také pro monitoring otáček a teplot. S informacemi SPD se setkáte prakticky u všech modulů SDRAM.

EPP (Enhanced Performance Profiles)

EPP je rozšířením SPD o další čtyři profily s nastavením (časování, frekvence, napětí). EPP používá jinak nepoužívané bajy číslo 99 až 127. Standard EPP má na svědomí Nvidia (společně s Corsairem), poprvé jste se s ním mohli setkat u desek s nForce 5xx. Některé paměti s EPP navíc Nvidia ceritifikuje jako SLI-ready memory.

XMP (eXtreme Memory Profile)

Intelu se nelíbilo používat standard EPP od Nvidie, a tak využil nástupu DDR3 na své platformě k uvedení dalšího standardu: XMP je v podstatě jen konkurenční alternativa k EPP.

 

A-Data, GeiL, GoodRAM

A-Data Vitesta Extreme 800+

cena za 2× 1 GB: 1 220 Kč
přesný název produktu: M20AD9G3I4170INE58

Stálice na trhu, A-Data, dodává řadu svých nejvýkonnějších pamětí pod značkou Vitesta. Testované moduly s již standardním časováním 4-4-4-12 a lehce inovovaným rozvaděčem tepla v klasickém červeném designu jsou spodkem nabídky této řady. Doporučené napětí je na hranici 2,1 V. Vitesty však nemají problém pracovat korektně ani na základním napětí, tedy dokud se nepustíme do výrazného taktování. Při nastavení na CL4 se hodnota zastavila na „pouhých“ 851 MHz, ovšem A-Data to dohání na frekvencích při běhu s CL5, kde dosahuje hranice 1 035 MHz. Za cenu kolem 1 220 Kč jde o velmi dobrou koupi do středně výkonných sestav.

 

GeIL DDR2 Ultra PC6400

cena za 2× 1 GB: 1 800 Kč
přesný název produktu: GX22GB6400UDC

Jednoduchý a vkusný vzhled rozvaděče tepla s logem GeIL opticky osloví každého. Udávané časování 4-4-4-12 moduly staví mezi 800MHz pamětmi do té výkonnější třídy. Paměti jsou od výrobce připraveny na provoz se zvednutým napětím až na 2,1 V (pro zmíněné lepší časování), ovšem při základní frekvenci pracovaly bezchybně i při standardním napětí (1,8 V). GeIL patřil mezi průkopníky rychlých DDR2-800 modulů, v tomto testu už paměti možnostmi taktování vůbec nevybočily a zařadily se do průměru celého testu. Cenou 1 800 Kč tyto GeIL Ultra bohužel lehce převyšují konkurenci. Velmi hezky provedený rozvaděč tepla se však zahřívá až na teplotu 54 °C, čímž v negativním smyslu převyšuje ostatní kolegy v testu.

   

   

GoodRAM (2x1G) PC6400 Pro

cena za 2× 1 GB: 1 090 Kč
přesný název produktu: GR800D264L5/2GDC

Výrobek polského závodu Wilk Electronic je zástupcem zcela běžného segmentu pamětí, určených pro použití bez vysokých nároků na výkon. Právě proto u nich nenajdeme ani chlazení pomocí tepelného rozvaděče. A bylo by to zcela zbytečné, protože se při běžném nastavení teplota nevyšplhala výše jak na 48 °C. Výrobce neudává ani doporučené časování, natož parametry napájení. Moduly však lehce překvapily možností provozu na frekvenci kolem 800 MHz při časování 4-4-4-12. Na zástupce nejnižšího segmentu podaly paměti slušný výkon, cena 1 090 Kč je nejnižší v testu.

   

 

Kingmax, Kingston, Patriot

Kingmax TinyBGA DDRII 800

cena za 2× 1 GB: 1 140 Kč
přesný název produktu: KLDD48F-A8KB

Paměti z třídy nejpoužívanějších a v našich končinách také nejoblíbenějších. Jedná se o paměti s běžným časováním 5-5-5-15 při frekvenci 800 MHz. Ani zde nemá smysl pasivní chlazení, výrobek by to pouze prodražilo. Cena je právě tím měřítkem, která je v tého třídě rozhodující. Za cenu 2GB setu kolem 1 100 Kč jsme nečekali nějak výrazné výsledky, mile však překvapily dosažené frekvence na obě nastavení časování (CL4 i CL5, jenž byly prakticky shodné jako u dražších GeIL či Patriot. Společně s pamětmi A-Data Vitesta 800+ nabízí Kingmax nejlepší poměr cena/výkon a dokazuje, že to jde i bez rozvaděče tepla.

   

Kingston HyperX DDR2-800 Ultra Low Latency CL3

cena za 2× 1 GB: 3 800 Kč
přesný název produktu: KHX6400D2ULK2/2G

Lídrem testu už od pohledu na specifikace musely být moduly Kingston. Označením pamětí dává výrobce vědět, že se jedná o moduly s ultra nízkým časováním, konkrétně 3-3-3-11 při frekvenci 800 MHz. Specifikace jsou jedna věc, praxe jiná. V single režimu, tedy pouze při zapojení jednoho modulu byl provoz na 3-3-3-11 naprosto bezproblémový, ovšem stabilně rozchodit právě toto nastavení v dual channel režimu nešlo. Na vině byla zřejmě buď základní deska nebo v procesoru integrovaný řadič pamětí. Při nastavení na klasických 4-4-4-12 paměti stabilně běžely na frekvenci 973 MHz a 1074 MHz při CL5. Po výkonové stránce se jedná o naprosto špičkové moduly. To je samozřejmě promítnuto i v ceně, která je oproti konkurentům v testu více jak dvojnásobná.

   

 

Patriot Extreme Performance PC2-6400

cena za 2× 1 GB: 1 540 Kč
přesný název produktu: PDC22G6400LLK

Paměti Patriot s časováním 4-4-4-12 a netradičním vzhledem se chlubí podporou EPP. Ta při použití kompatibilní desky zajišťuje automatické zvýšení výkonu podle stability. Výrobce udává doporučené napětí až 2,2 V. Tyto parametry slibují solidní možnost přetaktování, opak je však pravdou. Patriot nevybočuje z průměrných výsledků ani při velkém zvýšení napětí. Při časování CL4 jsou moduly jen o chlup výkonnější než konkurenční GeIL, předpokládáme použití stejných čipů. Cena 1 540 Kč byla zajímavá, dokud A-Data znovu nezlevnila své Vitesta Extreme.

   

 

Testy a nastavení paměti na Athlonu 64

Využití pamětí u současných procesorů a základních desek je zahaleno několika otázkami. A toto zvlášť platí o procesorech AMD pro socket AM2. Co je lepší pro přetaktování? Mám zvolit frekvenci, nebo časování? 

Nastavil jsem 800 MHz, ale nemám 800 MHz …

Dlouholetou specialitou všech „amdéček“ je dvoukanálový paměťový řadič integrovaný přímo v procesoru. Toto řešení přináší vyšší výkon, nižší latence, menší energetickou náročnost na paměťový systém, ale na oplátku také různé překážky přetaktování a problémy s výkonem při frekvencích přesahujících standardní specifikace (zhruba 800 MHz efektivně). U procesoru tak nemluvíme o FSB, ale o základní frekvenci, FSB Athlon 64 nemá (má HyperTransport a jak už bylo řečeno, řadič má integrován). Přesto budeme ve vzorci níže jako zkratku pro základní frekvenci používat zažité FSB, přestože víme, že to není přesné.

Při provozování procesoru na základních frekvencích nenarazíte problém, volíte pouze děličku pamětí vůči procesoru (typicky: 533 MHz – dělička 7, 667 MHz – dělička 6, 800 MHz – dělička 5). Ovšem pro všechny ostatní případy existuje vzorec na určení výsledné frekvence pamětí:

Frekvence pamětí = (FSB  × (násobič CPU) / zaokrouhleno: ((násobič CPU) × (FSB : DRAM poměr))

Přičemž desetinná čísla se ve výsledku za slovem zaokrouhleno zaokrouhlují vždy na nejbližší vyšší celá (takže například 10,1 je 11). Život budete ale mít o hodně jednodušší, pokud si stáhnete kalkulačku A64 MemFreq. Zadejte vše potřebné, kalkulačka vám sama zobrazí výslednou frekvenci pamětí. Tu v případě DDR násobte dvěma a v případě DDR2 pak čtyřmi pro zjištění efektivní frekvence pamětí.

Testy

Srovnali jsme několik nastavení: paměti taktované na 800 MHz při 4-4-4-12 a při 5-5-5-15 (tady můžete zkoumat čistě jen vliv časování) a pak maximální stabilní frekvenci s časováním 4-4-4-12 (862 MHz efektivně) proti maximální stabilní frekvenci s časováním 5-5-5-15 (1 035 MHz efektivně). Procesor měl v obou posledních případech frekvenci 2,6 GHz, při srovnání s prvními dvěmi (800 MHz CL4 a CL5) jsme se neubránili jeho vlivu (2 GHz).

Ačkoliv byl rozdíl frekvencí asi 170 MHz efektivně, nižší časování je výkonově srovnatelné s vyšší frekvencí, ale vyšším časováním. Ve hrách i přes nižší teoretickou propustnost naměřenou Everestem, byl výkon dokonce o něco lepší. V praktických aplikačních testech jako byla třeba práce ve Photoshopu či pakování souboru WinRARem naopak převládla frekvence. Z toho, alespoň pro majitele procesorů architektury K8 vyplývá výhodnost pamětí, které dovolí vyšší frekvence i při časování 4-4-4-12. Z tohoto pohledu samozřejmě kralují moduly Kingston HyperX, které dosahují ještě stále s CL4 frekvencí kolem 970 MHz efektivně.

Pokud byste nám náhodou nevěřili, že různé paměťové moduly mají při stejném časování a stejné frekvenci stejný výkon, tak se Michal ukázal být dostatečným bláznem, aby další desítky měření provedl. Výsledky se samozřejmě liší jen v rámci chyby měření, jediným úletem je výsledek GoodRAM v Company of Heroes, ale při tomto měření zřejmě došlo k nějakému zapisování/čtení z pevného disku, což srazilo výkon:

Testovací sestava

Vyhodnocení, verdikt

Kromě toho, že jsme ověřili, jakou roli hraje frekvence a jakou časování pamětí na architektuře Athlon 64 (AM2), nezůstaneme vám dlužni ani výsledky srovnání paměťových modulů. Na základě testů stability (prováděno zátěžovým testem dostupným v Everestu 4.2 a novějším), jejichž výsledky jste našli pod popisem a fotografiemi každého z testovaných modulů, můžeme, zatím bez ohledu na cenu, určit takovéto pořadí testu:

1. Kingston HyperX DDR2-800 Ultra Low Latency CL3
2. A-Data Vitesta Extreme 800+
3. Patriot Extreme Performance PC2-6400
4. GeIL DDR2 Ultra PC6400
5. Kingmax TinyBGA DDRII 800
6. GoodRAM (2x1G) PC6400 Pro

Pokud byste však měli základní desku, která neumožňuje zvyšovat napětí pro DDR moduly, bude pro vás pořadí takovéto:

1. Kingston HyperX DDR2-800 Ultra Low Latency CL3
2. A-Data Vitesta Extreme 800+
3. Kingmax TinyBGA DDRII 800
4. Patriot Extreme Performance PC2-6400
5. GeIL DDR2 Ultra PC6400
6. GoodRAM (2x1G) PC6400 Pro

Moduly Kingston CL3 podle očekávání zdrtí konkurenci ve všech ohledech, kromě jednoho: cena. Za 3 800 Kč máte 4 GB jiných kvalitních modulů a ještě si můžete přidat nějakou korunu na lepší desku anebo procesor, a tak se vítěz testu v poměru cena/výkon musí rekrutovat jinde. Z velmi levných pamětí si obstojně vedly moduly Kingmax, ale cena za Kingstonem druhých A-Data Vitesta Extreme je jen o něco málo vyšší a přitom s těmito pamětmi dosáhnete přece jen vyšších hodnot přetaktování. Právě proto jsou volbou ExtraHardware.cz Smart Buy:

Za zapůjčení paměťových modulů GeIL, GoodRAM, Kingmax a Patriot děkujeme společnosti:

Za zapůjčení pamětí A-Data děkuji společnosti:

Za zapůjčení pamětí Kingston děkujeme společnosti: