Компьютеры -> Память -> Влияние таймингов памяти на производительность

Влияние таймингов и пропускной способности памяти на производительность

Когда Intel выпустила двухканальные чипсеты i865PE/i875P вместе с процессорами Intel Pentium 4C, ситуация на рынке памяти изменилась навсегда. Теперь процессор Pentium 4 благодаря двухканальным контроллерам памяти не ограничен пропускной способностью, как это было в случае с серией i845. Такие одноканальные чипсеты, как тот же i845PE, могли обеспечить только половину от необходимой Pentium 4 пропускной способности. C появлением процессоров Pentium 4 с 800 МГц FSB у пользователей появилась возможность достичь высоких частот системной шины, а многие производители памяти пытались нажиться на ситуации, выпуская модули со все более высокими значениями частоты.

К сожалению, чтобы запустить память на той же скорости, что и FSB (или 1:1), почти всем высокоскоростным модулям DIMM пришлось использовать плохие тайминги, например, 3-4-4-8.

А между тем тайминги памяти играют ключевую роль для общей производительности системы. В 3D-приложениях не требуется высокая пропускная способность, однако требуется быстрое взаимодействие всех компонентов компьютера.

Немного о терминологии...

Когда мы говорим о таймингах памяти, то обычно имеем в виду о длительности ожидания системой готовности памяти для записи и чтения данных. Иначе говоря, вы приходите в ресторан и делаете заказ, ожидая его выполнение. Более быстрое исполнение (более низкие тайминги) означает более производительный компьютер (более успешный ресторан).

Самые низкие тайминги сегодня - это 2-2-2-5 и в JEDEC (официальная организация, занимающаяся стандартами памяти) считают, что современная память не может работать с цифрами 0 или 1.

Принято обозначать тайминги четырьмя цифрами - первая всегда означает CAS (Column Address Strobe) Latency - самый важный параметр. Далее RAS-to-CAS Delay (Row Address Strobe), RAS Precharge и ACT-to-Precharge Delay (самая большая цифра всегда).

При прочих равных условиях, планка DDR, работающая с таймингами 2-2-2-5 сделает компьютер ощутимо более производительной системой, чем DIMM с таймингами 3-4-4-8. Проблема выбора возникает, когда вы начинаете задумываться о выборе более медленной памяти (в плане тактовой частоты) с меньшими задержками (2-2-2-5) или памяти с более высокой тактовой частотой (имеет, как правило, более высокие задержки 3-4-4-8).

Почему производится быстрая память с медленными таймингами?

На любом высококонкурентном рынке при выпуске одним производителим нового продукта, другой производитель незамедлительно выпускает аналогичную новинку, иначе его продукцию называют устаревшей. И, как обычно, все упирается в деньги, а посему перед нами встает дилемма: купить более быструю память с медленным доступом или более медленную память с более быстрым доступом.

Получается, что более быстрая память вроде PC4000 DDR может при более медленных таймингах обеспечить более высокую пропускную способность для процессора (пропускная способность - объем даннных, который можно передать от одного устройства другому за единицу времени).

Большинство модулей DIMM, работающих при хороших таймингах, например, PC3200 и PC3500, работают на частоте меньшей, чем частота FSB. Получается, что процессор, нуждающийся в большей пропускной способности, не получает ее и вынужден простаивать в ожидании памяти. Наличие же большой пропускной способности означает быструю работу приложений, обрабатывающих большие объемы данных, таких как Photoshop и базы данных.

Другая точка зрения состоит в том, что модули PC3200 и 3500 могут обрабатывать большие объемы данных не из-за высокой частоты, а из-за быстрых таймингов, которые позволяют более эффективно передавать данные между процессором и памятью. Программы, не требующие большой пропускной способности будут работать быстрее, если данные между памятью и остальным железом будут передаваться быстрее - это игры и 3D-приложения.

Как мы тестировали

В процессе теста мы запускали тестовую систему на 250 МГц FSB. При использовании модулей Corsair TwinX-4000 память функционаировала в синхронном с FSB режиме и таймингами 3-4-4-8. При использовании модулей XMS3500 CAS2 память работала на частоте 200 МГц (5:4) с таймингами 2-2-2-5.

Шутки ради мы также запускали Corsair XMS3500 CAS2 на частоте 333 МГц (3:2) при таймингах 2-2-2-5.

Технология HyperThreading была включена во всех случаях.

Winstone 2002, SiSoft Sandra, PCMark2002

Тест Content Creation Winstone 2002 - это синтетический бенчмарк, основанный на реальных приложениях, позволяющий измерить общую производительность ПК. Происходит посредством запуска 32-битных Windows-приложений для создания контента под Windows 98, Windows 2000, Windows Me, Windows XP

Business Winstone 2002 - это также тест, предназначенный для исследования общей производительности системы на основе самых продаваемых сегодня Windows-приложений.

В тестах Winstone 2002 мы видим разные результаты. Content Creation показывает, что тайминги больше влияют на производительность, а Business Winstone, наоборот, что больше важна пропускная способность. Интересно, что при 333 МГц система не намного медленней, чем при других частотах.

Sandra разработана для тестирования теоретической производительности всей системы и отдельных компонентов. Числа, полученные при помощи этого теста, опять-таки являются теоретическими и могут не отражать реальную производительность. Однако, в любом случае более высокие показатели означают более высокую производительность.

Результаты теста неудивительны: самая быстрая память - это память с самой высокой пропускной способностью. Sandra не учитывает тайминги в процессе тестирования.

PCMark особым образом нагружает процссор, подсистему памяти, графическую подсистему, жесткие диски, GUI Windows XP. Является синтетическим бенчмарком.

3DMark2001, AquaMark3

Сочетая поддержку DirectX 8 с новой графикой, 3DMark продолжает оставаться замечательным бенчмарком для измерения общей производительности системы. 3Dmark 2001 SE был создан совместно с главными производителями 3D-видеокарт и производителями процессоров. Пакет демонстрирует производительность 3D-игр, используя игровые приложения, чтобы исследовать реальную производительность системы. Этот тест включает: DirectX8 Vertex Shaders, Pixel Shaders и Point Sprites, DOT3 и Environment Mapped Bump Mapping, поддержку полноэкранного антиалиасинга и компрессии текстур.

Из теста видно, что 3D игровые приложения требовательны к таймингам.

Aquamark 3 - мощная программа, которая позволяет получить информацию об игровой производительности комьпютерной системы. Так как бенчмарк интенсивно использует DirectX 9,8,7, то он адекватно отражает требования типичных игровых приложений 2003-2004 г.г.

И опять тайминги существенно влияют на производительность - победителем становится синхронный режим с наилучшими таймингами.

Quake III Arena, UT2003

Quake II Arena - шутер от первого лица, который произвел революцию в игровой индустрии. В игре используется множество источников света и имеются графические текстуры, которые могут нагрузить видеокарты и спустя 3 года, поставив на колени даже самую производительную комьпютерную систему.

Опять система показывает наилучшую производительность с памятью, работающей в соотношении 5:4 с самыми быстрыми таймингами.

Unreal Tournament 2003 использует новейший движок, который обеспечивает незабываемые впечатления от красивейшей графики и звука. UT 2003 использует активно вершинные и пиксельные шейдеры. Рекомендуется иметь видеокарту, поддерживающую как минимум DirectX 8, чтобы в полной мере насладиться игрой.

Опять видим похожую ситуацию и делаем вывод: если вы геймер, то используйте память с более быстрыми таймингами.

Итог

Пропускная способность очень важна для Intel Pentium 4, а дни одноканальных контроллеров i845PE уже безвозвратно канули в прошлое. Благодаря двухканальности i865PE/i875P производительность существенно удалось поднять. В среднем система, работающая на 400 МГц памяти (5:4) с быстрыми таймингами, оказывается на 2-3% быстрее, чем система с более быстрой частотой, но более медленными таймингами.

Для большинства этот факт, конечно, не сыграет роли, но вот для энтузиастов такое положение дел является существенным. На наш взгляд многие крупные производители модулей памяти боятся потерять прибыли, если не будут выпускать более быстрые модули памяти, но с плохими таймингами. Но не надо забывать о вышеупомянутых энтузиастах, так как они всегда предпочитают память с более быстрыми таймингами, а не с более высокой скоростью.

Таким образом, если вам необходима максимально быстрая игровая система, то необходимо покупать модули памяти DDR с самыми быстрыми таймингами (2-2-2-5).

Автор: Роман Бородаев
Источник: www.composter.ru