در ماههای اخیر، بسیاری از کاربران برای فرار از بدترین شرایط بحران افزایش قیمت رم، به استفاده از یک ماژول DDR5 روی آوردهاند. شرکت AMD نیز پیشتر به ما گفته بود که این روش به یکی از گزینههای مورد توجه سازندگان کامپیوتر تبدیل شده است. این موضوع را میتوان در دهها کامپیوتر آماده بازار نیز مشاهده کرد؛ مسئلهای که هنگام معرفی و پیشنهاد محصولات، بهویژه در دورههای اوج خرید، همواره سعی کردهایم از آن دوری کنیم. اما پرسش اصلی این است که اگر از یکی از بهترین پردازندههای گیمینگ استفاده کنید، بهکارگیری تنها یک ماژول DDR5 چه میزان از عملکرد بازی را کاهش میدهد؟
باور رایج این است که استفاده از یک ماژول، افت عملکرد قابل توجهی ایجاد میکند. این تصور از نسلهای قبلی حافظه DDR سرچشمه میگیرد؛ جایی که حذف یکی از ماژولها، پهنای باند حافظه را تقریباً به نصف کاهش میداد. این موضوع در DDR5 نیز تا حدی صادق است، اما ساختار این نسل از حافظه پیچیدهتر از گذشته است و در ادامه به جزئیات آن خواهیم پرداخت.
در یک نگاه کلی، استفاده از تنها یک ماژول DDR5 آنقدر که تصور میشود به عملکرد بازی آسیب نمیزند. آزمایشهای ما نشان داد که عملکرد پردازندههای Intel و AMD بهطور متوسط بین ۸ تا ۱۰ درصد کاهش پیدا میکند و در پردازنده Ryzen 7 9800X3D اختلاف عملکرد حتی کمتر از ۵ درصد است.
البته پیکربندی دوکاناله همچنان بهترین انتخاب برای دستیابی به حداکثر کارایی محسوب میشود. با این حال، آزمایشهای ما نشان میدهد که حتی یک ماژول DDR5 نیز روی پردازندههایی که از هر دو نسل حافظه پشتیبانی میکنند، عملکرد بهتری نسبت به حافظه DDR4 دوکاناله ارائه میدهد.
استفاده از یک ماژول حافظه، راهکار ایدهآلی نیست و اگر در آینده قصد اضافه کردن یک ماژول دیگر را داشته باشید، ممکن است با مشکلات سازگاری مواجه شوید؛ موضوعی که بعداً با جزئیات بیشتری به آن خواهیم پرداخت. با این حال، در شرایطی که قیمت تراشههای DRAM بهشدت افزایش یافته، استفاده از یک ماژول DDR5 بهعنوان یک راهکار موقت عملکرد بسیار خوبی در بازیها ارائه میدهد و راهی مقرونبهصرفه برای ورود به پلتفرم DDR5 تا زمان متعادل شدن قیمتها محسوب میشود.
آزمایش عملکرد DDR5 تکماژوله در بازیها
میانگین هندسی نتایج بهخوبی گویای واقعیت است. استفاده از یک ماژول باعث کاهش بخشی از عملکرد میشود، اما شدت این افت بهمراتب کمتر از چیزی است که انتظار داشتیم. البته پیش از بررسی نتایج، لازم است به نحوه انجام آزمایشها اشاره کنیم.
طبق روال همیشگی، همه آزمایشها با وضوح 1080p و ترکیبی از تنظیمات High و Ultra انجام شد. همچنین از کارت گرافیک NVIDIA RTX 5090 Founder's Edition استفاده کردیم تا تأثیر کارت گرافیک بر نتایج به حداقل برسد. این موضوع در این بررسی اهمیت بیشتری دارد، زیرا هدف ما مقایسه پردازندهها نیست، بلکه عملکرد حافظهای را ارزیابی میکنیم که دادههای مورد نیاز پردازنده را تأمین میکند. همچنین باید توجه داشت که در این آزمایش از پردازنده و کارت گرافیک مجزا استفاده شده است. اگر از پردازنده دارای گرافیک مجتمع استفاده میکنید، حافظه دوکاناله اهمیت بسیار بیشتری خواهد داشت.
همچنین تلاش کردیم شرایطی مشابه استفاده واقعی کاربران ایجاد کنیم. اگر هدف شما خرید یک کیت ۲ در ۱۶ گیگابایتی باشد، معمولاً ابتدا یک ماژول ۱۶ گیگابایتی تهیه میکنید، نه یک ماژول ۳۲ گیگابایتی. بنابراین در این آزمایش نیز دقیقاً همین سناریو را اجرا کردیم. پیکربندی تکماژوله دارای ۱۶ گیگابایت حافظه بود و پیکربندی دوماژوله از ۳۲ گیگابایت استفاده میکرد. البته ظرفیت حافظه در این آزمایش محدودیت مهمی ایجاد نکرد، اما اگر همزمان با اجرای بازی چندین برنامه دیگر نیز فعال باشند، ظرفیت ۱۶ گیگابایت میتواند روی عملکرد تأثیر منفی بگذارد.
در نمودار زیر میانگینی از سرعت اجرای ۱۲ بازی محبوب امروزی توسط سختافزار انتخابی ما که شامل ۲ رم DDR4 یا ۱ رم DDR5 و همینطور پردازندههای مختلف اینتل و ایامدی است را مشاهده میکنید:
بیشترین افت عملکرد مربوط به پردازنده Ryzen 5 7600X بود که میانگین عملکرد آن در مجموعه ۱۳ بازی مورد آزمایش، با استفاده از یک ماژول ۱۶ گیگابایتی، حدود ۱۰.۹ درصد کاهش یافت. پردازنده Core Ultra 7 270K Plus نیز افتی معادل ۸.۷ درصد را تجربه کرد و Core i5-14600K نیز حدود ۸.۳ درصد از عملکرد خود را از دست داد. نکته جالب اینکه مقدار یک درصد فریمهای حداقلی نیز تقریباً متناسب با میانگین عملکرد کاهش یافت و افت شدیدی مشاهده نشد.
همانطور که انتظار میرفت، Ryzen 7 9800X3D بهترین نتیجه را ثبت کرد و میانگین افت عملکرد آن تنها ۲.۸ درصد بود. همانطور که در نتایج بازیهای مختلف مشاهده خواهید کرد، این پردازنده در چندین عنوان تقریباً عملکردی کاملاً یکسان با یک یا دو ماژول حافظه ارائه داد. حافظه کش L3 بزرگ و پرسرعت این پردازنده باعث میشود تأثیر استفاده از یک ماژول حافظه تا حد زیادی کاهش پیدا کند و این موضوع یکی دیگر از نقاط قوت پردازندههای مجهز به فناوری 3D V-Cache شرکت AMD بهشمار میرود.
اگر سرعت اجرای یک بازی سنگین و جدید برایتان ملاک است، به نمودار زیر که سرعت اجرای بازی 007 First Light را نشان میدهد، توجه کنید:
سایر میانگینهای هندسی نیز نکته خاصی را نشان نمیدهند. پیکربندی تکماژوله چند وات انرژی کمتری مصرف میکند، اما با در نظر گرفتن کاهش عملکرد، بهرهوری کلی آن اندکی پایینتر است.
میتوانید نتایج سایر بازیهای آزمایششده را نیز بررسی کنید، اما تقریباً همه آنها همین الگوی کلی را نشان میدهند. مهمترین نتیجه این بررسی آن است که یک ماژول سریع DDR5 در بسیاری از موارد عملکرد بهتری نسبت به حافظه DDR4 دوکاناله ارائه میدهد. همچنین فناوری 3D V-Cache شرکت AMD میتواند در بازیهایی که وابستگی زیادی به حافظه دارند، اثرات منفی استفاده از یک ماژول حافظه را تا حد زیادی جبران کند.
نحوه انجام آزمایشها
برای انجام این بررسی از همان سیستم آزمایش استانداردی استفاده کردیم که در بررسی پردازندهها به کار میبریم. تنها تفاوت این بود که یکی از ماژولهای حافظه را از سیستم خارج کردیم. طبق روال همیشگی، قابلیت XMP و EXPO را هم در پیکربندی تکماژوله و هم در پیکربندی دوماژوله فعال کردیم و در پلتفرمهای Intel نیز از فرکانسهای بالاتر بهره گرفتیم. در مقابل، بهترین نقطه عملکرد حافظه برای پردازندههای AMD در حدود ۶۰۰۰ مگاترنسفر بر ثانیه است.
نرخ انتقال داده، بهویژه هنگام مقایسه با DDR4، اهمیت زیادی دارد. اگر از حافظههای DDR5 با سرعت پایینتر استفاده شود، انتظار داریم اختلاف عملکرد میان DDR4 دوکاناله و DDR5 تکماژوله نیز کمتر شود. ماژول DDR5 انتخاب شده، G.Skill Trident Z Neo RGB DDR5-6000 است که روی مادربورد ASRock Z890 Taichi تست شده است. رم DDR4 انتخاب شده نیز مدل G.Skill Trident Z RGB DDR4-3200 است که روی مادربورد MSI MPG Z790 Carbon Wi-Fi نصب شده است.
علاوه بر فعال کردن XMP و EXPO، قابلیت Virtualization-Based Security یا VBS را غیرفعال کردیم، ویژگی Resizeable BAR را فعال نگه داشتیم و تمام قابلیتهای اورکلاک خودکار خارج از پوشش گارانتی، از جمله Precision Boost Overdrive شرکت AMD و پروفایل Extreme Performance شرکت Intel را نیز غیرفعال کردیم.
پیچیدگیهای معماری DDR5
حافظه DDR5 نسبت به DDR4 نرخ انتقال داده بسیار بالاتری دارد و این موضوع نتیجه طراحی پیچیدهتر ماژولهای DDR5 در مقایسه با نسل قبل است. در این آزمایش، مهمترین ویژگیهای DDR5 شامل دو زیرکانال ۳۲ بیتی، افزایش اندازه Prefetch و همچنین افزایش تعداد Bank و Bank Group بودند. درست است که با استفاده از یک ماژول DDR5 تنها نیمی از پهنای باند کلی حافظه را در اختیار دارید، اما عملکرد آن بسیار پیچیدهتر از یک پیکربندی ساده تککاناله است.
در DDR4 تنها یک کانال ۷۲ بیتی وجود دارد که ۶۴ بیت آن برای انتقال داده استفاده میشود و ۸ بیت باقیمانده به فناوری ECC اختصاص دارد. اما در DDR5 هر ماژول شامل دو زیرکانال ۴۰ بیتی است که از میان آنها، ۳۲ بیت برای انتقال داده به کار میرود. نکته مهم این است که هر یک از این زیرکانالها رابط مستقل Command و Address یا CA مخصوص به خود را دارند و میتوانند کاملاً مستقل از یکدیگر فعالیت کنند.
علاوه بر این، DDR5 اندازه Prefetch را به 16N افزایش داده، تعداد Bank و Bank Group را دو برابر کرده و طول Burst را نیز از ۸ بایت به ۱۶ بایت رسانده است. محاسبات این بخش نسبتاً ساده است. در DDR4 هر بار میتوان ۶۴ بیت داده را با طول Burst برابر با ۸ بایت منتقل کرد که در نهایت ۶۴ بایت داده تولید میشود و با اندازه Cache Line پردازندهها هماهنگی دارد. در DDR5 نیز هر یک از زیرکانالها با پهنای ۳۲ بیت و طول Burst برابر با ۱۶ بایت، در هر عملیات ۶۴ بایت داده منتقل میکنند.
به بیان ساده، DDR5 روی یک ماژول واحد نوعی حافظه شبهدوکاناله ارائه میدهد. در هر چرخه، دو عملیات مستقل حافظه بهطور همزمان انجام میشود که هر کدام ۶۴ بایت داده منتقل میکنند. همین ویژگی یکی از مهمترین دلایلی است که باعث میشود حتی یک ماژول DDR5، بهویژه در سرعتهای بالاتر، بتواند از یک پیکربندی کامل DDR4 دوکاناله نیز عملکرد بهتری ارائه دهد.
باور رایج درباره افت شدید عملکرد هنگام استفاده از یک ماژول حافظه، بیشتر به نسلهای قدیمی DDR مربوط میشود. در آن نسلها، در هر چرخه تنها یک انتقال ۶۴ بایتی انجام میشد و برای اجرای دو عملیات مستقل، استفاده از ماژول دوم ضروری بود.
البته باید تأکید کرد که استفاده از دو ماژول DDR5 همچنان بهترین گزینه است. در این حالت بهجای دو عملیات حافظه در هر چرخه، چهار عملیات همزمان انجام میشود. تفاوت اصلی اینجاست که پردازندهها و بازیهای امروزی بخش عمده عملکرد مورد نیاز خود را تنها با همان دو عملیات مستقل به دست میآورند و برخلاف DDR4، استفاده از یک ماژول باعث ایجاد گلوگاه شدید عملکرد نمیشود. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا هنوز هم تعداد بسیار زیادی از سیستمهای مبتنی بر DDR4 در حال استفاده هستند.
مسئله سازگاری ماژولهای DDR5
بزرگترین چالش هنگام ارتقا به پلتفرم DDR5 با استفاده از یک ماژول حافظه، مسئله سازگاری است. اگر اکنون تنها یک ماژول DDR5 خریداری میکنید، احتمالاً در آینده قصد اضافه کردن ماژول دوم را خواهید داشت. متأسفانه برای ترکیب دو ماژولی که در قالب یک کیت مشترک عرضه نشدهاند، پاسخ قطعی و سادهای وجود ندارد. در بسیاری از موارد این کار انجام میشود، اما ترکیب ماژولهای جداگانه ممکن است به مشکلات پایداری یا کاهش عملکرد منجر شود.
در حالت کلی، استفاده از دو ماژول با مشخصات کاملاً یکسان باید بدون مشکل انجام شود. برای مثال، اگر امروز یک ماژول Patriot Viper Venom DDR5-6000 CL30 برای اسمبل سیستم خود خریداری کنید و مدتی بعد یک ماژول دیگر با همان مدل تهیه کنید، احتمال زیاد هر دو با یکدیگر کار خواهند کرد. با این حال، عبارت «احتمال زیاد» در اینجا اهمیت زیادی دارد. ممکن است شرکت Patriot تراشههای DRAM را از تأمینکنندگان مختلف تهیه کرده باشد یا زمانبندیهای حافظه ماژول دوم دقیقاً با ماژول اول یکسان نباشد. در چنین شرایطی احتمال بروز مشکلات پایداری یا کاهش کارایی وجود دارد.
برخی شرکتها برای حل این مشکل راهکارهایی ارائه کردهاند. برای نمونه، برنامه ROG Certified در برخی مادربردهای Asus تلاش میکند سازگاری ماژولهای حافظه را تضمین کند. با این حال، بدون انجام آزمایش عملی هیچ راهی برای اطمینان کامل از سازگاری دو ماژول جداگانه وجود ندارد. بهترین کار این است که در صورت خرید ماژول دوم، دقیقاً همان برند، همان مدل و همان مشخصات فنی را انتخاب کنید. همچنین بهتر است رسید خرید را نزد خود نگه دارید تا در صورت بروز مشکل بتوانید محصول را مرجوع کنید.
پس از تهیه ماژول دوم، ابتدا آن را با سرعت و زمانبندی استاندارد JEDEC و بدون فعال کردن XMP یا EXPO آزمایش کنید. بازیها و برنامههایی را که معمولاً استفاده میکنید اجرا کنید و سپس با ابزاری مانند MemTest64 پایداری حافظه را بررسی کنید. بهتر است چند روز سیستم را با همین تنظیمات مورد استفاده قرار دهید تا مشخص شود آیا صفحه آبی مرگ، کرش برنامهها یا افت عملکرد غیرعادی رخ میدهد یا خیر. پس از اطمینان از پایداری، همین مراحل را با فعال بودن XMP یا EXPO تکرار کنید. البته این کار زمانی امکانپذیر است که هر دو ماژول با یکدیگر سازگار باشند، زیرا پروفایلهای ناسازگار XMP یا EXPO در کنار هم بهدرستی کار نخواهند کرد.
در نهایت، اگر پیش از ارتقای سیستم همچنان قیمت حافظههای DRAM بالا باقی بماند، شاید بهتر باشد در آینده یک کیت کامل دوکاناله تهیه کنید و ماژول تکی خود را بفروشید. حتی کیتهای آماده نیز ممکن است در موارد نادر با مشکلات سازگاری مواجه شوند، اما احتمال بروز این مشکلات در مقایسه با استفاده از دو ماژول جداگانه، بهمراتب کمتر است.
tomshardwareاینتوتک