Explication des modes Intel Gear

Tu as peut-être déjà entendu le terme « modes Intel Gear » dans des discussions sur la RAM, mais que sont-ils exactement et quel est leur impact sur les performances du système ?

Les modes Intel Gear correspondent aux rapports entre la vitesse d’horloge du contrôleur de mémoire intégré au CPU et la vitesse d’horloge des modules de mémoire. Concrètement, ils déterminent la vitesse à laquelle le contrôleur mémoire du CPU communique avec la RAM. Cela permet une plus grande flexibilité pour atteindre des vitesses de mémoire plus élevées et assurer la compatibilité avec divers kits de mémoire.

Les modes Gear ont été développés car, avec l’augmentation des vitesses de la mémoire DDR4, le contrôleur de mémoire intégré (IMC) du CPU a commencé à rencontrer des difficultés pour maintenir la stabilité et l’efficacité énergétique à des fréquences plus élevées, en particulier lors de l’overclocking. Pour y remédier, en 2021, Intel a lancé les modes Gear avec ses processeurs « Rocket Lake » de 11e génération. Cela a permis à la mémoire et à l’IMC de fonctionner à des vitesses d’horloge différentes, ce qui a permis de prendre en charge une RAM plus rapide tout en maintenant la fiabilité du système.

Par défaut, le BIOS sélectionne automatiquement le mode Gear approprié, mais les utilisateurs peuvent le régler manuellement si nécessaire. Il est important de noter que l’overclocking pour atteindre des vitesses élevées, telles que 3 600 MT/s en Gear 1 ou 9 000 MT/s en Gear 2, nécessite un CPU et une carte mère de haute qualité afin de garantir la stabilité du signal entre le processeur et la mémoire.

Fonctionnement des modes Gear

Les modes Intel Gear séparent les vitesses d’horloge du contrôleur de mémoire (IMC) et de la mémoire système, ce qui offre davantage de flexibilité et de stabilité à des fréquences de RAM plus élevées :

• Gear 1 : L’IMC et la la mémoire fonctionnent à la même fréquence
  ex : DDR4-3 200 (1 600 MHz) → L’IMC s’exécute à 1 600 MHz
• Gear 2 : L’IMC fonctionne à la moitié de la fréquence de la mémoire
  ex : DDR5-9 000 (4 500 MHz) → L’IMC s’exécute à 2 250 MHz
• Gear 4 : L’IMC fonctionne au quart de la fréquence de la mémoire
  ex : DDR5-9 600 (4 800 MHz) → L’IMC s’exécute à 1 200 MHz

Ce découplage réduit la charge électrique et thermique sur l’IMC, ce qui permet de prendre en charge des vitesses de mémoire plus élevées avec des exigences de tension plus faibles. Toutefois, cela peut également entraîner une latence supplémentaire de la mémoire, ce qui peut avoir un impact sur les performances globales du système en fonction de la charge de travail.

Gear 1 Fréquence mémoire : 3200MT/s (1600MHz) Fréquence IMC : 1600MHz
Gear 2 Fréquence mémoire : 9000MT/s (4500MHz) Fréquence IMC : 2250MHz
Gear 4 Fréquence mémoire : 9600MT/s (4800MHz) Fréquence IMC : 1200MHz

DDR (Double Data Rate) memory transfers data on both the rising and falling edges of each clock cycle, the data transfer rate in MT/s (Megatransfers per second) is effectively twice the clock rate in MHz (Megahertz).

Quel est l’impact des modes Gear sur les performances du système ?

• Bande passante mémoire : vitesse maximale à laquelle les données peuvent être lues ou écrites par le CPU.
  
  • o Bande passante mémoire = Fréquence mémoire x Largeur du bus
  • ex : 2 modules DDR5-6400 installés sur une carte mère double canal
    
    • 6 400 MT x 8 octets (64 bits) = 51,2 Go/s par canal
    • Étant donné qu’il y a deux modules et deux canaux mémoire, il convient de multiplier 51,2 Go/s par 2, ce qui donne une bande passante mémoire maximale de 102,4 Go/s.
• Latence : dans le contexte de la mémoire, la latence est le délai entre le moment où un CPU demande des données à la RAM et le moment où ces données sont disponibles pour le CPU..

As you shift into Gear Mode 2 or 4, the IMC becomes a bottleneck because it can only process data at a fraction of memory speed. This bottleneck causes a higher (longer) latency, so in some cases, staying in a lower gear mode with a lower latency could be better. For first-person shooters, more frames per second and low input lag are king, so you would want to opt for lower latency over more bandwidth. If your workloads are more focused on AI, video editing, 3D rendering or any applications where throughput is more important than responsiveness, then prioritizing memory bandwidth over latency could be beneficial.

DDR5-8 800 en Gear 2 et DDR5-9 600 en Gear 4

Maintenant que nous avons expliqué ce que sont les modes Gear, examinons quelques tests de performance AIDA64 afin de comparer leur impact sur la mémoire fonctionnant à deux fréquences différentes.

Système de référence
Carte mère : ASUS ROG Maximus Z890 APEX (BIOS v1801)
Processeur : Intel Core Ultra 7 265K
Mémoire : CUDIMM DDR5-8 800 48 Go (2x24 Go)
et CUDIMM DDR5-9 600 48 Go (2x24 Go)

Pour cette comparaison, nous avons utilisé le même kit de mémoire DDR5-8 800 dans les deux tests. Afin de garantir la cohérence, nous l’avons overclocké à 9 600 MT/s pour le deuxième test de performance. Cela nous a permis d’isoler l’impact des modes Gear tout en conservant la DRAM constante. Comme l’indiquent les résultats, le kit 8 800 MT/s a surpassé le kit 9 600 MT/s dans la plupart des cas :

Malgré sa fréquence plus élevée, la configuration DDR5-9 600 fonctionnant en mode Gear 4 a obtenu des performances inférieures dans la plupart des domaines par rapport à la configuration DDR5-8 800 en mode Gear 2. En voici la raison :

• Goulet d’étranglement de l’IMC : en mode Gear 4, le contrôleur de mémoire fonctionne à seulement un quart de la vitesse de la mémoire, ce qui limite sa capacité à exploiter pleinement la bande passante disponible.
• Impact sur la latence : la configuration DDR5-8 800 présentait une latence réduite d’environ 14 %, ce qui est essentiel pour la réactivité dans des applications telles que les jeux vidéo.
• Bande passante et efficacité : bien que la DDR5-9 600 affichait des vitesses de copie légèrement supérieures, les performances globales étaient entravées par une latence accrue et des goulets d’étranglement au niveau de l’IMC.

En résumé, la vitesse brute n’est pas tout : une latence réduite et une meilleure efficacité de l’IMC offrent souvent des avantages plus tangibles en termes de performances, en particulier pour les tâches sensibles à la latence.

Conclusion

Les modes Gear d’Intel permettent d’équilibrer la vitesse de la mémoire et la stabilité du système à mesure que la technologie mémoire évolue. En dissociant le contrôleur de mémoire de la fréquence mémoire, les modes Gear permettent aux processeurs de prendre en charge des vitesses de RAM plus élevées sans compromettre la fiabilité. Cependant, cela implique certains compromis, notamment en termes de latence, qui peuvent avoir un impact significatif sur les performances réelles en fonction de la charge de travail. Comme le démontre le test de performance entre la DDR5-8 800 et la DDR5-9 600, des vitesses de mémoire plus élevées en mode Gear 4 ne se traduisent pas toujours par de meilleures performances. Et ce, en raison de l’augmentation de la latence et des goulets d’étranglement au niveau de l’IMC. Pour les gamers et les utilisateurs soucieux de la latence, les modes Gear 1 ou Gear 2, avec des fréquences légèrement plus basses, peuvent offrir une meilleure réactivité. Par ailleurs, les professionnels qui utilisent des applications gourmandes en bande passante pourraient tirer davantage parti d’une mémoire plus rapide avec les modes Gear 2 ou Gear 4. Comprendre l’impact des modes Gear sur les performances peut t’aider à choisir la configuration mémoire adaptée afin d’exploiter tout le potentiel de ton système.

DDR5-8 800 CL46 en mode Gear 2

DDR5-8 800 CL46 en mode Gear 4