Предварительная методика тестирования оперативной памяти
30-05-2009
Предисловие
Мы уже достаточно давно собирались открыть новый раздел «Оперативная память», который будет вмещать результаты практических исследований рабочих характеристик различных модулей оперативной памяти. Но специфичность данного вида комплектующих все время заставляла сделать отсрочку открытия нового раздела – основной проблемой была, да и есть, методика тестирования, а также оборудование, которое позволило бы реализовать различные аспекты методики. Так, уже не раз нам казалось, что можно начинать работать, т.к. теоретически методика тестирования оперативной памяти уже была готова. Но при практических испытаниях всегда появлялись различные проблемы, в основном в аппаратной части. Так, для попытки сведения воедино результатов тестирования модулей DDR2 и DDR3 нами была опробована не одна гибридная материнская плата, но все они оказывались с какими-то ограничениями, например совместимости, разгонному потенциалу, управлению питанием на модулях памяти и т.д. И так наши эксперименты по нахождению оптимальной методики и ее аппаратной поддержки, наверное, продолжались бы и дальше, но... Все чаще нам начали высказывать пожелания по открытию данного раздела, как наши уважаемые партнеры, так и наши дорогие читатели. Поэтому мы решили, что пора что-то начать делать в данном плане. И начинаем мы с ознакомления вас с предварительной методикой тестирования оперативной памяти, а со временем, и благодаря вашим пожеланиям, и благодаря накапливающемуся опыту, она может быть доработана, чтобы максимально полно рассказать о различных модулях.
Аппаратная часть
Поскольку мы уже успели «наломать дров» пытаясь собрать максимально универсальный тестовый стенд для тестирования именно оперативной памяти, да и методика пока не является окончательной, то в этот раз было принято решение использовать то, что уже есть. Поэтому, оперативная память ближайшее время, а может и достаточно долго, будет тестироваться на оборудовании, которое используется для тестирования процессоров и видеокарт (по указанным ссылкам вы можете более детально ознакомиться с соответствующими стендами).
Таким образом, основной платформой для тестирования модулей памяти будет Intel LGA775, представленная, в первую очередь, тремя материнскими платами: GIGABYTE GA-EP45-UD3P, GIGABYTE GA-EP45T-DS3R и ZOTAC NForce 790i-Supreme. Первые две основаны на чипсете Intel P45 Express и имеют очень сходные возможности, включая фирменные технологии и подходы к реализации BIOS. Именно это, в сочетании с процессором Intel Core 2 Duo E6300, который будет разогнан до частоты 2,8 ГГц (FSB 400 МГц), позволит в примерно неизменных условиях провести анализ производительности модулей памяти от DDR2-800 до, теоретически, DDR2-1600 и от DDR3-800 до DDR3-1600. Для тестирования более быстрых модулей памяти DDR3 будет использоваться плата на чипсете NVIDIA nForce 790i SLI Ultra, уникальный контроллер памяти которого практически независимо от частоты системной шины может работать на частоте от 400 до 2500 МГц. Применение двух совсем разных основ для одной и той же платформы LGA775 не позволяет проводить прямое сравнение производительности оперативной памяти, поэтому, чтобы не нарушать целостность стенда для Видеокарт, мы решили оставить в ZOTAC NForce 790i-Supreme процессор Intel Core 2 Quad Q9550, разогнанный до 3,8 ГГц. Так у нас получились две независимые платформы для тестирования оперативной памяти: первая позволяет оценить производительность от DDR2-800 до DDR3-1600, а вторая – от DDR3-400, но актуальнее таки от DDR3-1600 до DDR3-2500.
Что касается остальной аппаратной части, то наиболее важно отметить использование везде видеокарт ASUS EN9800GX2/G/2DI/1G и вентиляторов Noctua NF-P12 и NF-B9 для дополнительного охлаждения. Остальные компоненты не оказывают влияние на производительность и температурный режим, но все же приведем итоговый список оборудования:
Стенд для тестирования оперативной памяти #1.
Процессор |
Intel Core 2 Duo E6300 (LGA775, 1,86 ГГц, L2 2 Мб) @2,8 ГГц |
Материнские платы |
GIGABYTE GA-EP45-UD3P (Intel P45, LGA 775, DDR2, ATX) |
Кулер (Intel) |
Thermaltake Sonic Tower (CL-P0071) + akasa AK-183-L2B 120 мм |
Видеокарта |
ASUS EN9800GX2/G/2DI/1G GeForce 9800 GX2 1ГБ GDDR3 PCI-E 2.0 |
Жесткий диск |
Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS, 500 ГБ, SATA-300, NCQ |
Блок питания |
Seasonic M12II-500 (SS-500GM), 500 Вт, Active PFC, 80 PLUS, 120 мм вентилятор |
Стенд для тестирования оперативной памяти #2.
Процессор |
Intel Core 2 Quad Q9550 (LGA775, 2,83 ГГц, L2 12 Мб) @3,8 ГГц |
Материнская плата |
ZOTAC NForce 790i-Supreme (LGA775, nForce 790i Ultra SLI, DDR3, ATX) |
Кулеры |
Noctua NH-U12P (LGA775, 54,33 CFM, 12,6-19,8 дБ) |
Видеокарта |
ASUS EN9800GX2/G/2DI/1G GeForce 9800 GX2 1ГБ GDDR3 PCI-E 2.0 |
Жесткие диски |
Hitachi Deskstar HDS721616PLA380 (160 ГБ, 16 МБ, SATA-300) |
Блок питания |
CHIEFTEC CFT-850G-DF (850 Вт, 140+80 мм, 25дБ) |
Корпус |
Spire SwordFin SP9007B (Full Tower) + Coolink SWiF 1202 (120x120x25, 53 CFM, 24 дБ) |
Программное обеспечение
Если вы обратили внимание, то выше мы все время говорили о производительности оперативной памяти. Именно ее определение в номинальном (рекомендуемом производителем) режиме и будет основной целью тестирования модулей памяти, т.к. разгон, т.е. выявление предельной рабочей частоты, что заметно чаще становится целью тестов у наших коллег, это отдельная тема.
Итак, все выше упомянутое оборудование уже собрано и настроено, поэтому нам осталось только доустановить некоторые дополнительные тестовые пакеты и зафиксировать состояние систем, создав соответствующие точки восстановления (образы систем), чтобы всегда можно было воссоздать первоначальные настройки и провести тесты в идентичных условиях. Что же касается дополнительного ПО, то это будут следующие пакеты.
RightMark Memory Analyzer v.3.80
Просто замечательная утилита, созданная специально для определения производительности подсистемы памяти (не только оперативной) и включающая огромный набор тестов. Но мы не будем уходить в очень глубокий анализ, т.к. он интересен далеко не всем. Мы решили ограничиться только быстрым тестом, который позволяет определить: Реальную скорость чтения из памяти, Реальную скорость записи, Реальную латентность и Общую производительность.
Хотя тесты имеют высокую повторяемость, но, поскольку выявление влияния различных задержек памяти на пропускную способность не всегда простая задача, мы будем производить минимум тройной запуск пакета и представлять на итоговые диаграммы средний результат.
CrystalMark 0.9.126
Этот популярный общесистемный тестовый пакет имеет модуль определения производительности и подсистемы памяти путем выполнения наиболее общих операций, представляя не только абстрактные баллы, но и реальные результаты.
Но для сравнения производительности различных наборов памяти мы будем ориентироваться на средний общий балл, после минимум трех запусков тестового модуля. Для интересующихся же реальными цифрами мы будем приводить соответствующую часть скриншота для одного из наиболее близких к среднему результату запуска пакета.
Futuremark PCMark’05 v.1.2.0
Наверное,самый популярный, даже после выхода обновленной версии Vantage, общесистемный тестовый пакет, который также имеет большой набор встроенных тестов подсистемы памяти.
Причем тестов настолько много и они настолько разнообразны, что снова мы будем оперировать только средним итоговым баллом для «Memory Test Suite», но постараемся не забывать привести и один из развернутых результатов.
FarCry 2
Кроме чисто специализированных тестовых пакетов и частей общесистемных, которые определяют относительную производительность памяти, мы хотели найти и какие-то более практические примеры влияния ее быстродействия. Но найти одно или даже несколько таких приложений оказалось очень тяжело, точнее почти невозможно. Если при изменении объема и/или заметной разнице в рабочих частотах в некоторых приложениях удается зафиксировать какую-то разницу, то изменение задержек (таймингов) зачастую остается незамеченным, точнее съедается погрешностью измерения. В итоге проб и ошибок мы решили оставить только один не специализированный тест - FarCry 2. Причем, в основном, благодаря возможности с помощью встроенной Benchmarking Tools запускать тесты многократно (мы пока оставили пятикратный цикл) и автоматически высчитывать средний результат.
Но даже в таком режиме имеется некоторая погрешность, поэтому не удивляйтесь, что реальная разница в быстродействии будет видна только при заметном ускорении подсистемы памяти, а изменение CL с 6 на 5 останется незамеченным.
Разгон оперативной памяти
Несмотря на то, что мы отдаем приоритет именно попытке выяснить разность в номинальной производительности, от разгона никто не отказывается. Правда, разгон модулей памяти будет являться больше дополнительной дисциплиной.
Дело в том, что даже представители производителей оверклокерской памяти (с которыми мы разговаривали), не очень поддерживают оценку, в том числе и своей продукции, по разгонному потенциалу конкретной пары (комплекта) модулей. Ведь разгон – лотерея. Так, на тестирование может быть представлен очень удачный и фактически уникальный комплект, который покоряет немыслимые частоты, а подавляющее большинство таких же серийных наборов не смогут повторить полученный результат – итогом будет множество неоправданных надежд и некоторый негатив к производителю и нам, как авторам «заказного рекламного обзора». Или, наоборот, нам попадутся совсем неудачные модули, и мы перенесем итог испытаний на выводы относительно малой целесообразности покупки именно такой модели, хотя на самом деле подавляющее большинство подобных модулей способны работать на очень высоких частотах.
Думаем, после такого небольшого пояснения вам понятна наша позиция относительно разгона, как по частоте, так и по таймингам, с поднятием напряжения питания и без такового. Поэтому мы будем всегда проверять разгонный потенциал попавшего на тестирование набора памяти (если на это не будет каких-либо ограничений), но из полученных результатов будем минимум переносить в выводы.
Пример применения методики
Как доказательство работоспособности составленной, но, повторимся, все еще предварительной, методики тестирования оперативной памяти, мы решили провести сравнение модулей, которые уже достаточно давно используются в нашей тестовой лаборатории. От этих же результатов мы будем отталкиваться в обзорах, которые появятся в скором времени.
Apacer DDR2-800 (1GB UNB PC2-6400 CL5)
Два модуля Apacer DDR2-800 (1GB UNB PC2-6400 CL5) попали к нам достаточно давно и исправно трудятся в тестовых стендах. У такого набора был очень близкий аналог, имевший те же характеристики, но поставляющийся без вот такого простенького алюминиевого радиатора. Поскольку мы изначально собирались с помощью этой памяти производить разгон, то, естественно, остановили свой выбор на более защищенном от перегрева, да и механических повреждений, варианте. Радиатор скрывает чипы памяти, прилегая к ним через термопрокладки. На одной из боковых сторон на нем имеется наклейка, сообщающая объем модуля, номинальный режим работы и задержку CAS (Column Address Strobe) latency (CL), которая описывает время реакции модуля памяти на запрос.
В SPD модулей записана информация о трех стандартных режимах работы: DDR2-400, DDR2-533 и DDR2-800.
В наиболее быстром режиме DDR2-800 основные задержки, оказывающие наибольшее влияние на производительность памяти, имеют вид 5-5-5-18 для CL-tRCD-tRP-tRAS соответственно. Именно в таком режиме модули обычно и работают.
Второстепенные задержки позволяет просмотреть и даже попробовать изменить при необходимости утилита MemSet 4.0.
К производительности мы перейдем позднее, а сейчас пара слов об основной причине замены Apacer DDR2-800 в почти всех, критичных к следующему параметру, стендах.
Дело в том, что у попавших к нам модулей совсем незначительный разгонный потенциал. При напряжении 2,1 В, что на 0,3 В выше номинального, модули стабильно работают на частоте чуть более 440 МГц, а это всего DDR2-880.
Transcend aXeRam DDR2-1066 (TX1066QLJ-2GK)
Этот набор долгое время нес основную оверклокерскую нагрузку. Сам набор из двух модулей объемом по 1 ГБ каждый поставлялся в пластиковом боксе, в котором кроме них ничего не было. Модули же оборудованы простыми алюминиевыми радиаторами, которые в основном выполняют роль теплораспределительной пластины. На радиаторе заметным шрифтом нанесено название серии, к которой принадлежит память, ее тип, номинальную частоту работы и объем. Также здесь присутствует наклейка с дополнениями к описанию, обещающими работу и на более высоких частотах, если повезет, а также задержку CL равную 5 тактов.
Судя по информации в SPD, номинально используются микросхемы DDR2-800, у которых задержка tRAS имеет даже немного завышенное значение. Для описания работы в «разогнанном» состоянии используется профиль EPP, который и несет информацию о режиме DDR2-1066 (533 МГц) при задержках 5-6-6-15 и напряжении питания 2,1 В. Если материнская плата не умеет использовать эту дополнительную информацию, то все указанные параметры приходится выставлять вручную через BIOS.
Transcend DDR2-800 2GB (JM800QLU-2G)
А вот такой интересный низкопрофильный модуль у нас используется только один и достаточно редко, либо когда полноценный высокий не помещается, либо когда на плате всего один разъем для оперативной памяти. Модуль был взят из OEM-поставки, т.е. без какой-либо дополнительной комплектации и даже упаковки.
С одной из сторон на чипах памяти имеется наклейка, сообщающая некоторые подробности о модуле – объем и рабочую частоту. Какой-то другой информации, которая могла бы облегчить жизнь сборщика, на модулях памяти нет.
Сами же модули собраны из микросхем Transcend TQ243PCF8, которые, что интересно, ранее этот производитель использовал для ноутбучных модулей SO-DIMM PC2-5300 (DDR2-667), где, видимо, использовался не весь их потенциал.
Как показывает запись в SPD, данные модули действительно могут работать на частоте 667 МГц с задержками 5-5-5-15, а вот в заявленном режиме DDR2-800 при рекомендуемом уровне напряжения 1,8 В задержки уже имеют вид 6-6-6-18, что тоже не противоречит стандартам.
Сравнение производительности наборов памяти
Измерение производительности мы будем стараться всегда делать в наиболее производительном для используемых материнских плат двухканальном режиме.
Анализ результатов с помощью RightMark Memory Analyzer v.3.80 производится на двух графиках: первый показывает пропускную способность памяти в различных режимах – чем больше, тем лучше: второй сравнивает латентность памяти – это задержка, соответственно, чем она меньше, тем лучше.
Пакеты CrystalMark 0.9.126 и Futuremark PCMark’05 v.1.2.3 после разного количества тестов итоговым результатом примерно одинаково описывают ситуацию относительно производительности различных наборов памяти.
А вот игра FarCry 2 в менее сложном режиме с использованием только DirectX 9.0 показывает результаты, которые вполне совпадают с вердиктом синтетических тестовых пакетов относительно производительности подсистемы памяти. Но в более требовательном, и к оперативной памяти в том числе, режиме DirectX 10.0 результаты уже начинают «плавать» (именно за это были отброшены различные другие пакеты и игры), хотя все еще остаются вполне применимыми для анализа.
Думаем, такие результаты позволяют признать методику актуальной и работоспособной.
Послесловие
Еще раз, напоследок, хочется напомнить, что данная методика пока не претендует на звание самой правильной и полной, но, как показывают первые исследования, позволяет сравнить производительность различных модулей памяти в номинальном (рекомендованном производителем) режиме. А ведь именно ради такого режима зачастую и покупается оперативная память. Но, все же, если у вас, уважаемые читатели, есть вопросы и пожелания относительно тестирования оперативной памяти, то мы будем рады их выслушать и обсудить.
Автор: Александр Черноиван
Выражаем благодарность компаниям ASUS, GIGABYTE, Noctua, Sea Sonic, ZOTAC и ООО ПФ Сервис за предоставленное для тестового стенда оборудование.
Опубликовано : 30-05-2009
Подписаться на наши каналы | |||||