Чем отличаются ddr3 и ddr4
Чем отличается оперативная память DDR4 от DDR3?
В чем разница между DDR3 и DDR4? DDR3 была выпущена в свет в 2007 году и использовалась на различных платформах от LGA1366 до LGA1151 (до процессоров 6-го поколения) от Intel и на AM3/AM3+, FM1/FM2/FM2+ от AMD. Все современные платформы (с 2017 года) перешли на использование DDR4, в частности Intel отказались от DDR3 в пользу DDR4 начиная с процессоров 6-го поколения Skylake. Так что если вы приобретаете процессор Intel Core 8-го, 9-го или более позднего поколения, или же процессор AMD Ryzen, то вам потребуется оперативная память именно формата DDR4.
Совместимость DDR3 и DDR4 с материнскими платами
Но что насчет старых процессоров и есть ли разница между DDR3 и DDR4? Ответ краток: да, различий много, но все зависит от вашей материнской платы. Материнская плата со слотами DDR4 не сможет использовать оперативную память формата DDR3, и наоборот – вы не сможете поместить DDR4 в слот DDR3. Чтобы убедиться в этом, взгляните на изображение ниже – видно, что вы не сможете вставить ОЗУ в неподходящий слот. Насечки находятся в разных местах, у DDR4 288 контактов, а у DDR3 240.
Различия DDR4 и DDR3
DDR4 функционирует на более низком напряжении, чем DDR3. Обычное напряжение у DDR4 равняется 1.2 В, а у DDR3 1.5 В. Есть и исключения, такие как модули низкого напряжения DDR3L с напряжением 1.35 В, или же некоторые модели DDR4, достигающие напряжения в 1.05 В. Разница в напряжении при использовании DDR4 можете давать экономию в 15 Вт по сравнению с DDR3, что не так уж и много для домашнего пользования.
Существенное различие между DDR3 и DDR4 в скорости. Официально спецификация DDR3 начинается со скорости в 800 МГц (800 миллионов тактов в секунду) и заканчивается на скорости в 2133 МГц. Некоторые модули DDR3 достигли разгона в 3200 МГЦ и более, но это неофициально. Тем временем DDR4 начинается с 1600 МГц и заканчивается на 3200 МГц, а разогнанные наборы памяти достигают 4800 МГц. Увеличенная скорость ведет за собой общее увеличение пропускной способности.
Однако это приводит к увеличению задержки, но увеличенная тактовая частота в свою очередь обеспечивает более быструю передачу, сохраняя общую задержку на уровне сравнимом с DDR2 и DDR3. Для примера: DDR3-1600 имеет задержку в 12.5 нс, а задержка у DDR4-2666 составляет 12.75 нс, что примерно одно и то же. Но DDR4 в этом случае обеспечивает пропускную способность в 21.3 ГБ/С, а DDR3 только 12.8 ГБ/С.
Как это влияет на реальную производительность? Разница между DDR3 и DDR4, работающих на одинаковой частоте, невелика. Т.е оперативная память DDR3-2133 и DDR4-2133 примерно дают одинаковую производительность, отличающуюся в ту или иную сторону на несколько процентов. Но DDR4 начинает опережать DDR3 начиная с частоты в 2400 МГц, которую DDR3 не может достичь. Поэтому приобретая новую оперативную память имеет смысл взять модель с большей скоростью, но не больше максимально поддерживаемой процессором.
Еще одним отличием является максимальный объем памяти, который вы сможете установить в свой компьютер. Для DDR3 это 32 ГБ, а с DDR4 вы уже можете установить 64 ГБ, а на новом процессоре Intel Core i7-8700K уже и 128 ГБ.
Вердикт
В конечном итоге вопрос выбора между DDR3 и DDR4 сводится к выбору процессора и материнской платы. Несмотря на то, что DDR4 стоит немного дороже, чем DDR3, экономить не стоит и однозначно нужно приобретать именно оперативную память формата DDR4. Чтобы получить прибавку в скорости ОЗУ берите DDR4 со скоростью превыщающей ту, что у вашей старой модели DDR3 (если вы хотите апгрейда, а не собираете новый компьютер). Это будет лучшим выбором для вашего игрового компьютера.
DDR4 vs. DDR3: сравнительное тестирование оперативной памяти
Выпуск платформы Socket LGA1151 наконец-то позволил сравнить между собой память стандартов DDR4 и DDR3 в равных условиях. Однако прежде чем перейти к результатам тестирования, предлагаем сначала более детально изучить различия между данными типами модулей. Это даст нам лучшее представление о том, чего стоит ожидать от новой памяти не только сейчас, но и в ближайшем будущем.
За разработку стандарта DDR4 ассоциация JEDEC взялась еще в 2005 году. В те времена в магазинах еще полных ходом продавались планки DDR2, и только планировался серийный выпуск модулей DDR3. Иными словами, инженеры уже тогда понимали, что возможности данных стандартов ограничены и рано или поздно они станут лимитировать либо вовсе не соответствовать уровню остальных комплектующих ПК.
Причем речь идет не только о пропускной способности памяти, но и о таких важных характеристиках, как энергопотребление модулей и их объем. Как можно убедиться из данной диаграммы, планки DDR4 обходят своих предшественников по всем параметрам.
Увеличение пропускной способности
Пропускная способность подсистемы памяти напрямую зависит от скорости работы модулей: чем она выше, тем быстрее осуществляется запись и чтение из памяти. Конечно, далеко не все приложения постоянно обмениваются большими массивами данных, поэтому в реальных условиях эксплуатации пользователь может и не ощутить преимущества от установки более производительных комплектов. Но если мы говорим о специализированных программах наподобие видео- и фоторедакторов, CAD-систем или средств для создания 3D-анимации, то результат от применения скоростных модулей уже окажется куда существеннее. Также высокая пропускная способность подсистемы памяти важна при использовании встроенной графики. Ведь у iGPU нет доступа к быстрым чипам GDDR5, поэтому вся необходимая ему информация помещается в оперативную память ПК. Соответственно, в данном случае установка более производительных комплектов памяти напрямую будет влиять на количество FPS на экране.
Для формата DDR3 стандартными являются частоты от 1066 МГц до 1600 МГц, и лишь недавно добавилось значение 1866 МГц. Для DDR4 же минимальная скорость работы начинается с отметки 2133 МГц. Да, вы скажете, что модули DDR3 могут наверстать разницу с помощью разгона. Но ведь то же самое доступно и для планок DDR4, у которых и разгонный потенциал выше. Ведь с помощью оптимизации параметров модули DDR3 обычно берут планку в 2400 – 2666 МГц, для DDR4 без проблем покоряются высоты в 2800 – 3000 МГц.
Если сравнивать стандарты DDR4 и DDR3 с точки зрения энтузиастов-оверклокеров, то и тут перевес будет на стороне DDR4. Уже сейчас достигнуто значение в 4838 МГц, а ведь прошел только один год после анонса нового формата. Напомним, рекордной частотой разгона для модулей DDR3 является 4620 МГц, которая была зафиксирована лишь через 7 лет после запуска стандарта DDR3 в производство. Одним словом, в плане скорости работы потенциал у памяти DDR4 очень большой.
Улучшение энергоэффективности
Вторым важным преимуществом модулей DDR4 является возможность функционирования на низких напряжениях. Так, для их корректной работы на номинальных частотах (2133 – 2400 МГц) достаточно всего лишь 1,2 В, что на 20% меньше, чем у их предшественников (1,5 В). Правда, со временем на рынок была выведена энергоэффективная память стандартов DDR3L и DDR3U с напряжением питания 1,35 и 1,25 В соответственно. Однако она стоит дороже и имеет ряд ограничений (как правило, ее частота не превышает 1600 МГц).
Также память DDR4 получила поддержку новых энергосберегающих технологий. Например, модуль DDR3 использует только одно напряжение Vddr, которое для выполнения некоторых операций повышается с помощью внутренних преобразователей. Тем самым генерируется лишнее тепло и уменьшается общая эффективность подсистемы памяти. Для планки стандарта DDR4 спецификация предусматривает возможность получения этого напряжения (Vpp, равное 2,5 В) от внешнего преобразователя питания.
Память DDR4 также получила усовершенствованный интерфейс ввода/вывода данных под названием «Pseudo-Open Drain» (POD). От используемого ранее Series-Stub Terminated Logic (SSTL) он отличается отсутствием утечки тока на уровне драйверов ячеек памяти.
В целом же использование всего комплекса энергоэффективных технологий должно привести к 30%-ому выигрышу в энергопотреблении. Возможно, в рамках настольного ПК это покажется несущественной экономией, но если речь идет о портативных устройствах (ноутбуки, нетбуки), то 30% – не такое уж и маленькое значение.
Модернизированная структура
В максимальной конфигурации чип DDR3 содержит 8 банков памяти, тогда как для DDR4 доступно уже 16 банков. При этом длина строки в структуре чипа DDR3 составляет 2048 байт, а в DDR4 – 512 байт. В результате новый тип памяти позволяет быстрее переключаться между банками и открывать произвольные строки.
Микроархитектура DDR4 предполагает использование 8-гигабитных чипов, в то время как модули стандарта DDR3, как правило, создаются на основе микросхем емкостью 4 Гбит. То есть при одинаковом количестве чипов мы получим в два раза больший объем. На сегодняшний день наиболее распространенными являются 4-гигабайтные модули (к слову, это минимальная емкость для планки памяти стандарта DDR4). Но в ряде зарубежных стран предлагаются уже и более емкие модули: на 8 и даже на 16 ГБ. Заметьте, что при этом мы говорим о массовом сегменте рынка.
Для решения же узкоспециализированных задач без проблем можно создавать модули еще большего объема. Для этих целей предусмотрены 16-гигабитные чипы и специальная технология для их компоновки в корпусе DRAM (Through-silicon Via). Например, компании Samsung и SK Hynix уже представили планки емкостью 64 и 128 ГБ. Теоретически же максимальный объем одного модуля DDR4 может составлять 512 ГБ. Хотя вряд ли мы когда-нибудь увидим практическую реализацию таких решений, поскольку их стоимость будет чрезвычайно большой.
Несмотря на увеличение всех основных характеристик, размеры планок памяти DDR4 и DDR3 остались сопоставимыми: 133,35 х 31,25 мм против 133,35 х 30,35 мм соответственно. В физическом плане изменилось лишь расположение ключа и количество контактов (с 240 их число увеличилось до 288). Так что даже при всем желании модуль DDR4 никак не удастся установить в слот для памяти DDR3 и наоборот.
Новый интерфейс связи с контроллером памяти
Новый стандарт памяти предусматривает использование и более прогрессивной шины связи модулей с контроллером памяти. В стандарте DDR3 применяется интерфейс Multi-Drop Bus с двумя каналами. При использовании сразу четырех слотов получается, что два модуля подключены к одному каналу, что не самым лучшим образом сказывается на производительности подсистемы памяти.
В стандарте DDR4 усовершенствовали этот интерфейс, применив более эффективную схему − один модуль на один канал. Новый тип шины получил название Point-to-Point Bus. Параллельный доступ к слотам однозначно лучше последовательного, поскольку в дальнейшем позволяет более эффективно наращивать быстродействие всей подсистемы. Может быть сейчас особого преимущества пользователи и не ощутят, однако в дальнейшем, когда возрастут объемы передаваемой информации, оно станет более показательным. Ведь именно по такой же схеме развивалась видеопамять GDDR и интерфейс PCI Express. Только использование параллельного доступа позволило в значительной степени увеличить их производительность.
Однако шина Point-to-Point Bus накладывает некие ограничения на количество используемых модулей. Так, двухканальный контроллер может обслуживать только два слота, а четырехканальный − четыре. При увеличении объемов планок стандарта DDR4 это не столь критично, но все же на первых порах может вызвать определенные неудобства.
Решается эта проблема довольно простым способом − путем установки специального коммутатора (Digital Switch) между контроллером и слотами памяти. По принципу своего действия он напоминает коммутатор линий PCI Express. В результате пользователю, как и прежде, будет доступно 4 или 8 слотов (в зависимости от уровня платформы), при этом будут использоваться все преимущества шины Point-to-Point Bus.
Новые механизмы обнаружения и коррекции ошибок
Так как работа на высоких скоростях с большими стеками данных увеличивает шанс возникновения ошибок, то разработчики стандарта DDR4 позаботились о реализации механизмов для их обнаружения и предупреждения. В частности, в новых модулях имеется поддержка функции коррекции промахов, связанных с контролем четности команд и адресов, а также проверка контрольных сумм перед записью данных в память. На стороне же самого контроллера появилась возможность тестирования соединений без использования инициализирующих последовательностей.
Сравнение производительности памяти DDR4 и DDR3 в равных условиях
Для проведения тестов мы использовали такую конфигурацию стенда:
Intel Core i7-6700K (Socket LGA1151) @ 4,0 ГГц
ASUS MAXIMUS VIII GENE (DDR4)
ASUS Z170-P D3 (DDR3)
Комплекты оперативной памяти
DDR3L-1600 HyperX Fury HX316LC10FBK2/16
DDR3-2400 G.SKILL Ripjaws X F3-2400C11D-16GXM
DDR4-2400 HyperX Fury HX424C15FBK2/16
DDR4-3200 KINGMAX Nano Gaming RAM GLOF63F-D8KAGA
Intel HD Graphics 530
Seagate Barracuda 7200.12 ST3500418AS
Seasonic X-660 (660 Вт)
Microsoft Windows 7 (64-битная версия)
Первоочередной целью данного эксперимента, конечно же, являлось сравнение возможностей комплектов памяти DDR4 и DDR3 на одинаковых частотах. Чтобы получить более объективную картину проверка была произведена в наиболее популярных режимах работы подсистемы памяти: 1600 МГц, 2133 МГц и 2400 МГц:
Скорость работы, МГц
DDR4-2400 HyperX Fury HX424C15FBK2/16 (2 x 8 ГБ)
DDR3 против DDR4. Теоретические различия
Различия между поколениями оперативной памяти всегда достаточно существенны. Прошлогодний выход в люди стандарта DDR4 сделал серверный сегмент и high-performance desktop несколько выходящими из общего ряда. Недавний анонс серверным процессоров Intel Atom потянул за собой SO-DIMM DDR4. Все готово для массовой атаки на рынок, а не просто дебюта. Поизучаем немного теории, освежим знания? Под катом ключевые различия между DDR3 и DDR4.
Физические различия.
Разумеется, физически планки памяти DDR3 и DDR4 несовместимы. Вместо 240 пин у “третьего” — “четвертый” обладает 288 контактами. Увеличение числа контактов сделано ради возможности адресации как можно большего количества памяти. В самом максимальном варианте модуль памяти стандарта DDR4 может иметь объём 512 гигабайт. Минимальный объем модуля — 2 гигабайта.
Ключ разъема смещен ближе к центру. Защита от невнимательных пользователей работает, защита от невнимательных, но очень сильных пользователей — не существует.
Высота референсной планки — 31,25 мм — это чуть выше чем у предшественника (30 мм). Длина планки прежняя — 133,35 мм (напомните мне, сколько это в дюймах?), этот параметр не изменялся с момента появления первого поколения оперативной памяти DDR.
Электрические различия.
Вместо штатного напряжения питания 1,5В (1,35В для Haswell) предлагается стандартное напряжение 1,2В (1,05В для энергоэффективных систем). Преимущества очевидны: меньше нагрев, меньше энергопотребление, в дальнейшем: больше время автономной работы.
Частотные различия.
Если стандарты DDR3 начинаются с частоты 1066 МГц, то DDR4 стартует с отметки в 2133 МГц. Формально — увеличение частоты в два раза, а вот реально производительность не растет в два раза. Уже официально выпущены модули DDR4 с частотой 3000 МГц и есть даже более высокие показатели, но все они ориентированы на энтузиастов и оверклокеров.
Архитектурные различия.
Самое важное, что произошло при переходе — изменение архитектуры доступа к модулям. Раньше шина Multi-Drop имела всего два канала и даже при организации работы с четырьмя модулями памяти, они висели попарно на одном канале, что не всегда положительно сказывалось на производительности.
Новая шина с оригинальным название Point-to-Point будет связывать каждый канал с одним модулем памяти. То есть при наличии в процессоре двухканального контроллера памяти — будут доступны два слота, а при наличии четырехканального — четыре. Вы скажете мне, а как же платы с 8 слотами под память? Для них применяются цифровые коммутаторы — аналогичные по смыслу, тем, что разветвляют линии PCI Express. Таким образом, оперативная память переходит на использование параллельного доступа.
Еще один важный момент — изменение в организации чипов памяти. При равном объеме чип DDR4 будет иметь в два раза больше банков памяти и строки памяти в четыре раза короче. Это говорит о том, что новый стандарт будет переключаться между банками намного быстрее, чем DDR3.
Вкратце, это все ключевые различия между двумя поколениями оперативной памяти DDR3 и DDR4, как это отражается на практике? Есть ли ощутимые различия в производительности — будем выяснять в следующих постах. Оставайтесь с нами.
Отличия памяти DDR4 от DDR3
Собирая новый компьютер, многие задумываются о целесообразности выбора платформы с поддержкой оперативной памяти DDR4. Выясним, стоит ли переплачивать за неё или DDR3 ещё конкурентоспособна и не сильно уступает в быстродействии. Насколько большая разница между этими типами памяти?
Память DDR4 работает при более низком напряжении: 1.2 вольта по сравнению с 1.5 у DDR3. Это не много и экономия для домашнего компьютера выйдет незначительной. Но в серверных решениях и data-центрах даже экономия в 15 Вт с одной платформы может дать хороший результат.
Большая разница между типами памяти в частоте работы. В DDR3 она начиналась с 800 Мгц и достигала 2133 Мгц. Модули DDR4 начинают работать с 2133 Мгц. К сожалению, есть и обратная сторона повышения частоты — увеличение временной задержки сигнала (тайминг).
Для примера, память DDR3-1600 имеет тайминг 13.75 наносекунд при чтении, а DDR4-2133 — 14.06.
Совместимость DDR4 и DDR3
Данные типы памяти несовместимы по техническим причинам. Стандарт нового поколения имеет больше входов и требует меньшее напряжение. Соответственно, материнская плата имеет поддержку только одного типа памяти.
Насечки на DDR3 и DDR4 находятся в разных местах что исключает возможность установки на материнскую плату неподдерживаемого модуля памяти.
Основные отличия
Рассмотрим основные отличия:
Несмотря на преимущества нового типа памяти, разница в производительности системы с DDR3-2133 Мгц и DDR4-2133 Мгц в ряде приложений и игр составляет всего пару процентов, в то время как цена на новую платформу обойдется намного дороже.
Железный эксперимент: сравнение оперативной памяти DDR3 и DDR4 для процессоров Intel Skylake
Первой коммерческой компьютерной платформой, поддерживающей память DDR4, стала LGA2011-v3 для 6- и 8-ядерных процессоров Haswell-E. В 2015 году Intel выпустила массовые (читай — более дешевые) чипы семейства Skylake. Эти модели — переходные, в них встроен двойной контроллер памяти. Очевидно, что последующие решения Intel будут работать исключительно с DDR4. В этом году AMD наконец-то представит процессоры Zen. Известно, что они тоже будут работать с DDR4, но, возможно, «красные» поступят точно также, то есть выпустят «камни» с двойным контроллером памяти. У многих пользователей при сборке компьютера с нуля возникает вполне резонный вопрос: с какой памятью собирать системный блок на процессоре Intel Skylake? С одной стороны, DDR4 — это более прогрессивная разработка. С другой стороны, DDR3 пока стоит дешевле.
Железный эксперимент: сравнение оперативной памяти DDR3 с DDR4
Эволюция оперативной памяти DDR
Муки выбора
Итак, процессоры Intel Skylake работают и с DDR3-памятью, и с DDR4. Но не все так просто. Встроенный контроллер официально поддерживает память DDR4-1866/2133 при напряжении 1,2 В или DDR3L-1333/1600. Буква L в названии означает Low Power. То есть напряжение не должно превышать 1,35 В. Большинство «старой» DDR3-памяти работает при 1,5/1,65 В. Получается, что такие «мозги» не подходят для чипов Skylake. Вот и Intel рекомендует использовать исключительно DDR3L-1333/1600. Применение обычной DDR3, по заявлению чипмейкера, со временем выведет центральный процессор из строя.
Как вы сами понимаете, в краткосрочной перспективе проверить этот факт не представляется возможным. Тем не менее некоторые материнские платы поддерживают установку обыкновенной DDR3-памяти с напряжением 1,5 В и выше. Существуют подводные камни. Например, ASUS Z170-P D3 при установке кита DDR3-2133 (1,65 В) автоматически выставила этому набору напряжение 1,48 В. Разность потенциалов в размере 1,5 В и выше BIOS платы помечает ярко-красным цветом — сигнализирует, что достигнут критический параметр, способный повредить железо. Одновременно в списке поддерживаемой памяти ASUS Z170-P D3 есть большое количество модулей, работающих с напряжением 1,5/1,65 В. У MSI нет плат на чипсете Z170 Express с поддержкой DDR3. У ASRock и GIGABYTE, подобно решениям ASUS, тоже есть устройства с гарантированно совместимой высоковольтной памятью.
Так кто же лукавит: Intel, которая всевозможными способами старается склонить покупателя к покупке DDR4, или производители материнских плат, цепляющиеся за любую возможность продать еще немного технологичного текстолита? Боюсь, что на этот вопрос ответит лишь время.