Сколько каналов памяти нужно для игр?
Если вы хоть когда-нибудь интересовались сборкой ПК или заходили на технические форумы, то наверняка сталкивались с терминами «одноканальная», «двухканальная» и «четырехканальная» касательно конфигурации памяти. Но что они означают?
Ответ довольно прост, хотя и может показаться сложным. В этой статье мы постараемся разобраться, что означают эти типы конфигурации оперативной памяти и каковы различия между ними.
Что означает количество каналов памяти?
Итак, как отличить эти конфигурации друг от друга? Это довольно просто – достаточно просто открыть системный блок и взглянуть на слоты для оперативной памяти. Если модуль памяти всего один, конфигурация одноканальная, если два – двухканальная, а если четыре – вы угадали – четырехканальная. Конечно, возможно одноканальное подключение нескольких модулей, но на практике так бывает довольно редко. Для более точной информации лучше изучить документацию к вашей материнской плате.
Теперь, когда мы разобрались, как их отличать, давайте выясним, есть ли какие-то отличия в производительности? Дает ли многоканальная конфигурация сколько-нибудь серьезный прирост или это просто очередная маркетинговая фишка, которой производители железа пользуются, чтобы вытянуть из геймеров больше денег?
Различия в производительности
В сущности, большее количество каналов означает большую пропускную способность. Очевидно, что большая пропускная способность обеспечивает более высокую скорость передачи данных, а следовательно, лучшую производительность. Смысл в том, что использовать четыре модуля меньшего объема эффективнее, чем один большой.
Можно провести хорошую аналогию с дорогой – одноканальная конфигурация соответствует однополосному движению, двухканальная – двухполосному, а четырехканальная – четырехполосному. Неважно, насколько хороша дорога – если полоса для движения всего одна, количество машин, которое сможет проехать в заданное время, все равно будет ограничено. Но если увеличить количество полос до двух или четырех, оно возрастет экспоненциально.
Поэтому большее количество каналов очевидно лучше, но остается вопрос, насколько эта разница заметна на практике?
Как обычно, это довольно тяжело оценить по одним лишь характеристикам железа, так как главным образом это зависит от того, где эта память будет использоваться: в играх или требовательном к оперативке профессиональном софте.
Что касается игр, преимущества двухканальной и четырехканальной конфигурации оперативной памяти в лучшем случае сомнительны и могут отличаться в каждом отдельном случае и в каждой отдельной игре. Некоторым кажется, что многоканальная конфигурация памяти обеспечивает более плавную и быструю игру, а кто-то практически не ощущает разницы. Но если посмотреть на данные тестов, становится очевидной истина: в играх двухканальные и четырехканальные конфигурации памяти обеспечивают лишь незначительное преимущество.
Это касается даже последних AAA-игр, требовательных к памяти. Быстродействие остается практически неизменным, за исключением ряда совершенно незаметных отклонений, поэтому если вам действительно требуется значительный прирост производительности, лучше уделить больше внимания видеокарте и процессору (именно с таким приоритетом), потому что именно они являются самыми важными компонентами любого игрового ПК.
Однако, это не означает, что двухканальную и четырехканальную конфигурацию памяти рассматривать не стоит вообще. Есть ряд довольно весомых аргументов в их пользу.
Многоканальная конфигурация – за и против
Первое и наиболее очевидное преимущество двухканальных и четырехканальных конфигураций над одним модулем памяти в одноканальном режиме – это цена. А именно, несколько модулей памяти меньшего объема стоят дешевле, чем один большой. У них меньше расходы на производство, поэтому цена набора из двух модулей по 8 Гб или четырех по 4 Гб будет ниже, чем у одного модуля на 16 Гб.
Но это не все – дело не только в том, что эти модули дешевле, но еще и в том, что многоканальные конфигурации упрощают вам жизнь в случае неисправностей. Если сломается один или два из четырех модулей оперативной памяти, то все остальные продолжат работу, и ваш ПК сохранит работоспособность до замены неисправных модулей. А если подведет единственный модуль большого объема, до его замены вы останетесь без компьютера.
И конечно, стоит также упомянуть эстетический фактор. Для большинства людей он не так важен, как эффективность вложений, но если вам нравятся прозрачные или открытые корпуса, полностью заполненные слоты модулями памяти слоты DIMM на материнской плате выглядят изящнее и мощнее, особенно при наличии красивых радиаторов или RGB-подсветки.
В заключение приведем один аргумент против заполнения всех слотов DIMM – это задел на будущее. Как мы уже писали ранее, 8 Гб – рекомендуемый минимальный объем памяти для игр в 2020 году, поэтому если вы планируете собирать новый игровой ПК с 8 Гб оперативной памяти, полезно оставить пространство для апгрейда. В то же время для 16 Гб в ближайшее время апгрейд точно не потребуется, но кто знает, может быть, в будущем возникнет необходимость в использовании требовательных профессиональных программ, а значит, и в апгрейде.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что для одноканальной, двухканальной и четырехканальной конфигурации в ПК требуется установка соответствующего количества модулей оперативной памяти – одного, двух или четырех. Многоканальные режимы обеспечивают большую пропускную способность, но реальный прирост производительности в играх практически незаметен. Поэтому основная причина для многоканальной конфигурации памяти в игровом ПК – большая доступность модулей меньшего объема, а также сохранение работоспособности компьютера в случае поломки одного из них.
Один vs Два канала ОЗУ в современных процессорах
В этой статье посмотрим на то как одноканал уменьшает скорость работы современных процессоров. Стоит напомнить, что во времена выхода DDR4 платформы с двумя каналами были у 4-х ядерных процессоров, тогда как сейчас есть 16 ядер у AMD и 10 ядер у Intel. И, естественно, шина к памяти теперь делиться на все эти ядра, тогда как и во времена 4-х ядер двухканал не был абсолютно достаточным.
Само собой производители в курсе проблемы. Так и Intel и AMD улучшают работу кеш памяти. Собственно следующее обновление AMD будет как бы минорным, то есть особо не инновационным, но благодаря трёхмерному кешу большого объёма от не самых архитектурно значимых изменений появится большой прирост в производительности. Intel же, кроме оптимизации работы с кешами, форсирует выход памяти DDR5, которая тоже немного уменьшит проблемы недостаточности двухканала для современных процессоров.
Уже есть первые тесты с DDR5 правда на диких таймингах и задержках, но в части пропускной способности — там всё сильно лучше. а для огромного числа ядер — пропускная способность это тоже очень важно, то есть надо смотреть не только на задержки.
Собственно в этой статье мы как раз и посмотрим на изменение пропускной способности, так как по задержкам разницы не будет.
Что такое каналы памяти?
Если кто не в курсе — коротко поясняю по тому что за каналы такие.
В современных процессорах контроллер оперативной памяти встроен в сам процессор и для обычных не серверных решений он имеет два канала.
То есть своего рода два независимых контроллера, каждый из которых работает со своими планками памяти. Естественно они на самом деле не независимые, так как общая адресация памяти и всё такое. Но в части работы с памятью — можно считать их раздельными.
И эта связь физическая, то есть контакты планок памяти физически приходят в разные контроллеры. Часть планок в один контроллер, часть во второй.
Ну и работают эти контроллеры параллельно, а значит и пропускная способность их работы — складывается.
Если же к одному из контроллеров память не подключена, то этот контроллер ничего и не делает.
Собственно и планки памяти зачастую продаются как раз таки комплектами по две штуки, а иногда и по 4, так как есть платформы с 4-х канальными контроллерами памяти в процессорах.
Почему изменение каналов влияет на производительность?
Дефицит данных из оперативной памяти приводит к очень нехорошим последствиям. И тут есть две нехороших вещи. Первая — это если процессор из-за голода информации не знает что ему делать. В этом случае — весь процессорный конвейер начинает пустовать, и от этого хуже удаётся заполнять исполнительные устройства. То есть падает производительность на такт, процессору нечего делать, он находится в ожиданиях задач.
Второе проявление этой проблемы — это отсутствие данных для работы. То есть что делать процессор знает, а вот значения того, с чем нужно производить операции процессору доступны только через оперативную память. В таком случае процессор периодически может допускать в исполнение то, для чего нет данных, потом это приходится повторять, есть и системы в процессоре, которые задерживают операции в очередях на выполнения. Но и очереди эти не резиновые. Так что если нет большого количества данных, то очереди просто забиваются невыполнимым для текущего момента мусором. В следствии чего падает производительность на такт. И по мониторингу точно так же это время вынужденных простоев в ожидании данных выглядит как занятое время. Естественно есть куча сложных оптимизаций как не допускать это замусоривание, но они не могут быть на 100% результативны и в их возможностях только снижение влияния на падение производительности. Но если недостаток информации катастрофический, то тут ничего уже не поможет. Процессор будет большую часть времени заниматься ничем, а при этом будут показываться какие-то проценты загрузки.
Как понять, что процессор ограничен ПСП памяти?
В общем и целом — никак, по мониторнгу это определить нельзя, но есть косвенные признаки.
Особенно это хорошо заметно в видеокартах некоторых моделей до тех поколений, где частоты динамически задаются от ограничения TDP. Там от разгона памяти увеличение энергопотребления самой памяти может составлять 2-3 Ватта, а при этом сама видеокарта начинает потреблять на 20-30 Ватт больше несмотря на то, что и до разгона памяти и после него показывалась загрузка в 100%. Просто раньше было 100%, но с простоями от ожидания информации, а после разгона памяти 100% стали с меньшими простоями. Сейчас с ограничением TPD и динамической частотой на картах от разгона памяти ситуация другая. Эффективная работа приводит к увеличению потребления из-за чего на 10-50 МГц режутся частоты ядер. Но при этом на меньших частотах видеокарта при разогнанной памяти всё равно быстрее, чем с более высокими, но с простоями от недостатка информации.
С процессорами это проявляется не так сильно и видно чаще у тех, кто вначале до предела разгоняет ядра, а после этого начинает до предела гнать память. И в этом случае чуть больший нагрев процессора от более эффективно работающей подсистемы памяти делает процессор менее стабильным в разгоне.
Ну и теперь приступим к практике.
Тестовая система
Процессор: intel i9 9900k в стоке,
Видеокарта: RTX 2070 в стоке.
Память во всех конфигурациях согласно базовому для DDR4 JEDEC стандарту на 2133 МГц. В одной группе тестов — две планки по 8 ГБ, в другой группе тестов — одна планка на 16 ГБ.
Бенчмарки.
Что касается самой памяти — для начала посмотрим на ПСП (пропускная способность памяти) и задержки.
Данные AIDA 64
По задержкам по цифрам есть небольшая разница, и она обусловлена тем, что на один контроллер всё таки больше нагрузки, но разница по задержкам мизерная и сильно повлиять на результаты она не может. А вот пропускная способность меняется очень сильно.
По чтению и записи падение практически двукратное.
Ну и теперь посмотрим как это отражается на производительности компьютера.
Тесты в архиваторах
Логично, что им нужны большие объёмы для работы, а значит широкая шина к памяти — это очень важно.
Добавление второго канала даёт прирост почти на 70%.
Возьмём другой архиватор. 7-Zip.
Тут прирост уже всего около 20%.
Бенчмарки
А есть задачи где прироста нет в принципе, то есть задача оптимизирована так, что максимально эффективно использует кеш процессора.
Например Cinebench R15.
Что с двумя, что с одним каналом — разницы в результатах — нет.
В общем — где-то есть огромная разница, а где-то её нет вообще.
Тесты в играх
Теория по играм
Ну и главный вопрос — к чему относятся игры. К той задаче, где есть разница или где её нет.
Понятное дело, что тут важна практика, но давайте всё таки цепанём немного теории.
В целом — процесс обработки игры для процессора можно разделить на два этапа:
Первый — просчёт игрового движка, то есть каждый кадр есть какая-то физика игровая, и периодически нужно отрабатывать какие-то алгоритмы сценария мира.
За имитацию обсчётов у нас будет CPU тест в 3D Mark.
В тесте анимация происходит не за счёт отрисовки элементов, а за счёт просчёта положения частиц.
В этом тесте разницы между системами — нет. Это, конечно, не значит, что это характерно для всех игр. Но в целом — для игровой физики не надо большого количества данных, вероятно тут кеша процессора было достаточно для того чтобы хватало и половины ширины шины.
Но это только первая часть работы процессора.
Вторая часть — это работа процессора на этапе отрисовки, то есть обработка вызовов на отрисовку для совместной работы с видеокартой.
Тут нам поможет тест 3D Mark API бенчмарк.
Он делает тесты в DX11, DX11 мультипоточном, DX 12 и Вулкане.
Начнём с однопоточного DX11.
Тут видно небольшое преимущество у двухканала. Вообще у теста большая погрешность — процентов 10. И в целом — можно сказать, что результаты в эту погрешность укладываются.
Дальше у нас DX11 мультипоток.
Тут уже точно это не погрешность. От двухканала прирост больше 35%.
Ну оно и логично. Одному ядру хватало ширины и половины от возможной, а вот 8-ми ядрам уже этого не хватает.
Однако — у этих вызовов на старых API есть свои задержки, собственно которые и устранятся в новых API. И из-за врождённых задержек — задержки от памяти становятся не столь критичными.
В новых API ситуация уже кардинально отличается.
На 12 DX прирост от второго канала — 80%
На вулкане прирост около 75%.
В общем — разница почти двукратная.
Что касается практики — стоит понимать, что и алгоритмы с обсчётами могут быть менее оптимизированы, но и в играх вызовов на отрисовку не так много, как в бенчмарке.
Но главное отличие, конечно, ещё и в том, что данные в видеопамять поступают через северный мост процессора. То есть в моменты, когда идёт подгрузка текстур ширина канала ещё сильнее начинает ограничивать производительность процессора.
Этот процесс в бенчмарках сложно было бы подловить. Но думаю все знакомы с какими-то подлагами игры на подгрузках и с одноканалом эти подлагивания будут сильнее.
И, конечно, результаты будут зависеть и от видеокарты. У меня в тесте 8-ми гиговая RTX 2070, и она реже производит какие-то подгрузки данных. Была бы в тесте 2-х гиговая, она бы постоянно лила свой трафик данных через северный мост процессора к памяти, и ухудшала бы работу процессора при голоде памяти.
Практические тесты в играх
Игр в тест я взял не много, но выбрал на разных движках и API. Есть на 11DX, есть на 12 и есть на вулкане. Всего игр 4. Во всех играх стоят максимальные настройки, но со сниженным разрешением рендеринга.
С 8-ми гиговой картой, когда данные для видеокарты не кешируются в оперативной памяти разница от одного или двухканала будет только при ограничении производительности процессора. Но, собственно, те тесты что будут показывать AMD презентуя большой кеш и Intel показывая прирост на такт в играх — будут показываться также с ограничением в процессор.
В тестах важно рассматривать как изменяются показатели в динамики в зависимости от текущей сцены, так что этот раздел статьи стоит смотреть в видео версии:
Выводы
И естественно, что чем больше ядер и чем они быстрее — тем выше требования к ширине шины к оперативной памяти. Но многое зависит и от задачи, в которой производится сравнение. Внутри одной и той же игры разница тоже очень сильно зависит от происходящего конкретно в текущий момент, поэтому назвать какую-то конкретную цифру влияния — не получится. Так же надо понимать, что в этом тесте и двухканал не был каким-то заоблачным, так как была стоковая память, и хороший разгон памяти ещё даст прирост до 15-20% в некоторых задачах. Собственно и большой кеш и переход на DDR5 как раз и смогут отбить эти самые проценты, и вдобавок сделать не бессмысленным дальнейший рост производительности ядер и увеличение их числа. Ну и так же — если вы заходили в статью с целью понять — стоит ли экономить на двухканале — очевидно, что не стоит. Прирост на десятки процентов, а разница по цене всей сборки компьютера от двух планок вместо одной единицы процентов.
Сколько планок оперативной памяти лучше ставить
Откройте ваш компьютер и внимательно изучите слоты для Оперативной памяти. Вы увидите одну планку ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) , может, две, а если вам повезет, то даже четыре? Здесь и лежит правда о неуловимой загадке каналов.
Один канал относится к одной планке ОЗУ, двухканальная указывает на использование уже двух планок ОЗУ, в то время как, как вы уже догадались, четырехканальная конфигурация означает четыре планки ОЗУ.
Производители ОЗУ поставляют качественное оборудование для удовлетворения запросов геймеров и компьютерных энтузиастов, но, что более важно, они занимаются зарабатыванием денег.
Теоретически, большее количество каналов обеспечивает преимущество пропускной способности при передаче данных между процессором и оперативной памятью. Пропускная способность — это доступные пути связи между двумя компонентами. Идея состоит в том, что использование двух или четырех карт памяти с меньшей индивидуальной емкостью ГБ, чем у одной карты, но равным общим объемом ГБ, дает такой же объем ОЗУ с преимуществом дополнительной пропускной способности памяти.
Хорошая аналогия, чтобы понять, как работают каналы, — представить оперативную память как шоссе. Одноканальная конфигурация имеет одну полосу, двухканальную — две полосы и т. д. На одной полосе шоссе быстро перегружается транспортными средствами. При установке магистрали с двумя полосами движения, трафик распределяется между двумя полосами, что, по сути, удваивает пропускную способность автомагистрали с возможностью прокладывать две линии транспортных средств параллельно.
Логика подсказывает, что большее число полос движения неизменно лучше, и надо просто взглянуть на гигантские шоссе с пятью полосами, проложенные через любой город, в качестве доказательства. Городские планировщики исторически выбирали больше полос движения, чтобы облегчить движение, особенно в час пик, или окружающие центр города кольцевые дороги или объездные дороги со множеством полос движения.
Производительность многоканальных конфигураций сильно изменяется в зависимости от того, используется ли ОЗУ для питания игры, ускорения рендеринга 3D-моделей, редактирования видео, выполнения сложных задач копирования-вставки или запуска кластера процессов на рабочей станции по обработке звука.
Какое влияние оказывают несколько каналов на производительность в игре? Отзывы меняются от человека к человеку, но если мы обращаемся к гуру аппаратной производительности ПК, надежному эталону, то вопрос довольно единодушен.
Когда дело доходит до игр, преимущества двух- и четырехканальных конфигураций незначительны: в большинстве игр наблюдается минимальное заметное повышение производительности, включая недавно выпущенные ААА-игры с пожирающими память. Число FPS, пропускная способность памяти и скорость завершения процесса практически одинаковы, за исключением небольших изменений по всем направлениям.
В некоторых редких случаях бенчмарк-тесты с одной и двумя планками давали лучшие результаты, чем четырехканальная схема включения памяти. В целом, процессор и видеокарта остаются определяющими факторами игровой производительности, а многоканальные конфигурации очень мало улучшают работу.
Приобретая набор из четырех устройств для установки с двухканальной совместимостью, четыре планки будут считаться двумя итерациями двухканальной структуры, что сводит на нет предполагаемые преимущества.
Деньги. Впрочем, ничего нового.
Себестоимость, связанная с производством одной планки ОЗУ с бОльшим количеством ГБ, на производственном уровне стоит дороже, чем производство двух планок ОЗУ с половиной ГБ для каждой.
Экономия передается потребителю, и, следовательно, двухканальные комплекты, как их называют, с одинаковым объемом ОЗУ, часто стоят дешевле, чем эквивалентные одиночные комплекты.
Выгода одной планки с большим количеством ГБ мала (Планки в 16 ГБ были крутыми, но несколько лет назад), но одна из лучших причин купить двойную или четырехканальную систему — сэкономить немного денег для покупки более дорогих компонентов, таких как Видеокарта.
В том же духе — переход на двойной или четырехканальный формат также может быть идеальным способом сэкономить денег для более высокой частоты ОЗУ или лучших таймингов задержки. Частота и CAS, безусловно, являются главными оценщиками производительности ОЗУ, и их важно учитывать как решающие факторы выбора ОЗУ.
Если в процессе сборки у вас будет комплект с двумя или четырьмя каналами — так лучше.
Если вы собираете ПК, которые не только отлично работают, но и выглядят так же хорошо. Четыре планки ОЗУ с водяным охлаждением выглядят достаточно эстетично. Четырехканальная конфигурация может немного увеличить производительность, но, несомненно, подчеркивает сборку и определяет стиль.
Количество каналов памяти процессора что это
Что лучше: замена процессора или оперативной памяти
У меня ноутбук Acer Aspire 5742G. Intel Core i3-370M (2 ядра по 2 потока 2.4GHz), 4GB.
- Type — тип оперативной памяти, например, DDR, DDR2, DDR3.
- Size — объём памяти, измеряется в мегабайтах.
- Channels # — количество каналов памяти. Используется для определения наличия многоканального доступа к памяти.
- DC mode — режим двухканального доступа. Существуют чипсеты, которые могут по-разному организовывать двухканальный доступ. Из простых методов это symmetric (симметричный) — когда на каждом канале находятся одинаковые модули памяти, либо assymetric, когда память используется разной структуры и/или объёма. Ассиметричный режим поддерживают чипсеты Intel, начиная с 915P и NVIDIA, начиная с Nforce2.
- NB Frequency — частота контроллера памяти. Начиная с AMD K10 и Intel Nehalem, встроенный контроллер памяти получил раздельное тактование от ядер процессора. Данный пункт указывает его частоту. Для систем с контроллером памяти, находящимся в чипсете, данный пункт неактивен, что и можно наблюдать.
- Frequency — частота памяти, реальная. То есть, DDR2-800 будет передавать данные по шине с частотой 400МГц, но за счёт удвоенной частоты передачи данных будет иметь скорость, как обычная память на частоте 800МГц, что и используется маркетологами для политики «больших чисел». Так что не стоит пугаться вдвое меньшей частоты. Однако, бывает, что частота всё равно отличается слегка от той, что должно быть (см. следующий пункт).
- FSB:DRAM — показывает делитель памяти, то есть, величину, характеризующую соотношение частоты памяти и системной шины. Например, поскольку частота шины составляет 266МГц, а памяти DDR2-800 — 400МГц, то соотношение будет 2:3. Стоит отметить, что на асинхронных контроллерах данное поле будет отображать «asynch.«, что говорит о полной независимости частоты памяти от шины. Для десктопов такой чипсет существует только один — ATI RD600.
Скриншот вкладки памяти на RD600.