- DDR5 operační paměti v praxi – TEST a RECENZE
co přináší nová generace pamětí proti DDR4?
Pokud jste v poslední době a letech stavěli nebo kupovali PC, téměř určitě obsahoval operační paměť s DDR4 čipy. Tato generace pamětí je na trhu už dlouhou dobu. Konkrétně v rámci desktopu byly první DDR4 moduly uvedeny do běžného prodeje spolu s Intel HASWEL-E platformou v Q3 2014. No a od té doby byly součástí našich PC, ale i mobilních platforem. Teprve poslední rok dva se začínají objevovat paměti nové generace DDR5. Jako první je dostaly ARM SoC platformy pro mobilní telefony, nyní však přichází také ve formě klasických operačních pamětí pro PC.
)
V Q4 2021 se v obchodech objevily první DDR5 DIMM moduly a začíná tedy střídání stráží, kdy v následujících 1-2 letech nahradí nový DDR5 formát stávající DDR4. V průběhu roku 2023 by se měly DDR5 stát pak zcela dominantní a vystřídat DDR4 v jejich současné pozici, kde dominovaly posledních téměř 7 let. Je tedy na místě se podívat, co vlastně DDR5 v praxi vůči DDR4 přinášejí.
- DDR5 vs DDR4
DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) jsou zde s novou generací, tentokrát DDR5. Přímým nástupcem DDR4, které byly přímým nástupcem DDR3 atd. Nyní tak nastupuje pátá generace tohoto paměťového standardu, se kterým se původně počítalo už v roce 2018, ale nakonec to do běžných PC stihl až nyní, v samém závěru roku 2021. Pro účely tohoto článku se budeme bavit hlavně o verzi DIMM, tedy DDR5 paměťových modulů pro klasické PC, případně servery. Samozřejmě tyto paměti budou existovat také co by menší SO-DIMM pro mobilní PC, stejně jako samostatně pájené čipy na desky v případě ultra mobilních platforem a SoC, kde se vlastně už alespoň rok objevují.
- Moduly vypadají stejně … ale nejsou.
Technologických změn je hodně. DDR5 a DDR4 nejsou navzájem kompatibilní, byť DIMM moduly mají stejný počet pinů (288), ale jsou trochu jinak uspořádány, a tak sloty jsou fyzicky lehce odlišné:
)
Nemusíte se bát, že byste dokázali osadit DDR5 modul do DDR4 slotu, či DDR4 modul do DDR5 slotu a něco tak zničili. Fyzicky takové osazení není možné. PCB s piny má jinde ten hlavní „prostřední“ zářez.
- Napěťový regulátor je na modulu
Velkou fyzickou změnou u DDR5 modulů vůči DDR4 je přesunutí regulátoru napětí a s tím související elektroniky, ze základní desky, na samotný paměťový modul. Výhodou by tak měla být větší efektivita, lepší řízení spotřeby, včetně ovládání systémů RGB podsvícení na modulech apod.
Nevýhodou je nicméně fakt, že samotný modul bude výrobně složitější a tudíž i dražší vůči DDR4 modulům. Zkrátka těch pár čipů a elektroniky navíc bude něco stát.
- ECC je „nativní“ u DDR5
Další novinkou je ECC v rámci samotných DDR5 čipů. Pozor není to jako ECC u některých DDR4 modulů, kde byl ECC extra čip na modulu. Samotné DDR5 paměťové čipy totiž mají ECC systém pro detekci chyb. Ovšem budou stále existovat hlavně pro serverová použití moduly DDR5 s extra samostatným ECC čipem.
)
- Dva kanály na moduly místo jednoho
Další důležitou novinkou je fakt, že místo jednoho kanálu na modul jsou zde dva. Takže jednotlivé moduly nekomunikují jako u DDR4 1x 64-bit, ale nově mají 2x 32-Bit. DDR5 tedy zdvojnásobují efektivní šířku pásma. DDR5 rovněž zdvojnásobují počet skupin s banky. Paměti tak mohou pracovat s daty z různých umístění současně, zatímco u DDR4 se muselo na data čekat. Pochopitelně aby toho bylo možné v praxi využít, musí na to být celý procesor a jeho řadič, i systém postavený.
- Vyšší kapacita čipů
U DDR4 čipů jsme začínaly běžně se 4GB kapacitou na jeden modul, postupně jsme se dopracovali k 8GB, 16GB a dnes i běžně 32GB modulům (existují i větší pro servery). S tím úzce souvisí hustota samotných čipů, která neustále narůstá, tedy kapacita jednotlivých čipů. Výrobci počítají brzy s běžnými DDR5 moduly o 128GB kapacitě. První moduly mají minimálně 16GB a nebo 32GB. Brzy dorazí i 64GB, ale také exotičtější kapacity. Například uvidíme s novou generací DDR5 čipů třeba i 96GB moduly apod.
)
- Nižší napětí a větší efektivita
Tady je to složitější. Technicky ano, JEDEC standard začíná u DDR5-4800 s 1,1V, což je méně než 1,2V u DDR4. Teoreticky by tedy měly být DDR5 efektivnější. A ony budou, ale to napětí bude u většiny běžných modulů vyšší, takže nějaký pokles spotřeby u DDR5 proti DDR4 moc nečekejte, naopak. Spotřeba bude o několik W v praxi vyšší. Výkonnější DDR5 výše nad 7000 - 8000MHz budou navíc potřebovat velmi pravděpodobně dodatečné chlazení.
Ostatně většina modulů DDR5 na 5600MHz nemá těch 1,1V, ale rovnou 1,25V. A u ještě rychlejších modulů to napětí celkem rychle narůstá. Například dosud uvedené moduly na 6400MHz mají běžně napětí 1,35V. Takže s tím nižším napětím proti DDR4 to není u DDR5 tak „horké“ :). Samozřejmě vzhledem k rychlostem je to posun, protože jsou 2x rychlejší, mají 2x větší propustnost než stávající DDR4 s podobným napětím, takže ano, jsou efektivnější :).
- Rychlost!
Asi nejviditelnější jsou rychlosti, se kterými nové DDR5 přichází. V případě DDR4 v rámci JEDEC standardu je nejrychlejší specifikací oficiálně 3200MHz, i když samozřejmě na trhu máme běžně i 3600MHz, 3800MHz, 4000MHz a více. Běžné cenově rozumné mainstreamové DDR4 dnes mají právě 3200MHz nebo 3600MHz, s tomu odpovídající propustností. Ta samotná je u DD5 dvojnásobná na jeden pin, a tento standard vlastně na dvojnásobné propustnosti i začíná.
)
JEDEC stanovil jako základ pro DDR5 rychlost 4800MHz. V případě DDR4 bylo základem 1600MHz. Prozatímním oficiálním standardizovaným maximem pro DDR5 je pak 7200MHz, nicméně výrobci pamětí už teď slibují moduly s rychlostmi kolem 10 000MHz. Vyšší rychlosti ale znamenají i vyšší latence. Takže uváděné CL hodnoty u nových DDR5 modulů asi některé moc nepotěší. U 4800/5600MHz JEDEC uvádí dokonce CL40, většina uvedených modulů má ale v praxi hodnoty CL36. A to platí i u rychlejších modelů. Ano, to je stále hodně vysoká hodnota proti běžným CL16 až CL17 u současných DDR4-3200/3600, jenže pozor, ono se to nedá takhle jednoduše porovnávat. Není to to samé – jsou to „jablka a banány“. Pochopitelně stejně jako u DDR4 i u DDR5 bude platit, že nižší časování je obecně lepší.
)
Co tedy přináší DDR5 v praxi? Podívejme se …
- DDR5 (Corsair VENGEANCE DDR5) v praxi
V redakci nám přistálo se zpožděním několik nových kitů DDR5 pamětí, a další jsou na cestě. Jako takový běžný model tu máme například nové CORSAIR řady VENGEANCE, tedy moduly bez okázalých hřebenů a bez RGB podsvícení (ale samozřejmě i takové má výrobce v nabídce).
)
Konkrétně zde máme 2x 16GB DDR-5600 CL36, tedy opravdu takový běžný základní model normálních DDR5 pamětí. Není to ale ten úplný základ na 4800MHz. 16GB kapacita na modul ale základních je, v nabídce Corsari jsou také už teď 32GB moduly.
)
Corsair má v nabídce jak základní DDR5-4800MHz CL40, tak agresivnější CL34, dále pak DDR5-5200MHz CL38/CL40 a v řadě VENGEANCE je prozatím maximem našich DDR5-5600MHz CL36. V sérii DOMINATOR Platinum s RGB podsvícením představil CORSAIR ale už i DDR5-6200MHz a také 6400MHz moduly.
)
- DDR5 v desktopu podporuje zatím jediná platforma
– Intel ALDER LAKE
Co se týká praktického použití a osazení v desktopu, je to dnes (přelom 2021/2022) možné jen na jediné platformě. A tou je nová Intel Z690 (LGA 1700) v kombinaci s procesory ALDER LAKE (Core 12000), které mají DDR4 i DDR5 řadič. A na trhu tak jsou základní desky Z690 s DDR4 sloty nebo verze s DDR5 sloty. Nicméně mám tu jedno upozornění …
- Intel ALDER LAKE je mizerná platforma pro testování výhod DDR5!
Nemá smysl to nijak zastírat, DDR5 na Intel ALDER LAKE fungují, ale to je tak všechno. Tyhle procesory z nich ale nijak zásadně netěží, mají prostě jen řadič uzpůsobený tak, aby to s DDR5 běželo. Jsou zde ale výrazná technická omezení, aby to běželo. Intel například vůbec nedoporučuje rychlejší než 4800MHz moduly, a ty navíc prý budou fungovat jen při osazení 2 slotů.
Pokud osadíte 4 sloty, Intel říká, že rychlost DDR5 bude snížena ze 4800MHz jen na 4400MHz, tedy vlastně pod oficiální JEDEC standard. Pochopitelně v praxi to bude záležet na kvalitě desky, BIOSu atd. Ovšem většina lepšíc základních desek tyhle omezení Intelu více či méně ignoruje. A to stále není vše. V případě osazení DUAL rank modulů se prý počítá s jen DDR5-3600MHz, což je směšné. Intel navíc používá „děličky“ (Gear Ratios). V případě že osadíte DDR4 k ALDER LAKE, tak je použito GEAR 1 nastavení (tedy poměr 1:1 rychlost DRAM sběrnice na rychlosti RAM), ovšem u DDR5 pamětí je to vždy GEAR 2 režim, a to znamená děličku 2:1. V případě taktování a osazení DDR5 s vyšším rychlostmi (DDR5 7000 apod.) jdou zde také režimy GEAR 3 a GEAR 4 s odpovídajícími děličkami 3:1 a 4:1.
)
Takže u ALDER LAKE procesorů a platformy je prakticky nemožné demonstrovat skutečný přínos DDR5 vůči DDR4, protože tak jak to Intel udělal, aby DDR5 paměti vůbec fungovaly, některé ty výhody ani fungovat nemohou. S tímto na paměti se tedy podívejme na těch pár testů, které srovnání DDR4 vs DDR5 ukazují:
- Výkon Core i9-12900K s DDR4 vs DDR5 v praxi
Začněme testem propustnosti AIDA. Zde vidíte ukázku toho, co přináší nové rychlejší moduly za potenciál. Bohužel ty potenciální rozdíly v propustnosti se v běžných aplikacích dnes zdaleka neprojevují podobnými rozdíly:
)
Jak vidíte v teste, ve většině aplikací se výkon příliš neliší, a to přes fakt, že technicky by měly mít DDR5 až 2x vyšší propustnost než DDR4. Jenže ALDER LAKE architektura a platforma není schopna výhod DDR5 technologie zdaleka plně využít.
)
Těch pár případů, kde jsou DDR5 viditelně lepší, se týká aplikací, kde spíše než o CPU jsou právě o rychlosti RAM. Typicky 7-zip, ale jen v jednom režimu. Ale to je bohužel jediná aplikační oblast, kde jsme opravdu znatelné praktické zvýšení výkonu s DDR5 zaznamenaly. Všude jinde je to nula nula nic, jen několik jednotek %. Takže ano, přínos DDR5 mají, ale s ohledem na cenu a potenciální propustnost to ani zdaleka neodpovídá.
)
)
DDR5 ale v některých případech dokáží být i pomalejší, záleží hodně na rychlosti a časování. Speciálně u her je nyní přínos DDR5 minimální vůči DDR4. Hry obecně nejsou příliš náročné na CPU dnes, natož na paměti.
)
Nějaké rozdíly jsou měřitelné jen ve 1920x1080p s výkonnými GPU, ve vyšších rozlišeních 1440p nebo 2160p neexistuje mezi DDR4 a DDR5 žádný výkonový rozdíl.
)
Teoreticky by měl být nejviditelnější přínos u výkonu integrované grafické karty v procesoru, kdy ta využívá operační paměť, jako grafickou paměť. Takže ta dvojnásobná propustnost u DDR5 vůči DDR4 by měla být znát. Jenže u ALDER LAKE Core 12000 a jejich UHD 750 iGPU ten přínos není:
)
Proč? Protože je tam ta dělička a další HW omezení, jelikož tahle platforma nedokáže správně DDR5 využít.
)
Obecně navíc ten výkon integrované grafiky u nových ALDER LAKE je naprosto mizerný, ale o tom až v jiném článku. Pojďme k závěrům …
- Závěr a hodnocení – DDR5 jsou zde a začnou nahrazovat DDR4
Intel a jeho ALDER LAKE Core 12000 procesory a Z690 desky je naprosto nevhodná platforma k prezentaci nové generace pamětí typu DDR5. Jediné, co zde Intel prezentuje, že DDR5 moduly fungují a mají potenciál, což je vidět ve speciálních benchmarcích měřící propustnost pamětí. Ale nové procesory Intelu nedokáží v praxi těžit téměř z ničeho, co DDR5 přinášejí. Proč? Protože ALDER LAKE je nativně vlastně DDR4 konstrukce a architektura. Podporu DDR5 tam Intel přidal jen proto, aby byl zajímavější a získal drobnou výkonovou výhodu. Nicméně aby DDR5 s ALDER LAKE vůbec fungovaly, musel tam dát několik zásadních HW omezení, které často negují to, co DDR5 má nabízet.
)
Jsem toho názoru, že pro výrobce pamětí DDR5 tohle není úplně dobrá reklama. Nicméně DDR5 jsou tady, ale reálně první skutečně přínosné využití nemají u desktopových PC, ale u těch mobilních. Jak Intel s ALDER LAKE v případě nových mobilních procesorů (které ale budou mít stejná omezení a architekturu postavenou nativně pro DDR4), tak především AMD a jeho nové ZEN3+ APU procesory s novou RDNA2 grafikou, budou DDR5 formát používat od Q1 2022. Speciálně u nových procesorů AMD RYZEN 6000H/U bychom měly tedy přínosy DDR5 vidět lépe, hlavně u jejich nové integrované grafiky. Obecně AMD navíc vzhledem ke konstrukci paměťového řadiče, těží z rychlejších pamětí více, protože takt pamětí odpovídá přímo vnitřnímu taktu sběrnice procesoru. U ZEN3+ to ale ještě nebude tak výrazné, jako u chystané 5nm ZEN 4 architektury. Ta je stavěna od počátku nativně pro využití v kombinaci s DDR5.
)
Skutečné výhody DDR5 pamětí tak budeme moci otestovat až s nástupem nové generace procesoů AMD RYZEN ZEN 4 a nové desktopové AM5 platformy pro ně. Případně sTRx platforem pro serverové a high endové procesory EPYC/ThreadRipper postavených také na 5nm ZEN 4. A to bude nejdříve v průběhu Q3 spíše Q4 2022 ne-li Q1 2023. Což je ale tak akorát, aby desktopové DDR5 paměti byly skutečně odladěné a platformy pro ně také. Nemluvě samozřejmě o tom, že ceny DDR5 nejsou nyní, při svém startu, zrovna zajímavé.
)
Například ten celkem normální kit CORSAIR VENGEANCE 32GB (2x 16GB) DDR5-5600 CL36 stojí 390 dolarů. Ano, 10 tisíc korun vč. DPH! Pro srovnání, CORSAIR VENGEANCE 32GB (2x 16GB) DDR4-3600 CL16, vychází na 3 900 korun vč. DPH. Nicméně je úplně normální, že nová generace pamětí stojí první měsíce až rok výrazně více než starší generace. Ono se to srovná, takže v tom Q3 2022, kdy na trh přijdou pořádné nové platformy, nativně pro DDR5 udělané včetně serverových, bude samozřejmě produkce i ceny DDR5 pamětí už v jiném stavu než dnes. Stále ještě budou nepochybně dražší než DDR4, ale rozdíl by měl být méně dramaticky, a úplně se to začne lámat v tom roce 2023, kdy v jeho závěru už bych očekával výraznější srovnání a přiblížení se cenovým úrovním DDR4 a poté je zcela nahradí.
V současné chvíli samozřejmě nákup DDR5 pamětí nedává ekonomicky smysl, je to v tuto chvíli jen prezentace technologie, případně pokud prostě chcete za každou cenu každé malé % výkonu navíc. ALDER LAKE procesory a platforma LGA 1700 Intelu, je ovšem dost špatný testovací základ, neboť výrazně omezuje některé přínosy DDR5 sama o sobě konstrukčně a některými nastaveními. To ale nic nemění na tom, že DDR5 jsou zde.
- Závěr
DDR5 jsou velkým posunem proti DDR4 v mnoha směrech, ovšem Intel ALDER LAKE platforma jich nedokáže zatím skutečně využít. Některá vylepšení dokonce přímo brzdí, protože jinak by DDR5 moduly na té platformy ani nefungovaly a je to tak docela složité i s XMP profily a deskami, kdy zatím nelze spolehlivě některá nastavení ani použít. Jediný důvod, proč DDR5 u ALDER LAKE je, že Intel chtěl vypadat zajímavě a chtěl vyždímat ze svých nových CPU každé % výkonu, protože na konkurenční RYZEN 5000 procesory, i když ty spoléhají jen na „pomalé“ DDR4, stačí jen tak tak. Jediné, co nám dnes kombinace ALDER LAKE s drahými DDR5 řekne, je to, že moduly DDR5 fungují a jdou vyhnat na opravdu hodně vysoké takty s teoretickými vysokými propustnostmi, což v AIDA apod. benchmarcích hezky vypadá. Bohužel v běžné aplikační praxi to ale nemá u této platformy až na několik velmi specifických případů, prakticky žádný přínos. V součtu je to jen několik jednotek % v případě DDR4 3600MHz vs DDR5 5600MHz. Ani to mít ale teď prostě větší praktický přínos nemůže, protože konstrukčně není ALDER LAKE platforma procesorů na využití DDR5 extra postavena. Takže není možné v tuto chvíli zhodnotit skutečné přínosy samotných DDR5 vůči DDR4. Na první pořádnou platformu, která DDR5 bude konstrukčně správně využívat, si musíme ještě počkat a to do druhé poloviny roku 2022.
)
Nemám ovšem žádných pochybností, že DDR5 jsou významným posunem vpřed prakticky ve všech ohledech vůči DDR4. Zejména dvoukanálové uspořádání na modul řeší hodně. Nemluvě samozřejmě o posunu na poli samotných paměťových čipů. Ovšem tomu všemu musí odpovídat i konstrukce procesorů, jejich architektury a celé platformy. Architektura a platforma v rámci desktopových PC nativně pro DDR5 navržena, na trhu zatím není. Ale budou. Takže někdy za 2 roky touhle dobou už budeme DDR5 vnímat stejně, jako vnímáme DDR4 paměti dnes. Pokud se ptáte na nástupce, tedy DDR6, tak ty jsou také v plánu, nedávno jsme na toto téma měli článeček:
V tuto chvíli mohu jen říci, že výrobci počítají ve svých plánech s tím, že DDR5 zde s námi budou podobně dlouhou dobu, jako stávající DDR4, tedy kolem sedmi let. Nástupu DDR6 se dočkáme až za několik procesorových generací, někdy koncem dekády v roce 2029/2030. V té době už asi budeme mít běžně na trhu DDR5 moduly o 128GB s rychlostí 10 000MHz+. Vývoj zkrátka jede a pojede.
Za výbavu pro testování děkujeme našim partnerům
| AUTOR: Jan "DD" Stach |
|---|
| Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně. |
| Komentáře |
|
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
ach jo...v nekterych aplikacich, ktere dokazou vyuzit propustnost pameti ten rozdil je, krome 7zip treba adobe premiere. jenze u drtive vetsiny aplikaci propustnost pameti nehraje prakticky zadny vliv, nebo jde o kombinaci propustnosti a casovani a to je proste u vsech ddr5 aktualne mizerie.
| ||||||
| ||||||
| ||||||