Введение

Подбор комплектующих при сборке или апгрейде компьютера — один из самых трудоемких этапов. Кроме проверки совместимости компонентов между собой, необходимо выбрать конкретную модель из представленных на рынке производителей, линеек и поколений технологий. Все это верно и для оперативной памяти, которая сейчас выпускается в двух исполнениях: проверенном временем DDR4 и новом DDR5.

В этой статье мы подробно разберем, чем DDR5 отличается от DDR4 и какое решение стоит выбирать для разных систем.

Сравнение технических характеристик DDR4 и DDR5

Если сравним технические параметры DDR4 и DDR5, то увидим значительный прогресс в развитии технологий памяти: кратное увеличение базовой частоты, снижение напряжения питания и повышение пропускной способности.

Максимальный объем модулей

Объем модуля оперативной памяти любого стандарта ограничен максимальным объемом одного кристалла. В предыдущем поколении максимальный объем одного кристалла составлял 16 ГБ. DDR5 позволяет упаковывать в один кристалл до 64 ГБ, что открывает возможность выпускать планки памяти объемом до 512 ГБ. Теоретически, благодаря поддержке технологии Die Stacking можно достичь объема 2 ТБ в серверных планках LRDIMM.

Пропускная способность

Нововведения в архитектуре DDR5 повлияли на пропускную способность. В сравнении с DDR4, которая по спецификации достигает максимальной пропускной способности 3,2 ГТ/с, у DDR5 она начинается с 4,8 ГТ/с и может масштабироваться до 8,4 ГТ/с.

Тесты показывают, что высокоскоростные модули DDR4-4000 могут обеспечить пропускную способность, сопоставимую с некоторыми решениями на DDR5. Однако DDR5 имеет гораздо больший потенциал для дальнейшего увеличения пропускной способности.

Тайминги

А вот тайминги — один из спорных моментов перехода на DDR5. Несмотря на значительное увеличение пропускной способности, CAS Latency DDR5 остается примерно на том же уровне, что и у DDR4.

DDR4 обычно имеет значения CAS Latency в диапазоне 14–20 при частотах 2 133–4 000+ МГц. DDR5 начинается с более высоких значений CL (например, CL36+), но более быстрые тактовые циклы могут снизить реальные задержки по сравнению с DDR4.

Система питания и напряжение

Одно из важнейших нововведений DDR5 — изменение в системе питания. Напряжение питания здесь снижено до 1,1 В. Для сравнения, у DDR4 — 1,2 В. Это способствует уменьшению энергопотребления и тепловыделения.

В отличие от DDR4, где управление питанием осуществляется на уровне материнской платы, в DDR5 оно перенесено непосредственно на модуль памяти. Каждый модуль DDR5 оснащается собственной микросхемой управления питанием PMIC — Power Management Integrated Circuit. PMIC обеспечивает стабильность напряжения и целостность сигнала, что особенно важно при возрастании тактовых частот.

Архитектура каналов

Архитектурные изменения в DDR5 — наиболее революционные со времен появления технологии DDR. Вместо одного 64-битного канала на модуль (72-бита с ECC) у DDR4, DDR5 использует два независимых 32-битных канала (40-бит с ECC). Нововведения в архитектуре позволяют контроллеру памяти более эффективно управлять доступом к памяти.

Также увеличена длина пакета данных с 8 до 16 байт, что компенсирует уменьшение ширины шины и позволяет сохранить общую пропускную способность. Команды по шинам Address/Command/Control передаются с удвоенной скоростью передачи данных (double data rate), что сохраняет количество контактов на уровне 288, как у DDR4.

Возможности разгона

Потенциал разгона DDR5 превосходит возможности DDR4. Тесты энтузиастов (1, 2) показывают, что при использовании жидкого азота возможно достичь пропускной способности вплоть до 12 000 МТ/с.

Для повседневного использования оптимальное сочетание всех компонентов системы позволит закрыть большинство задач без разгона DDR5, а экстремальные частоты — удел оверклокерских соревнований и экспериментов.

Различия при использовании в серверах

При применении в серверных платформах различия между DDR4 и DDR5 становятся более выраженными.

• Увеличенная плотность памяти позволяет устанавливать больше оперативной памяти в том же физическом пространстве, что критично для серверных платформ. Серверные модули DDR5 поддерживают емкость до 512 ГБ на одну планку. За счет этого серверы могут оснащаться терабайтами памяти при использовании меньшего количества слотов.
• Двухканальная архитектура DDR5 обеспечивает более эффективный доступ к памяти в многопоточных серверных нагрузках.
• Встроенная коррекция ошибок On-Die ECC в DDR5 повышает надежность по сравнению с DDR4. При этом On-Die ECC не является полным аналогом ECC, область коррекции ошибок ограничена планкой DDR5.

Тесты

Результаты тестирования показывают смешанную картину при сравнении DDR4 и DDR5 в разных сценариях использования. В играх DDR5 демонстрирует преимущество до 10% при разрешении 1 080p, при этом некоторые игры показывают прирост до 26%. Наиболее значительные улучшения отмечаются по показателю минимальной частоты кадров (1% low FPS), где DDR5 в среднем на 10% быстрее.

В играх вроде Shadow of the Tomb Raider прирост производительности с DDR5 достигает 26%, в Watch Dogs: Legion — до 14%, а в Baldur’s Gate 3 — около 14%. Однако в других играх, например Call of Duty: Modern Warfare III или Counter-Strike 2, тесты не выявляют значимой разницы между DDR4 и DDR5.

Неигровые тесты показывают более значимые различия. Adobe Lightroom может показывать прирост производительности до 28% с DDR5. В задачи компрессии и обработки данных увеличенная пропускная способность DDR5 позволяет достигать кратного прироста производительности.

Нужно ли обновляться

Решение об обновлении до DDR5 зависит от конкретной ситуации пользователя и его потребностей. Для владельцев систем на базе DDR4 обновление может не иметь экономического смысла. Переход на DDR5 требует замены не только памяти, но и материнской платы, а зачастую и процессора. Это значительно увеличивает стоимость апгрейда.

При сборке нового компьютера DDR5 становится логичным выбором. Современные процессоры Intel и AMD оптимизированы для работы с DDR5, цены на память стабилизировались. В отдельных случаях DDR4 может стоить дороже DDR5 из-за прекращения производства основными производителями памяти.

При разработке собственного сервера Selectel мы предлагаем клиентами DDR5 в качестве решения по умолчанию. На старте платформа с DDR4 может выглядеть дешевле, но в реальности она обрекает специалистов на вынужденную (и более дорогую) замену через 12–18 месяцев. 

Для геймеров прирост производительности 5–7% вряд ли оправдает стоимость полной замены платформы. Однако для профессионалов, работающих с ресурсоемкими приложениями, увеличенная пропускная способность и емкость могут обеспечить значительные преимущества.

Можно ли вставить планку DDR5 в слот DDR4

Прямой совместимости между DDR4 и DDR5 нет, а установка модуля DDR5 в слот DDR4 или наоборот физически невозможна. Причина в том, что модули разных поколений имеют разную форму контактов и положение ключа выравнивания (alignment key). Ключ выравнивания на планке DDR5 смещен левее по сравнению с DDR4 — это делает невозможной установку модуля в неподходящий слот.

Кроме того, электрические характеристики модулей двух поколений также несовместимы. DDR4 работает при напряжении 1.2В, DDR5 — при 1.1В, а контроллеры памяти и системы питания материнских плат спроектированы под конкретную технологию.

Заключение

Стандарт DDR5 стал значимым этапом развития оперативной памяти, предложив пользователям более высокую пропускную способность, пониженное энергопотребление и новые архитектурные решения. Однако при выборе между DDR4 и DDR5 необходимо отталкиваться от потребностей, бюджета и планируемого сценария использования системы.

Для новых сборок предпочтительнее выбирать DDR5: производительность модулей повысилась, а стоимость снизилась по сравнению с первыми моделями этого поколения. В это же время DDR4 способна обеспечить необходимый уровень производительности при апгрейде существующих систем.