Платы для Athlon 64. Часть 7. Как грамотно устанавливать и настраивать системную память

Продолжим знакомиться с платами для процессоров с архитектурой AMD64. В предыдущих шести частях нашего обширного обзора плат для процессоров AMD Athlon 64 мы подробно рассмотрели основыне чипсеты, которые пристуствуют сейчас на этом сегменте рынка, и познакомились с несколькими характерными и популярными материнскими платами для процессоров с разъемом Socket 754, то есть для Athlon 64 с одноканальным контроллером памяти (не FX-5х), см. статьи:

Часть 1. Платы для Athlon 64. Часть 1. ECS KV1 Deluxe (Photon Series) и Soltek SL-K8AV2-RL — хорошие недорогие решения
Часть 2. Платы для Athlon 64. Часть 2. ASUS K8V Deluxe (WireLess Edition) и Gigabyte K8VNXP — платы высшего ранга
Часть 3. Платы для Athlon 64. Часть 3. Плата MSI K8T Neo на чипсете VIA K8T800: динамический оверклокинг Athlon 64
Часть 4. Платы для Athlon 64. Часть 4. Секрет режима Turbo платы ASUS K8V Deluxe
Часть 5. Платы для Athlon 64. Часть 5. Чипсет SiS755 и плата ECS 755-A — low-end-вариант платформы AMD64
Часть 6. Платы для Athlon 64. Часть 6. Чипсет NVIDIA nForce3 150 и плата Chaintech ZNF3-150

Однако для полноты картины использования Athlon 64 с материнскими платам нам следует разобраться еще в одном важнейшем вопросе — как правильно устанавливать и настраивать системную память при работе с Athlon 64. Этому и будет посвящена нынешняя, седьмая по счету и весьма концептуальная часть обзора плат для Athlon 64.

Введение

Как вы хорошо знаете, контроллер системной памяти встроен непосредственно в кристалл процессоров AMD Athlon 64 и AMD Opteron. С одной стороны, это дает массу преимуществ всей платформе (существенно повышается скорость работы с памятью и общее быстродействие системы, дешевеют чипсеты, упрощается разработка печатных плат и, как следствие, может быть снижена их цена), но с другой — есть и недостатки (меньшая гибкость при поддержке новых типов памяти, новых частот, структуры модулей и пр., бoльшая латентность при работе графического ускорителя с системной памятью). Оставим на время недостатки и сосредотовимся на достоинствах такого подхода. Тем более что это позволяет нам убить почти всех зайцев сразу: на примере одного чипсета (и даже одной платы) мы можем выяснить все тонкости использования памяти с процессорами Athlon 64 без ущерба для общности применения найденных закономерностей для всех остальных плат и чипсетов этого же класса (сокета).

Таким образом, задачей этой статьи будет выяснение влияния всех доступных обычному пользователю (через меню BIOS Setup материнских плат) настроек (например, таймингов) работы процессора Athlon 64 (Socket 754) с памятью, оценки прироста или потери производительности при их изменении относительно неких оптимальных значений, влияние порядка установки и объема модулей памяти, а также оценка потери производительности при использовании более медленной, чем DDR400, памяти с Athlon 64. Соответственно этому, статья разбита на шесть глав:

1. Влияние таймингов CAS Latency (tCL) и RAS Active Time (tRAS);
2. Влияние таймингов RAS-to-CAS Delay (tRCD) и Row Precharge Time (tRP);
3. Влияние таймингов tRC, tRFC, tRWT, tWTR, tWR и tRRD4;
4. Влияние Refresh-периода (tREF) системной памяти;
5. Влияние порядка установки и объема модулей памяти;
6. Влияние частоты работы памяти (DDR400/333/266/200).

Наше исследование носит не столько теоретический, сколько сугубо практический характер — на основе непосредственных тестирований около сорока различных конфигураций памяти с одним процессором (и на одной плате) в двух десятках разноплановых тестов (специально отобраны те из них, которые наиболее чувствительны к скорости работы платформы с памятью) мы постарались сформулировать прикладные закономерности, которые позволят лучше понять, каким образом грамотному пользователю лучше конфигурировать и настраивать свою систему на базе процессоров AMD Athlon 64. Вопросы более общего, теоретического плана (сходной тематики) выходят за рамки данной статьи и будут освещены нами позднее. Итак, приступим.

Испытания различных конфигураций и настроек памяти проводились под MS Windows XP Professional SP1 при помощи процессора AMD Athlon 64 3200+ с частотой 2,0 ГГц (кристалл ревизии C0). В качестве основной платформы для испытаний послужила материнская плата Gigabyte GA-K8VNXP, BIOS Setup которой наиболее богат возможностями настроек памяти (см. фото). При этом базовым вариантом настроек BIOS Setup платы мы считали те, которые появляются по умолчанию при исполнении пункта Load High Performance Defaults самого BIOS Setup (они показаны на фото ниже).

Остальные из попадавшихся нам плат для Athlon 64 (Socket 754) в той или иной степени пока уступали этой плате в плане возможностей настроек памяти. Впрочем, и у GA-K8VNXP обнаружились два недостатка: с использованной (самой свежей на момент испытаний) версией BIOS (плата ревизии 1.0 версией BIOS M02), эта плата не позволяла корректно и произвольно изменять тайминг CAS Latency (мы проверили несколько различных модулей памяти), а также не позволяла присвоить таймингу RAS Active Time значение 5 циклов (минимальным для этой платы было 6 циклов). Поэтому для проверки влияния CAS Latency и RAS Active Time мы также использовали материнскую плату ASUS K8V Deluxe, которая в этом плане была безукоризненна, но не обладала столь же богатыми возможностями по настройке многих других тайминов (см. фото).

При этом плата ASUS работала в режиме Performance Mode = Standard (тонкости использования режимов Performance Mode на этой плате мы описали ранее на www.terralab.ru/system/31505).

Разумеется, возможности оверклокинга нами при таких испытаниях не использовались и все компоненты работали на своих стандартных (дефолтных) частотах. Исключение систавляло напряжение питания памяти — оно было повышено до 2,8 вольт с целью повышения стабильности работы памяти при минимальных значениях таймингов.

В качестве базовой системной памяти для испытаний производительности различных конфигураций использовалась 512-мегабайтные и 256-мегабайтные пары модулей PC3500/PC3200 серии Platinum LE от компании OCZ (за них мы благодарим компанию «Патриарх»). Они без проблем работали не только по 2-2-2-5 на частоте 400 МГц, но даже позволяли дополнительно "издеваться" настройками. Разумеется, с другими, более дешевыми модулями памяти стабильная работа процессоров AMD Athlon 64 в некоторых жестких из использованных с этой статье режимов отнюдь не гарантирована. Во всех тестах, кроме тестов на порядок установки и объем модулей, мы использовали пару модулей объемом по 512 Мбайт каждый. При этом системы не испытывали проблем со стабильностью работы. Подчеркнем еще раз, что у нынешних Athlon 64 (не FX) всего один канал работы с памятью, поэтому вопросы, связанные с двухканальным использованием памяти на AMD64, мы отложим до другого раза. Все конфигурации памяти в этой статье принципиально одноканальные!

Среди других компонентов тестовой системы — видеоускоритель GeForce FX 5900 Ultra (референс NVIDIA) с драйверами версии 52.16 и винчестер Samsung SP1614N (буфер 8 Мбайт и 80-гигабайтные пластины).

Результаты наиболее наглядных тестов скорости памяти и общей производительности платформ в различных приложениях приведены в соответствующих таблицах, в последней строчке которых дан суммарный рейтинг быстродействия плат, вычисленный как геометрическое среднее от результатов всех проведенных нами бенчмарков (кроме прямых тестов памяти) и приведенный к 100%. Этот рейтинг также проиллюстрирован на соответствующих диаграммах (желтым  цветом даны базовые конфигурации, красным — отличающиеся тем или иным параметром настройки/конфигурирования памяти).

Попутно отметим, что некоторые вопросы, связанные с настройкой таймингов памяти DDR400 и ниже для других платформ, мы уже не раз освещали, поэтому интересующимся рекомендуем обратиться к соответствующим статьям:

1. Платы на чипсетах Intel 875/865: исчерпывающий обзор. Часть 2. Как грамотно использовать два канала памяти
2. Тесты модулей DDR400 семи типов от разных производителей. Влияние настроек памяти в BIOS Setup на быстродействие чипсета nVIDIA nForce2.
3. VIA KT266A — ускоряем настройками BIOS

1. Влияние таймингов CAS Latency (tCL) и RAS Active Time (tRAS).

Сперва поговорим о двух наиболее популярных таймингах — CAS Latency (tCL) и RAS Active Time (tRAS).

CAS Latency (tCL) — этот, пожалуй, самый «известный» тайминг означает задержку сигнала выборки столбца (CAS): временная задержка (в тактах частоты шины) до начала чтения данных памятью после поступления команды чтения. Для памяти DDR SDRAM обычно используются три значения: 2, 2,5 и 3 (такта). Исторически считается, что 2 (такта) существенно увеличивают производительность системы (так было, например, во времена SDRAM PC133), однако оказалось, что в ряде двухканальных DDR-чипсетов (Intel 875/865 и Nvidia nForce2) это не совсем так — подробнее см. два первых линка выше этого заголовка.

RAS Active Time (tRAS) - задает время задержки для подзарядки строки памяти. Прежде значения этого тайминга были 5, 6, 7 или 8 тактов. Однако для Athlon 64 диапазон его изменения заметно расширился — см. фото ниже. Считается, что этот тайминг тоже способен заметно повлиять на скорость памяти, однако для современных систем это далеко не всегда так. Учитывая, что большинство модулей отлично работает с tRAS=6, 7 или 8 тактов, эти значения следует считать лучшим выбором, не злоупортебляя значением в 5 тактов. Более высокие значения tRAS, как правило, использовать смысла нет.

Посмотрим, как изменяются результаты тестов и усредненная производительность системы при изменении значений CAS Latency и tRAS (остальные настройки — по умолчанию, см. фото во введении).

Очевидно, что в этот раз (в противопроложность чипсетам Intel 875/865 и Nvidia nForce2) параметр CAS Latency в случае одноканального использования памяти с Athlon 64 существенно влияет на производительность системы.

При переходе с tCL=3 на значения 2.5 или 2.0 (что требует качественных модулей памяти и материнской платы) среднее быстродействие системы повышается на 0,5 или почти 1,5% соответственно! Происходит это во многом благодаря заметному снижению общей латентности памяти и повышению скорости записи в память (см. таблицу). С другой стороны, тайминг tRAS оказался крайне маловлиятелен на быстродействие системы - прирост от перехода с 6 на 5 тактов практически незаметен, да и в ряду от 6 к 8 тактов флуктуации находятся в пределах погрешности измерений. Так что можно считать, что в данных системах величина этого тайминга на быстродействие не влияет, а оптимальным с точки зрения стабильности можно считать значения от 6 до 8 тактов.

Читать дальше >>>