تمایلی به سمت استفاده از یک ماژول تکی (Single DIMM) از رم DDR5 برای دور زدن بدترین شرایط بحران قیمت رم شکل گرفته است. ایامدی (AMD) حداقل در گذشته به ما پیشنهاد کرده بود که این گزینهای است که سازندگان پیسی در حال بررسی آن هستند، و این ویژگی در دهها سیستم پیشساخته ظاهر شده است؛ روندی که ما در هنگام توصیه محصولات، بهویژه در طول رویدادهای اوج خرید، مراقب بودهایم از آن دوری کنیم. اما هنگام استفاده از یکی از بهترین پردازندهها برای گیمینگ، با استفاده از یک ماژول تکی چقدر از عملکرد گیمینگ را از دست میدهید؟
با تکیه بر ایدههای نسلهای قبلی DDR که در آن رفتن به سراغ یک ماژول تک، پهنای باند شما را به نصف کاهش میدهد، دانش مرسوم این است که شما عملکرد قابلتوجهی را از دست میدهید. همین امر در مورد DDR5 نیز صادق است، اما اوضاع کمی آشفتهتر است که بعداً به آن خواهیم پرداخت.
در سطح کلان، استفاده از یک ماژول تکی DDR5 عملکرد گیمینگ را به آن اندازه که انتظار دارید به خطر نمیاندازد. ما شاهد افت عملکردی در حدود 8 تا 10 درصد در پردازندههای اینتل و ایامدی، و کمتر از 5 درصد تفاوت با تراشههای رایزن 7 9800ایکستریدی (Ryzen 7 9800X3D) ایامدی بودیم.
پیکربندی دو کاناله مناسب هنوز هم بهترین راه برای دستیابی به عملکرد بهینه است. با این حال، آزمایشهای ما نشان میدهد که حتی یک ماژول تکی DDR5 روی پردازندههایی که از هر دو نسل حافظه پشتیبانی میکنند، عملکرد برتری نسبت به DDR4 دوکاناله ارائه میدهد.
استفاده از یک ماژول تکی ایدهآل نیست و اگر قصد دارید در آینده ماژول دیگری اضافه کنید، مسائل سازگاری را به همراه دارد (حوزهای دیگر که بعداً به طور عمیقتر به آن خواهیم پرداخت). اما به عنوان یک اقدام موقت در میان افزایش سرسامآور قیمتهای DRAM، یک ماژول تکی DDR5 در سناریوهای گیمینگ به طرز شگفتآوری مقاومت خوبی از خود نشان میدهد و نشاندهنده یک مسیر ورود مناسب به پلتفرم DDR5 در زمانی است که قیمتها از کنترل خارج شدهاند.
آزمایش DDR5 تک ماژول در بازیها
میانگین هندسی (geomean) زیر گویای همه چیز است. کاهش دادن به یک ماژول تکی مقداری از عملکرد را میکاهد، اما به آن اندازه که انتظار داشتم چشمگیر نیست. با این حال، قبل از تحلیل نتایج، چند نکته مهم در مورد نحوه آزمایش ما وجود دارد.
طبق معمول، ما آزمایشها را در رزولوشن 1080p با ترکیبی از تنظیمات High و Ultra، با استفاده از کارت گرافیک Founders Edition آرتیایکس 5090 (RTX 5090) انویدیا برای به حداقل رساندن تأثیر پردازنده گرافیکی انجام دادیم. این امر در اینجا اهمیت بیشتری دارد، زیرا ما در حال ارزیابی پردازندهها نیستیم بلکه حافظهای را بررسی میکنیم که به پردازنده غذا میدهد. ما در اینجا یک پردازنده گرافیکی و پردازنده مرکزی جداگانه را بررسی میکنیم؛ اگر از گرافیک مجتمع (iGPU) استفاده میکنید، حافظه دوکاناله حیاتی است.
ما همچنین میخواستیم یک سناریوی آزمایش واقعگرایانه ایجاد کنیم. با فرض اینکه به دنبال پیکربندی 2x16GB هستید، یعنی شروع با یک ماژول تکی 16 گیگابایتی، نه یک ماژول 32 گیگابایتی. این کاری است که ما در اینجا انجام دادیم. پیکربندیهای تک ماژول ما تنها با 16 گیگابایت حافظه اجرا میشوند، در حالی که پیکربندیهای دو ماژول با 32 گیگابایت اجرا میشوند. ظرفیت یک محدودیت عمده برای آزمایش ما در اینجا نیست، যদিও اگر در کنار بازی خود چندین برنامه را اجرا کنید، مشکلات عملکردی ایجاد خواهد کرد.
پردازنده رایزن 5 7600ایکس (Ryzen 5 7600X) با افت 10.9 درصدی میانگین عملکرد در میان 13 بازی بررسیشده با یک ماژول تکی 16 گیگابایتی، بیشترین افت را داشت. در همین حال، پردازنده کور اولترا 7 270کی پلاس (Core Ultra 7 270K Plus) افت 8.7 درصدی را در میانگین عملکرد خود تجربه کرد، در حالی که Core i5-14600K به طور مشابه 8.3 درصد از عملکرد خود را از دست داد. مقادیر 1 درصد کف فریم (1% lows) در اینجا به ویژه قابل توجه هستند و به جای سقوط ناگهانی، با عملکرد متوسط مقیاس میشوند.
همانطور که انتظار میرفت، رایزن 7 9800ایکستریدی (Ryzen 7 9800X3D) بهترین عملکرد را داشت و به طور متوسط تنها 2.8 درصد از عملکرد خود را از دست داد. همانطور که در آزمایشهای بازیهای انفرادی ما خواهید دید، رایزن 7 9800X3D در چندین بازی عملکردی یکسان با دو ماژول و یک ماژول تکی نشان میدهد. حافظه کش سطح 3 (L3) بزرگ و پرسرعت، تأثیر استفاده از یک ماژول تکی را به حداقل میرساند و امتیاز دیگری را به پردازندههای دارای فناوری 3D V-Cache ایامدی اضافه میکند (گویی به امتیاز دیگری نیاز داشتند).
سایر میانگینهای هندسی ما چیز زیادی نمیگویند. یک پیکربندی تک ماژول چند وات کمتر مصرف میکند که در مقایسه با عملکرد کاهشیافته، منجر به بهرهوری کمی پایینتر میشود.
بازی 007 First Light، جدیدترین بازی در مجموعه آزمایشی ما، مقیاسپذیری خوبی را در کل استخر آزمایشی ما نشان میدهد، بنابراین جای خوبی برای شروع است. پردازنده Core Ultra 7 270K Plus با یک ماژول تکی 8.9 درصد از عملکرد خود را از دست داد، در حالی که 9800X3D افت 6.5 درصدی داشت. پردازنده 14600K در اینجا ارزش برجسته شدن را دارد. یک ماژول تکی 7.9 درصد از عملکرد ما را کاهش داد، اما این هنوز هم از DDR4 دوکاناله بهتر است و با یک حاشیه مناسب 6.8 درصدی جلوتر است.
این روند نیز نسبتاً ثابت است. بازی Starfield برای پیکربندیهای تک ماژول بسیار سنگین است و 14600K معادل 10.6 درصد از میانگین عملکرد خود را از دست میدهد. حتی در این صورت، یک ماژول تکی DDR5 حدود 6.9 درصد سریعتر از DDR4 دوکاناله است. پلتفرمهای اینتل میتوانند تا نرخ دادههای بالا مقیاس شوند و ما از سرعت 7,200 MT/s برای تراشههای اینتل استفاده میکنیم. با سرعتهای کندتر، عملکرد برابر خواهد شد. با این حال، اگر عمدتاً روی گیمینگ تمرکز کردهاید و به یک پلتفرم LGA 1700 با DDR4 چشم دوختهاید، اکیداً یک ماژول تکی DDR5 را در نظر میگیرم.
بازی Starfield مزایای حافظه 3D V-Cache را در این پیکربندی تک ماژول به وضوح نشان میدهد. در حالی که افت عملکرد با سایر پردازندهها در این عنوان بسیار شدید است، 9800X3D تنها چند فریم یعنی افت 1.6 درصدی در میانگین عملکرد را تجربه کرد.
بازی Doom: The Dark Ages نیز به همین ترتیب روی پیکربندیهای تک ماژول سختگیر است. پردازنده رایزن 5 7600X حدود 17.3 درصد از میانگین عملکرد خود را از دست داد و 270K Plus نیز 14 درصد افت کرد. با این حال، 9800X3D به خوبی دوام میآورد و تنها افت عملکرد متوسط 4.2 درصدی دارد. بازی Marvel’s Spider-Man 2 (در گالری زیر) پویایی مشابهی را نشان میدهد.
با این حال، اضافه شدن فناوری 3D V-Cache عمدتاً در این بازیها که شاهد افتهای بیشتری با سایر پردازندهها هستیم، کمک میکند. چندین بازی در مجموعه ما وجود دارد که در آنها افت عملکرد بین یک ماژول تکی و پیکربندی دوکاناله جزئی بود، بهویژه در عناوین وابسته به پردازنده گرافیکی. بازی The Last of Us Part One این موضوع را در عمل نشان میدهد.
به همین ترتیب، افت عملکرد در بازی Counter-Strike 2 جزئی است و حتی بالاتر از 600 فریم بر ثانیه (FPS) تنها به چند فریم محدود میشود. حتی پردازنده Core i5-14600K که با اختلاف زیاد بیشترین ضربه را خورد، تنها 5.9 درصد از میانگین عملکرد خود را از دست داد (و هنوز هم از یک پیکربندی دوکاناله DDR4 سریعتر است).
شما میتوانید نتایج سایر بازیهای آزمایش شده را در گالری بالا مرور کنید، هرچند که آنها داستانی مشابه عناوین برجستهشده ما را روایت میکنند. دو درس بزرگ از این آزمایش این است که یک ماژول تکی و پرسرعت DDR5 اغلب از DDR4 دوکاناله پیشی میگیرد، و اینکه فناوری 3D V-Cache ایامدی میتواند لبههای تیز استفاده از یک ماژول تکی را هموار کند، بهویژه در آن دسته از عناوین حساس به حافظه.
چگونگی انجام آزمایشها
ما آزمایشها را روی بستر آزمایشی معمولی خود که برای بررسی پردازندهها استفاده میکنیم انجام دادیم، با این تفاوت که یکی از ماژولهای رم خود را برداشتیم. طبق معمول، ما قابلیتهای XMP/EXPO را برای آزمایش هم در پیکربندیهای تک ماژول و هم دو ماژول فعال کردیم و سرعتهای بالاتر را روی پلتفرمهای اینتل انتخاب نمودیم. نقطه طلایی ایامدی در حدود 6,000 MT/s است.
نرخ داده به ویژه برای مقایسه با DDR4 قابل توجه است. با رمهای کندتر DDR5، انتظار داریم اختلاف بین DDR4 دوکاناله و DDR5 تک ماژول کاهش یابد.
علاوه بر فعال کردن XMP/EXPO، ما امنیت مبتنی بر مجازیسازی (VBS) را غیرفعال کردیم، قابلیت Resizeable BAR را فعال نمودیم و هرگونه ویژگی اورکلاک خودکار که مشمول ضمانت نمیشود، از جمله Precision Boost Overdrive ایامدی و پروفایل عملکرد شدید (Extreme) اینتل را غیرفعال کردیم.
امکانات سختافزاری آزمایش شامل پردازندههای اینتل LGA 1851 (مادربورد ASRock Z890 Taichi)، ایامدی AM5 (مادربورد Gigabyte X870E Elite X3D ICE)، اینتل LGA 1700 (مادربورد MSI MPG Z790 Carbon Wi-Fi) و اینتل LGA 1700 DDR4 (مادربورد MSI MPG Z690 Edge Wi-Fi DDR4) به همراه کارت گرافیک Nvidia GeForce RTX 5090 Founders Edition و سایر تجهیزات جانبی استاندارد بود.
پیچیدگیهای رم DDR5
رمهای DDR5 در مقایسه با DDR4 نرخ داده بسیار بالاتری (2 برابر یا بیشتر) دارند و این نتیجه پیچیدگی بهمراتب بیشتر ماژولهای DDR5 نسبت به DDR4 است. از نکات قابل توجه برای این آزمایش میتوان به دو زیرکانال 32 بیتی رم DDR5 و همچنین گروههای پیشبارگذاری (prefetch) و بانک بزرگتر اشاره کرد. قطعا با یک ماژول تکی DDR5 نصف پهنای باند کل را دریافت میکنید، اما این مسئله کمی ظریفتر از اجرای ساده حافظه در پیکربندی تککاناله است.
رم DDR4 از یک کانال 72 بیتی استفاده میکند که 64 بیت از آن دادهها را انتقال میدهند (8 بیت اضافی برای خطایابی یا ECC است). در DDR5، شما دو زیرکانال 40 بیتی دریافت میکنید که 32 بیت از آنها برای انتقال داده استفاده میشود. نکته بسیار مهم این است که این زیرکانالها رابط فرمان/آدرس (CA) خود را دارند که به آنها اجازه میدهد به طور مستقل از یکدیگر کار کنند.
علاوه بر این، DDR5 اندازه پیشبارگذاری را به 16N دو برابر میکند، تعداد بانکها و گروههای بانک را افزایش میدهد و طول انفجار (burst length) را از 8 بایت به 16 بایت میرساند. ریاضیات در اینجا به اندازه کافی ساده است. با DDR4، شما میتوانید 64 بیت داده را روی رابط با انفجار 8 بایتی انتقال دهید که 64 بایت داده به شما میدهد و با اندازههای خط کش (cache line) همراستا میشود. هر یک از زیرکانالها در DDR5 نیز میتوانند 64 بایت داده را با عرض 32 بیتی و طول انفجار 16 بایتی منتقل کنند.
این حافظه شبهدوکاناله (pseudo-dual-channel) روی یک ماژول تکی است. دو عملیات حافظه مستقل وجود دارد که میتوانند در هر چرخه اتفاق بیافتند که هر دو 64 بایت داده را منتقل میکنند. این دلیل بزرگی است که حتی یک ماژول تکی DDR5 (بهویژه ماژولی با نرخ داده بالاتر) میتواند حتی از یک پیکربندی DDR4 دوکاناله مناسب نیز پیشی بگیرد.
دانش رایج در مورد استفاده از یک ماژول تکی عمدتاً از نسلهای قبلی DDR نشأت میگیرد، جایی که شما فقط میتوانید آن انتقال 64 بایتی را در هر چرخه دریافت کنید که برای داشتن دو عملیات مستقل، نیاز به ماژول دوم داشت.
بگذارید صریح باشم: دو ماژول رم DDR5 هنوز هم بهتر هستند. به جای دو عملیات در هر چرخه، میتوانید چهار عملیات انجام دهید. تفاوت اصلی این است که برای پردازندهها و بازیهای مدرن، فقط همان دو عملیات بخش عمدهای از عملکرد شما را تامین میکنند و مانند تنها یک عملیات از طریق DDR4، با یک گلوگاه عملکرد عظیم مواجه نمیشوید. از این گذشته، هنوز سیستمهای DDR4 زیادی وجود دارند.
موضوع سازگاری
فیل بزرگ در اتاق هنگام ارتقا به پلتفرم DDR5 با یک ماژول تکی، مسئله سازگاری است. اگر اکنون یک ماژول تکی DDR5 تهیه کنید، باید برنامهریزی کنید که در آینده ماژول دیگری را اضافه کنید. متاسفانه، وقتی صحبت از ترکیب دو ماژولی میشود که در یک کیت نیستند، پاسخهای ساده زیادی وجود ندارد. این کار «باید» جواب بدهد، اما مخلوط و مطابقت دادن میتواند به مسائل پایداری و/یا کاهش عملکرد منجر شود.
به طور کلی، ترکیب دو ماژول با مشخصات یکسان باید کار کند. برای مثال، اگر این ماژول Patriot Viper Venom DDR5-6000 CL30 را برای شروع ساخت سیستم جدید خود خریدهاید و بعداً ماژول دوم را بخرید، باید کار کند. با این حال، کلمه «باید» بار سنگینی را به دوش میکشد. شاید پاتریوت تراشه DRAM را از مکانهای مختلفی تهیه کند، یا زمانبندیهای ماژول دوم شما کاملاً با ماژول اول همراستا نباشد. این موضوع میتواند مشکلات پایداری یا عملکرد ایجاد کند.
تلاشهایی برای عبور از این مانع صورت گرفته است، مانند برنامه ROG Certified با مادربوردهای منتخب ایسوس، اما غیرممکن است که بدون آزمایش با قطعیت بدانیم آیا دو ماژول جداگانه با هم کار خواهند کرد یا خیر. بهترین کاری که میتوانید انجام دهید این است که مطمئن شوید برند حافظه و مشخصات آن را هنگام افزودن ماژول دوم یکسان انتخاب میکنید. همچنین در صورت نیاز به مرجوع کردن، رسید خود را دم دست نگه دارید.
هنگامی که ماژول دوم خود را تهیه کردید، حتماً ابتدا آن را با سرعتها و زمانبندیهای پیشفرض JEDEC (بدون XMP/EXPO) آزمایش کنید. بازیها یا برنامههایی را که معمولاً اجرا میکنید اجرا کنید و سپس از ابزاری مانند MemTest64 برای بررسی پایداری استفاده کنید. پیشنهاد میکنم رایانه شخصی خود را چند روزی در همین حالت روشن نگه دارید تا ببینید آیا صفحه آبی مرگ (BSOD)، کرش برنامهها یا مسائل عملکرد ضعیف ظاهر میشوند یا خیر. پس از انجام این کار، با فرض اینکه از ماژولهای منطبق استفاده میکنید، روند را با فعال کردن XMP/EXPO تکرار کنید (پروفایلهای ناسازگار XMP/EXPO با هم کار نخواهند کرد).
با فرض اینکه قیمتهای DRAM قبل از ارتقا در سطح بالا باقی بمانند، ممکن است بخواهید سرمایهگذاری روی یک کیت دوکاناله را در آینده در نظر بگیرید و ماژول تکی خود را بفروشید. حتی کیتها نیز ممکن است با مشکلات سازگاری مواجه شوند، اگرچه احتمال آن بسیار بسیار کمتر است.