Prędkość RAM w gamingowym PC - gdzie leży sweet spot dla gracza?

Kwestie związane z pamięcią operacyjną komputera to temat rzeka. W majowej publikacji udało nam się wspólnymi siłami ustalić, ile RAM potrzebuje gracz. Okazuje się, że do pełni komfortowej zabawy wystarczą dwie kości pracujące w trybie dual channel o łącznej pojemności 16 GB. Konfigurując peceta, kolejnym problemem do rozwiązania będzie dobranie odpowiedniej prędkości modułów RAM. Nim przejdziemy do konkretów na początek odrobina teorii.

Podstawa postaw, czyli co to jest XMP?

Dla uproszczenia naszych rozważań skupię się na pamięciach DDR4. Ogólnie przyjętym standardem prędkości przez organizację JEDEC dla tego typu modułów jest dziś skromnie wyglądający zegar 2133 MHz. Obowiązuje on od chwili wprowadzenia DDR4, czyli okolic 2014 roku. Jest to bazowa wartość, z którą domyślnie działają wszystkie kości, niezależnie czy mówimy o podstawowym modelu, czy high-endowym egzemplarzu. Chcąc w łatwy sposób wyjść ponad tę wartość wystarczy sięgnąć po profil XMP.

Czym jest XMP? Skrót ten oznacza Extreme Memory Profile i jest to patent Intela, pozwalający na łatwe uruchomienie wyższych prędkości pamięci RAM. Kiedyś taki zabieg wymagał ręcznego podkręcania, co nierzadko oznaczało godziny żmudnej pracy na zasadzie prób i błędów. Innymi słowy, profil XMP deklarowany przez producenta pamięci mówi, że moduły na dowolnej platformie bez większych kombinacji powinny stabilnie działać z takim, a nie innym zegarem, dopasowanymi opóźnieniami i odpowiednim napięciem.

XMP nie jest funkcją płyty głównej. Każdy moduł pamięci posiada chip SPD z zapisanymi w nim podstawowymi informacjami o jego parametrach. Droższe pamięci nierzadko mają dwa profile XMP, np. jeden opracowany z myślą o Intelu a drugi o AMD. Zresztą należy pamiętać, że po stronie AMD funkcję XMP nierzadko znajdziemy pod innymi nazwami. Niezależnie od platformy idea działania jest ta sama, dlatego, żeby nie wprowadzać mętliku, wszędzie będę stosować skrót XMP.

Zegar Infinity Fabric?

Poruszając temat prędkości pamięci, trudno pominąć kwestię Infinity Fabric. W procesorach AMD Ryzen oprócz częstotliwości taktowania CPU mamy jeszcze trzy inne zmienne decydujące o pracy platformy: Infinity Fabric Clock (FCLK), prędkość kontrolera pamięci (UCLK) oraz prędkość RAM (MCLK). Podział ten wynika z ogólnej architektury procesorów AMD. FCLK opisuje prędkość, z jaką komunikują się między sobą poszczególne elementy CPU: rdzenie, pamięć podręczna, kontroler pamięci, itd.

Dla pierwszych generacji procesorów Zen FCLK nie dało się konfigurować niezależnie względem MCLK. Dopiero architektura Zen 2 rozdzieliła oba parametry. Idealnie gdy wszystkie trzy wartości działają synchronicznie w stosunku 1:1:1. Powyżej pewnej prędkości pamięci - obecnie 3733 MHz - delikatny balans zostaje rozbity, co przekłada się na zwiększenie opóźnień w pracy pamięci a taki stan rzeczy ma negatywny wpływ na sprawność komputera - szczególnie w grach.

Zbliżone zasady podkręcania pamięci RAM, jak u AMD, obowiązują u konkurenta dopiero od wprowadzenia 11. generacji procesorów Core. Chodzi o parametr Gear 1 (pełne taktowanie magistrali 1:1) oraz Gear 2 (połowa taktowania magistrali 1:2). Jest to duża zmiana, bo wcześniejsze generacje procesorów Intela posiadały jeden schemat działania kontrolera pamięci DDR4. Ogółem powyżej pewnej granicy taktowania platforma sama narzuca włączenie trybu Gear 2 dla kontrolera pamięci, co w pewnych scenariuszach skutkuje spadkiem wydajności. Najlepsze rezultaty dla gracza daje wybór Gear 1, co w przypadku mojej płyty głównej i procesora i5-11600K byłem w stanie utrzymać do poziomu 3600MHz. Schody zaczynały się po przekroczeniu tej wartości, wymuszając sięgnięcie po Gear 2, co ma oczywiście niekorzystne skutki dla elektronicznej rozrywki.

Przejdźmy do praktyki, czyli jakie taktowanie pamięci RAM dla gracza

Zależności między kolejnymi poziomami prędkości RAM najlepiej wytłumaczyć na żywym organizmie. Dlatego przygotowałem dla Was platformę testową odpowiadającą specyfikacji komputera ze średniej półki, a więc konfiguracji najczęściej wybieranej przez polskich użytkowników. Chodzi o jak najbardziej realny scenariusz użytkowy. Interesuje nas ogólna sprawność platformy, ilość klatek na sekundę w grach, a także szybka przebieżka w aplikacji profesjonalnej.

• Procesor: Intel Core i5-11600K (bazowy zegar)
• Płyta główna: NZXT N7 Z590
• Karta grafiki: MSI GeForce GTX 1080 Ti Gaming X
• RAM: 32 GB G.Skill Trident Z Royal 4000 MHz CL 16

Dla potrzeb testu zaktualizowałem płytę główną do biosu 1.30. Pomiary realizowałem na Windows 10 21H2 z pakietem najnowszych łatek i sterowników. Pamięci pracowały w trybie dual channel. Pojemność w tym teście nie ma dla nas najmniejszego znaczenia. Na co natomiast zwracamy uwagę to częstotliwość. O ile cały komputer prezentuje przyziemny poziom, tak kostki G.Skill Trident to elita pecetowego świata. Wybrałem je ze względu na elastyczność na polu ręcznej zmiany parametrów. Do prędkości 3600MHz moduły działały w trybie Gear 1. Przy zegarze 4000MHz koniecznym był wybór Gear 2, ponieważ system nie potrafił poprawnie się uruchomić. Dla większości użytkowników, nie chcących sobie komplikować życia, zalecam pozostawienie opcji “auto” dla Gear. Mobas powinien wtedy dobrać optymalne parametry dla wybranego profilu pamięci.

Ogólna sprawność komputera

Sięgnąłem w pierwszej kolejności po benchmark GeekBench, który w szeregu codziennych zastosowań sprawdza sprawność wielowątkową i pojedynczy rdzeń procesora.

GeekBench 5
2133 MHz CL15-15-15-36; 2666-4000 MHz CL16-19-19-39
więcej = lepiej

2133	7121 1631
2666	7451 1669
3200	7752 1685
3600	7916 1697
4000	8012 1678
	multi core single core

Skok między bazowym zegarem 2133 a wyższą wartością 2666 czy 3200 MHz daje niemałego boosta całemu komputerowi w zadaniach wielowątkowych. Kolejne przedziały to już mniejszy upgrade, by powiedzieć, że między dwiema najwyższymi wartościami wręcz symboliczny. Natomiast wyniki pojedynczego rdzenia nie uległy większym zmianom, mimo sukcesywnego podnoszenia częstotliwości RAM.

Pomiar syntetyczny w 3DMark

Następnie na tapet biorę benchmark Fire Strike z zamysłem sprawdzenia naszej platformy w rozdzielczości 1080p i 1440p. Interesuje nas w szczególności samodzielny wynik wykręcony przez kartę graficzną oraz procesor (physics).

3DMark Fire Strike - 1080p
2133 MHz CL15-15-15-36; 2666-4000 MHz CL16-19-19-39
więcej = lepiej

2133	29030 21389
2666	29226 22182
3200	29406 21669
3600	29245 22403
4000	29353 21828
	GPU Physics

Po stronie karty graficznej nieco wyższy rezultat dała prędkość 3200 MHz. Na polu obliczeń procesora widzimy inny trend, gdzie zegar 3600 MHz wypadł lepiej.

3DMark Fire Strike Extreme - 1440p
2133 MHz CL15-15-15-36; 2666-4000 MHz CL16-19-19-39
więcej = lepiej

2133	14454 21700
2666	14402 22102
3200	14418 22306
3600	14406 22898
4000	14486 22431
	GPU Physics

Podnosząc rozdzielczość nasz GTX 1080 Ti okazuje się wąskim gardłem dla komputera, bo niezależnie od taktowania pamięci RAM rezultaty są +- takie same. Co innego obliczenia po stronie procesora – ponownie na plus wychodzi zegar 3600. Nim jednak krzykniecie “hura!” przejdźmy do faktycznej rozgrywki w grze. 

Shadow of The Tomb Raider

Mimo czterech lat na karku ostatnie przygody Lary potrafią solidnie przydusić nawet najnowsze zestawy PC. Tomb Raider kładzie nacisk na sprawność CPU szczególnie w lokacjach miejskich. Test wykonałem, wybierając detale wysokie. Sądzę, że właściciele zbliżonego zestawu komputerowego z myślą o wysokim fps wybiorą właśnie taki scenariusz.

Shadow of the Tomb Raider
1080p, DirectX12, Detale Wysokie, AA: TAA
i5-11600K, GTX 1080 Ti, 32GB DDR4, SSD Samsung 980
więcej = lepiej

2133	116 49
2666	128 76
3200	130 84
3600	130 94
4000	131 91
	średni fps 1% low

Lara Croft ewidentnie lubi szybkie procesory w parze ze żwawą pamięcią RAM. Zegar 2133 wypada słabo na tle reszty. Najlepsza okazuje się pamięć 3600. Natomiast dużo droższe moduły 4000 nie mają zupełnie sensu. Warto przypomnieć, że grami typowo procesorowymi są przeważnie tytuły wieloosobowe (CS: GO, Apex Legends, Battlefield). To właśnie wtedy nierzadko przydaje się szybka pamięć.

Horizon Zero Dawn

Dla równowagi przed wami tytuł „graficzny”, czyli nieoczekujący wiele od procesora, ale za to nieoszczędzający karty graficznej. Przygodę Aloy zaczynam w mieście Południk kierując się później na jego rubieże. Ustawienia graficzne to ”lepsza jakość” (oczko pod ultra).

Horizon Zero Dawn
1080p, DirectX12, Lepsza Jakość
i5-11600K, GTX 1080 Ti, 32GB DDR4, SSD Samsung 980
więcej = lepiej

2133	86 54
2666	89 54
3200	89 56
3600	89 57
4000	89 57
	średni fps 1% low

Zdziwieni? Zasadniczo prędkość RAM nie ma większego znaczenia w tym tytule i nawet poczciwy zegar 2133 daje radę. Idąc głębiej, także wartość 0.1% low klatek na sekundę wychodziła wszędzie tyle samo – 42 fps. Co ciekawe w ten sposób potrafią zachowywać się także niektóre gry wieloosobowe. Choćby w Rainbow Six Siege prędkość RAM ma marginalne znaczenie na ilość fps.

A co z zastosowaniami profesjonalnymi?

Postanowiłem sprawdzić, co będzie z aplikacją profesjonalną w postaci Blendera – popularnego narzędzia do renderowania scen 3D i nie tylko. Ponownie widzimy stały wzrost, acz już nie tak spektakularny. Kości 3200 wystarczą w zupełności. Nie najgorzej wypada też klasyk 2666 MHz. W renderingu wszelkiej maści większe znaczenie ma sama “moc” procesora (i karty graficznej) oraz pojemność a nie prędkość RAM.

Blender 3.1.0
2133 MHz CL15-15-15-36; 2666-4000 MHz CL16-19-19-39
więcej = lepiej

2133	43 73
2666	44 74
3200	45 74
3600	44 75
4000	45 74
	junkeshop monster

Gdzie leży sweet spot dla gracza?

Powyższe zmagania pokazały, że w 2022 roku zegar pamięci 3600 MHz w połączeniu z w miarę niskimi opóźnieniami to rozwiązanie w punkt nawet dla sprzętu ze średniej półki. Choć tak naprawdę niewiele słabiej, bo zaledwie parę procent, prezentuje się też zegar 3200 MHz. Który wariant wybrać? W tym wypadku pozostają następujące kryteria konieczne do rozważania: wspomniane opóźnienia, wiek docelowej platformy i sama cena pamięci.

3600 MHz pasuje do szerokiego spektrum konfiguracji: wszystkich 6, 8- czy nawet 10-rdzeniowych CPU Intela z lat 2018-2022 oraz AMD od serii 3000 do nowszych. GTX 1080 Ti to dziś poziom w okolicach RTX 3060, RX 6600 XT, RTX 2070, 2060 Super itd. Jednocześnie przechodząc na standard 1440p prędkość RAM ma marginalne znaczenie przy tym poziomie GPU. Natomiast jeśli w komputerze drzemie karta z przedziału niższego, np. GTX 1060 - GTX 1660 Super i gierczymy w 1080p to różnice między pamięciami 3000/3200 a 3600 będą mikroskopijne.

Obejrzyj w

Współcześnie prędkości rzędu 2133 czy 2400 MHz spotykamy głównie w biurowych pecetach i notebookach. I niech tak zostanie. Zegar 2666? Można kupić takie moduły, ale jest ich jak kot napłakał, a do tego wcale nie są tańsze niż warianty 3000-3200 MHz. A komputer używany, powiedzmy z i7-8700 i modułami 2666 MHz? Konfiguracji tego typu nie należy się bać, bo poradzi sobie z nowoczesnymi grami znakomicie i nie trzeba jej na tym polu doinwestować.

Co za dużo to niezdrowo. Gdzie zaczynają się problemy?

Jak pokazuje powyższy test, w przypadku mojej platformy zegar 4000 MHz w grach nie dał zupełnie nic. Jeśli idzie o profile XMP zauważyłem, że niemal wszystko od i7-7700K po i7-12700K możemy uruchomić bez większych problemów z pełnym spektrum prędkości pamięci od 2133 do 4000. Oczywiście drogi i bardzo szybki RAM w połączeniu np. z leciwą 7. generacją nie ma najmniejszego sensu. Natomiast starsze procesory 6. generacji Intela są dużo bardziej wybredne - to wraz z nimi trafiały pod strzechy moduły DDR4, więc jest to zrozumiałe. Ponadto obecnie Core i9, i7 oraz i5 powinniśmy dać radę uruchomić z pamięciami DDR4 3600MHz Gear 1 na większości dobrych płytach głównych. Powyżej tej wartości stabilną pracę uzyskamy wyłącznie z Gear 2. 

A co z procesorami Ryzen? Tu także wszystko zależy od wieku platformy. Jeśli kupicie na rynku wtórnym lub już macie 1. generację Zen to teoretycznie najbezpieczniej jest nie przekraczać zegara 2933 MHz. W drugiej generacji rekomendowany maks to 3000-3200MHz. Oczywiście dzięki regularnym aktualizacjom bios daje się nierzadko wykręcić wyższe zegary, ale zależy to od sporej ilości czynników.

Serie Ryzen 3000 i 5000 pozwalają na dużo więcej. Zegar 3600 czy nawet 3733 w stosunku 1:1:1 między FCLK, UCLK i MCLK to betka dla większości dobrych płyt z chipsetem B550 i X570. Wyjście poza ten schemat, choćby celem osiągnięcia zegara 4000, staje się bardzo problematyczne, bo stosunek 1:1:1 będzie nie do utrzymania. Pamiętajcie także, że w przypadku starszych płyt głównych (B350/450) i najnowszych procesorów Zen 2 i 3 użytkownik może mieć pod górkę na drodze do wyśrubowania parametrów pamięci.

Idziemy na zakupy

Niektórzy z Was penie spytają a co z pamięciami DDR5, które osiągają dużo wyższe taktowanie niż DDR4? Fakt, ich ceny sukcesywnie maleją. Niemniej, jak się okazuje w grach, na chwilę obecną nowy standard daje marginalnie lepszy wynik. Ponoć 13. gen. Intela ma trochę na tym polu namieszać. Zobaczymy. DDR5 to póki co, rozwiązanie dla osób, które wykonują codziennie zadania solidnie obciążające pamięć operacyjną albo entuzjastów z grubym portfelem.

Przypomnę także, że nie warto oszczędzać na płycie głównej. Ma ona ogromny wpływ na to, czy wykorzystamy potencjał CPU i RAMu. Budżetowe chipsety Intela (seria HX10) nie pozwalają na ręczny OC RAM, a nawet uruchomienie XMP. Do tego dobry mobas oznacza także możliwość ręcznej zabawy opóźnieniami pamięci, napięciem, taktowaniem oraz sposobnością dokładania większej ilości modułów. Obecność czterech kości nierzadko daje bardzo dobre rezultaty. Dodatkowo warto spróbować wypracować lepsze parametry, choćby na polu opóźnień, niż te oferowane przez XMP.

Reasumując, kupując RAM, kierujcie się wiekiem platformy, rozdzielczością, w jakiej będziecie grać i pozostałymi podzespołami komputera (ich ogólną sprawnością). Dla większości średnio-półkowych PC pamięci 3600 MHz wystarczą w zupełności. Szukajcie tylko modeli z jak najniższym CL, bez jednoczesnego naciągania budżetu. Dla zestawów budżetowych, leciwych konfiguracji lub gdy musicie nieco przyoszczędzić, prędkość 3200 MHz będzie w punkt.