Можливо, ви зустрічали термін «Intel Gear Modes» в обговореннях про оперативну пам'ять. Але що це таке та як воно впливає на продуктивність системи?
Режими Intel Gear Modes — це співвідношення тактової частоти контролера пам'яті всередині процесора до тактової частоти модулів пам'яті. По суті, вони визначають швидкість взаємодії контролера пам'яті процесора з оперативною пам'яттю. Це забезпечує більшу гнучкість у досягненні більш високих швидкостей пам'яті та сумісність з різними комплектами пам'яті.
Режими Gear Modes були впроваджені тому, що зі збільшенням швидкості DDR4 пам'яті інтегрований в процесор контролер пам'яті (IMC) почав мати проблеми з підтриманням стабільності та енергоефективності на більш високих частотах, особливо в розгоні. Для вирішення цієї проблеми компанія Intel у 2021 році представила режими Gear Modes у своїх процесорах Rocket Lake 11-го покоління. Це дозволило пам'яті та IMC працювати з різною тактовою частотою, що забезпечило підтримку більш швидкої оперативної пам'яті при збереженні надійності системи.
| Характеристики режимів Gear Modes | ||||
|---|---|---|---|---|
| Режим Gear Mode | Тактова частота пам'яті: Коефіцієнт тактової частоти IMC |
Покоління пам'яті | Діапазон швидкостей пам'яті | Опис |
| Gear 1 | 1:1 | DDR4 | 2133 – 3600 MT/с | IMC та RAM працюють на однаковій частоті |
| Gear 2 | 2:1 | DDR4 та DDR5 | 3300 – 9000 MT/с | IMC працює на половині швидкості пам'яті |
| Gear 4 | 4:1 | DDR5 | 9000+ MT/с | IMC працює на чверті швидкості пам'яті |
За замовчуванням BIOS автоматично вибирає відповідний режим, але користувачі за потреби можуть налаштувати його вручну. Важливо зазначити, що для розгону до високих швидкостей, наприклад, 3600 МТ/с у Gear 1 або 9000 МТ/с у Gear 2, потрібні високоякісний процесор і материнська плата, щоб забезпечити стабільність сигналу між процесором та пам'яттю.
Як працюють режими Gear Modes
Режими Intel Gear Modes розділяють тактові частоти контролера пам'яті (IMC) та системної пам'яті, що забезпечує більшу гнучкість та стабільність за вищих частот RAM:
- Gear 1: IMC та пам’ять працюють на однаковій частоті
приклад: DDR4-3200 (1600 МГц) → IMC працює на частоті 1600 МГц - Gear 2: IMC працює на половині швидкості пам'яті
приклад: DDR5-9000 (4500 МГц) → IMC працює на частоті 2250 МГц - Gear 4: IMC працює на чверті швидкості пам'яті
приклад: DDR5-9600 (4800 МГц) → IMC працює на частоті 1200 МГц
Таке роз'єднання зменшує електричне та теплове навантаження на IMC, що дозволяє підтримувати вищі швидкості пам'яті за нижчих вимог до напруги. Однак це також може призвести до додаткової латентності пам'яті, що залежно від навантаження може вплинути на загальну продуктивність системи.
|
Gear 1 Частота пам'яті: 3200MT/с (1600 МГц) Частота ІМС: 1600 МГц |
 |
|
Gear 2 (4500 МГц) |
 |
|
Gear 4 (4800 МГц) |
 |
Пам'ять DDR (Double Data Rate — подвійний темп передачі даних) передає дані як на передньому, так і на задньому фронті кожного тактового імпульсу, тому швидкість передачі даних в МТ/с (мегатранзакціях за секунду) вдвічі перевищує тактову частоту в МГц (мегагерцах).
Як режими Gear Modes впливають на продуктивність системи?
Коли йдеться про режими Gear Modes, важливими є два ключові фактори:- Пропускна здатність пам'яті: Максимальний темп, з яким процесор може читати або записувати дані.
- Пропускна здатність пам'яті = Швидкість пам'яті x Ширина шини
- приклад: 2 модулі DDR5-6400, встановлені на двоканальну материнську плату.
- 6400 МТс x 8 байт (64 біти) = 51,2 ГБ/с на канал.
- Оскільки у нас є два модулі та два канали пам'яті, то максимальна пропускна здатність пам'яті дорівнюватиме 51,2 ГБ/с x 2 = 102,4 ГБ/с.
- Латентність: Що стосується пам'яті, латентність — це проміжок часу між моментом, коли процесор запитує дані з оперативної пам'яті, та моментом, коли ці дані стають доступними для процесора.
| Режим Gear Mode | Пропускна здатність | Латентність |
|---|---|---|
| Gear 1 | Найнижча | Найнижча |
| Gear 2 | Середня | Середня |
| Gear 4 | Найвища | Найвища |
При переході в режим Gear 2 або Gear 4 IMC стає вузьким місцем, так як обробляти дані він може тільки з тактовою частотою в 2 або 4 рази нижче за частоту пам'яті. Це призводить до більшої латентності, тому в деяких випадках краще залишатися в нижчому режимі з меншою латентністю. Для шутерів від першої особи ключовими є вища частота кадрів на секунду та мінімальна затримка введення команд, тому варто віддати перевагу нижчій латентності, а не більшій пропускній здатності. Якщо ж робоче навантаження переважно пов'язане з ШІ, відеомонтажем, 3D-візуалізацією або будь-якими іншими завданнями, де пропускна здатність є важливішою за швидкість відгуку, то варто віддати перевагу пропускній здатності пам'яті, а не латентності.
DDR5-8800 у режимі Gear 2 проти DDR5-9600 у режимі Gear 4
Тепер, коли ви ознайомилися з базовими поняттями про режими Gear Modes, розглянемо результати тестів AIDA64, аби порівняти, як режими Gear Modes впливають на роботу пам'яті, що працює на двох різних частотах.
Тестова система
Материнська плата: ASUS ROG Maximus Z890 APEX (BIOS v1801)
Процесор: Intel Core Ultra 7 265K
Пам’ять: 48 ГБ (2x24 ГБ) DDR5-8800 CUDIMM
vs 48 ГБ (2x24 ГБ) DDR5-9600 CUDIMM
Для цього порівняння в обох тестах ми використовували той самий комплект модулів пам'яті DDR5-8800. З метою забезпечення порівнянності результатів ми розігнали його до 9600 МТ/с у другому тесті. Це дозволило нам ізолювати вплив режимів Gear Modes, залишивши саму пам'ять незмінною. Як видно з результатів, у більшості випадків комплект 8800 МТ/с перевершив 9600 МТ/с за продуктивністю:
| Тест пам'яті AIDA64 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Пам’ять | Режим Gear Mode | Читання | Запис | Копіювання | Латентність |
| DDR5-8800 | Gear 2 | 127,15 ГБ/с | 102,14 ГБ/с | 112,47 ГБ/с | 74,6 нс |
| DDR5-9600 | Gear 4 | 126,71 ГБ/с | 101,79 ГБ/с | 117,85 ГБ/с | 86,7 нс |
Незважаючи на вищу частоту, конфігурація DDR5-9600 в Gear 4 показала гірші результати за більшістю показників порівняно з конфігурацією DDR5-8800 в Gear 2. Ось чому:
- Обмеження IMC: У Gear 4 контролер пам'яті працює лише на чверті частоти пам'яті, що обмежує його здатність повноцінно використовувати доступну пропускну здатність.
- Вплив латентності: Конфігурація DDR5-8800 мала приблизно на 14% меншу латентність, що важливо для швидкості реагування в таких застосунках, як ігри.
- Пропускна здатність проти ефективності: Хоча DDR5-9600 забезпечувала дещо вищу швидкість копіювання, загальна продуктивність була обмежена через збільшену латентність та обмеження IMC.
Коротко кажучи, швидкість не є єдиним фактором — менша латентність та краща ефективність IMC часто забезпечують більш відчутні переваги в плані продуктивності, особливо в задачах, де затримка має важливе значення.
Висновок
Режими Intel Gear Modes дають змогу збалансувати швидкість пам'яті та стабільність системи в умовах постійного розвитку технологій пам'яті. Завдяки відокремленню контролера пам'яті від частоти пам'яті режими Gear Modes дозволяють процесорам підтримувати вищі швидкості пам'яті без шкоди для надійності. Однак це має свої мінуси, особливо в плані латентності, що, залежно від навантаження, може суттєво вплинути на реальну продуктивність. За результатами порівняння DDR5-8800 та DDR5-9600 ми бачимо, що вища швидкість пам'яті в режимі Gear 4 не обов'язково означає кращу продуктивність через більшу латентність та обмеження IMC. Для геймерів та користувачів, для яких затримки є важливим фактором, Gear 1 або Gear 2 з дещо нижчими частотами можуть забезпечити кращу швидкість реагування. Водночас професіоналам, які працюють з ресурсоємними програмами, може більше підійти пам'ять з вищою швидкістю в режимах Gear 2 або Gear 4. Розуміння впливу режимів Gear Modes на продуктивність допоможе вибрати правильну конфігурацію пам'яті для максимального використання потенціалу системи.
DDR5-8800 CL46 у Gear 2
DDR5-9600 CL46 in Gear 4
