ไขข้อข้องใจเกี่ยวกับ Gear Mode ของ Intel

คุณอาจเคยพบคำว่า Gear Mode ของ Intel ในการสนทนาเกี่ยวกับ RAM แต่ Gear Mode คืออะไรกันแน่ และส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบอย่างไร

Gear Mode ของ Intel คืออัตราส่วนความเร็วนาฬิกาของตัวควบคุมหน่วยความจำภายใน CPU ต่อความเร็วนาฬิกาของโมดูลหน่วยความจำ โดยพื้นฐานแล้ว Gear Mode จะกำหนดว่าตัวควบคุมหน่วยความจำของ CPU สื่อสารกับ RAM รวดเร็วเพียงใด สิ่งนี้ช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการบรรลุความเร็วหน่วยความจำที่สูงขึ้นและการรองรับชุดหน่วยความจำต่าง ๆ

Gear Mode ถูกนำมาใช้เนื่องจากเมื่อความเร็วหน่วยความจำ DDR4 เพิ่มขึ้น ตัวควบคุมหน่วยความจำแบบบูรณาการ (IMC) ภายใน CPU เริ่มมีปัญหาในการรักษาเสถียรภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ความถี่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโอเวอร์คล็อก เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Intel ได้แนะนำ Gear Mode กับโปรเซสเซอร์รุ่นที่ 11 “Rocket Lake” ในปี 2021 สิ่งนี้ช่วยให้หน่วยความจำและ IMC สามารถทำงานที่ความเร็วนาฬิกาต่างกัน ช่วยให้รองรับ RAM ที่เร็วขึ้นในขณะที่รักษาความน่าเชื่อถือของระบบ

โดยค่าเริ่มต้น BIOS จะเลือก Gear Mode ที่เหมาะสมโดยอัตโนมัติ แต่ผู้ใช้สามารถปรับด้วยตนเองได้หากจำเป็น สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือการโอเวอร์คล็อกเพื่อให้ได้ความเร็วสูง เช่น 3600MT/s ใน Gear 1 หรือ 9000MT/s ใน Gear 2 จำเป็นต้องใช้ CPU และเมนบอร์ดคุณภาพสูงเพื่อให้มั่นใจว่าสัญญาณระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำมีความเสถียร

Gear Mode ทำงานอย่างไร

Gear Mode ของ Intel แยกความเร็วนาฬิกาของตัวควบคุมหน่วยความจำ (IMC) และหน่วยความจำระบบ ช่วยให้มีความยืดหยุ่นและเสถียรภาพมากขึ้นที่ความถี่ RAM ที่สูงขึ้น

• Gear 1: IMC และหน่วยความจำทำงานที่ความถี่เดียวกัน
  ตัวอย่าง: DDR4-3200 (1600MHz) → IMC ทำงานที่ 1600MHz
• Gear 2: IMC ทำงานที่ ครึ่งหนึ่ง ของความถี่หน่วยความจำ
  ตัวอย่าง: DDR5-9000 (4500MHz) → IMC ทำงานที่ 2250MHz
• Gear 4: IMC ทำงานที่ หนึ่งในสี่ ของความถี่หน่วยความจำ
  ตัวอย่าง: DDR5-9600 (4800MHz) → IMC ทำงานที่ 1200MHz

การแยกการเชื่อมต่อนี้ช่วยลดภาระทางไฟฟ้าและความร้อนบน IMC ทำให้สามารถรองรับความเร็วหน่วยความจำที่สูงขึ้นด้วยความต้องการแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลง อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้อาจทำให้เกิดความหน่วงของหน่วยความจำเพิ่มเติม ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบโดยรวมขึ้นอยู่กับภาระงาน

Gear 1 ความถี่หน่วยความจำ 3200MT/s (1600MHz) ความถี่ IMC 1600MHz
Gear 2 ความถี่หน่วยความจำ 9000MT/s (4500MHz) ความถี่ IMC 2250MHz
Gear 4 ความถี่หน่วยความจำ 9600MT/s (4800MHz) ความถี่ IMC 1200MHz

หน่วยความจำ DDR (Double Data Rate) ถ่ายโอนข้อมูลทั้งในขณะขาขึ้นและขาลงของแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกา อัตราการถ่ายโอนข้อมูลใน MT/s (เมกะทรานส์เฟอร์ต่อวินาที) จึงมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าของอัตราสัญญาณนาฬิกาใน MHz (เมกะเฮิรตซ์)

Gear Mode ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบอย่างไร

• แบนด์วิดท์หน่วยความจำ: อัตราสูงสุดที่ข้อมูลสามารถอ่านหรือเขียนโดย CPU
  
  • แบนด์วิดท์หน่วยความจำ = ความถี่หน่วยความจำ x ความกว้างบัส
  • ตัวอย่าง: โมดูล DDR5-6400 จำนวน 2 ตัวติดตั้งในเมนบอร์ดแบบ Dual Channel
    
    • 6400MTs x 8 ไบต์ (64 บิต) = 51.2 GB/s ต่อช่อง
    • เนื่องจากคุณมีโมดูลสองตัวและช่องหน่วยความจำสองช่อง คุณจะคูณ 51.2 GB/s x 2 = 102.4 GB/s แบนด์วิดท์หน่วยความจำสูงสุด
• เวลาแฝง: ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำ เวลาแฝงคือความล่าช้าระหว่างเวลาที่ CPU ร้องขอข้อมูลจาก RAM และเวลาที่ข้อมูลนั้นพร้อมใช้งานสำหรับ CPU

เมื่อคุณเปลี่ยนเป็น Gear Mode 2 หรือ 4 IMC จะกลายเป็นคอขวดเนื่องจากสามารถประมวลผลข้อมูลได้เพียงเศษส่วนของความเร็วหน่วยความจำเท่านั้น คอขวดนี้ทำให้เกิดความหน่วงเวลาที่สูงขึ้น (นานขึ้น) ดังนั้นในบางกรณี การอยู่ใน Gear Mode ที่ต่ำกว่าซึ่งมีความหน่วงเวลาต่ำกว่าอาจจะดีกว่า สำหรับเกมยิงมุมมองบุคคลที่หนึ่ง เฟรมเรตที่สูงและความหน่วงของอินพุตที่ต่ำคือสิ่งสำคัญ ดังนั้นคุณควรเลือกความหน่วงเวลาที่ต่ำกว่าแทนแบนด์วิดท์ที่มากกว่า หากงานของคุณมุ่งเน้นไปที่ AI การตัดต่อวิดีโอ การเรนเดอร์ 3D หรือแอปพลิเคชันใด ๆ ที่ปริมาณงานสำคัญกว่าการตอบสนอง การให้ความสำคัญกับแบนด์วิดท์หน่วยความจำมากกว่าความหน่วงเวลาอาจเป็นประโยชน์

DDR5-8800 ในGear 2 เทียบกับ DDR5-9600 ในGear 4

ตอนนี้คุณได้เรียนรู้เกี่ยวกับ Gear Mode อย่างรวดเร็วแล้ว มาดูเบนช์มาร์ก AIDA64 เพื่อเปรียบเทียบว่าหน่วยความจำที่ทำงานที่ความถี่แตกต่างกันสองแบบได้รับผลกระทบจาก Gear Mode อย่างไร

ระบบเบนช์มาร์ก
เมนบอร์ด: ASUS ROG Maximus Z890 APEX (BIOS v1801)
โปรเซสเซอร์: Intel Core Ultra 7 265K
หน่วยความจำ: 48GB (2x24GB) DDR5-8800 CUDIMMs
เทียบกับ 48GB (2x24GB) DDR5-9600 CUDIMMs

สำหรับการเปรียบเทียบนี้ เราใช้ชุดหน่วยความจำ DDR5-8800 เดียวกันในการทดสอบทั้งสองครั้ง เพื่อให้มั่นใจในความสม่ำเสมอ เราโอเวอร์คล็อกเป็น 9600MT/s สำหรับการทดสอบประสิทธิภาพครั้งที่สอง วิธีนี้ช่วยให้เราแยกผลกระทบของ Gear Mode ในขณะที่รักษาตัว DRAM ให้คงที่ ดังที่คุณเห็นได้จากผลลัพธ์ ชุด 8800MT/s เอาชนะชุด 9600MT/s ในด้านประสิทธิภาพการทำงานในกรณีส่วนใหญ่:

แม้จะมีความถี่ที่สูงกว่า แต่การตั้งค่า DDR5-9600 ที่ทำงานในGear 4 มีประสิทธิภาพการทำงานด้อยกว่าในหลายด้านเมื่อเทียบกับการตั้งค่า DDR5-8800 ในGear 2 เหตุผลมีดังนี้:

• คอขวดของ IMC: ใน Gear 4 ตัวควบคุมหน่วยความจำทำงานที่ความเร็วเพียงหนึ่งในสี่ของความเร็วหน่วยความจำ ซึ่งจำกัดความสามารถในการใช้แบนด์วิดท์ที่มีอยู่อย่างเต็มที่
• ผลกระทบต่อความหน่วง: การตั้งค่า DDR5-8800 มีความหน่วงต่ำกว่าประมาณ 14% ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตอบสนองในแอปพลิเคชันเช่นเกม
• แบนด์วิดท์เทียบกับประสิทธิภาพ: แม้ว่า DDR5-9600 จะมีความเร็วในการคัดลอกที่สูงกว่าเล็กน้อย แต่ประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมถูกขัดขวางด้วยความหน่วงที่เพิ่มขึ้นและคอขวดของ IMC

โดยสรุป ความเร็วที่สูงไม่ใช่ทุกอย่าง เพราะความหน่วงที่ต่ำกว่าและประสิทธิภาพ IMC ที่ดีกว่ามักให้ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพการทำงานที่จับต้องได้มากกว่า โดยเฉพาะในงานที่ไวต่อความหน่วง

บทสรุป

Gear Mode ของ Intel เสนอวิธีการสร้างสมดุลระหว่างความเร็วหน่วยความจำและความเสถียรของระบบในขณะที่เทคโนโลยีหน่วยความจำยังคงพัฒนาต่อไป ด้วยการแยกตัวควบคุมหน่วยความจำออกจากความถี่หน่วยความจำ Gear Mode ช่วยให้ CPU รองรับความเร็ว RAM ที่สูงขึ้นโดยไม่ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้มาพร้อมกับการแลกเปลี่ยน โดยเฉพาะในด้านความหน่วง ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานในโลกแห่งความเป็นจริงอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับภาระงาน ตามที่แสดงในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่าง DDR5-8800 กับ DDR5-9600 ความเร็วหน่วยความจำที่สูงขึ้นใน Gear 4 ไม่ได้แปลว่าจะมีประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้นเสมอไปเนื่องจากความหน่วงที่เพิ่มขึ้นและคอขวด IMC สำหรับนักเล่นเกมและผู้ใช้ที่ต้องการความหน่วงต่ำ Gear 1 หรือ Gear 2 ที่มีความถี่ต่ำกว่าเล็กน้อยอาจให้การตอบสนองที่ดีกว่า ในขณะเดียวกัน ผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานกับแอปพลิเคชันที่ใช้แบนด์วิดท์สูงอาจได้รับประโยชน์มากกว่าจากหน่วยความจำความเร็วสูงใน Gear 2 หรือ Gear 4 การเข้าใจว่า Gear Mode ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานอย่างไรสามารถช่วยให้คุณเลือกการกำหนดค่าหน่วยความจำที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มศักยภาพของระบบของคุณให้สูงสุด

DDR5-8800 CL46 ใน Gear 2

DDR5-9600 CL46 in Gear 4