【科普】为什么13代酷睿CPU搭配DDR5内存性能表现更好?内存超频空间也更大?

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【科普】为什么13代酷睿CPU搭配DDR5内存性能表现更好?内存超频空间也更大?

2024-01-15 22:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

众所周知,即将发布的13代酷睿桌面端CPU是支持两代内存的——即DDR4和DDR5内存。在未对内存超频的情况下,其对DDR4的最高默认支持频率为3200MHz,与12代酷睿保持一致;其对DDR5的最高默认支持频率为5600MHz,相比于12代酷睿的上限增加了800MHz。与此同时,DDR5内存也在不断向前发展,有好体质超频的内存条也越来越多了起来。

酷睿12代搭配DDR5内存(图片来自百度)

13代酷睿的DDR5内存管理器默频状态下最高支持5600MHz的频率,说明了DDR5内存的发展仍处在中早期阶段。虽然说DDR5处于中早期阶段(即便目前已经有了DDR5 6400的内存条,其本质也仍是超频条,仅供超频使用,主流CPU在默认状态下目前仍不支持6400频率),但是此时DDR5的威力已经不容小觑了。

i7 12700KF搭配上超频至5800MHz的DDR5内存条(图片来自百度)

由于目前未有DDR5 5600MHz频率的内存跑分截图,所以找来了与其非常相近的DDR5 5800MHz频率的内存代替它。可以估计,即便是DDR5 5600MHz的内存,其带宽也可以做到令DDR4内存难以企及的速率,5600MHz的DDR5内存大致也会有将近90GB每秒的读取速率、将近80GB每秒的写入速率、将近80GB每秒的复制速率。在时序方面,可能是为了稳定使用,该名玩家并没有把时序压得非常极致,只是停留在了36-36-36-76 CR2的时序,结果内存延迟为71.9ns,若时序能压到CL32开头,那么它的延迟还是不错的(低于70ns)。

不过,DDR5虽然频率比DDR4高,其带宽速率也比DDR4大,但是由于它本身的结构有别于DDR4,所以它的延迟会比DDR4稍大些,时序也比DDR4更难压住。目前想让DDR5内存的延迟尽量降低,想要达到DDR4那样的延迟水平仍有困难,就看看DDR5发展到中后期能不能成功做到了。

i7 12700K搭配上超频至3800MHz的DDR4内存条(图片来自百家号璟轩科技)

DDR4内存虽带宽速率远不及DDR5内存,但是因为它的时序更容易压住,因而它的延迟也就越小。从上图可以看出,19-24-24-47 CR2的时序对于DDR4 3800MHz的内存来说还是大了些,一般3800MHz的时序可以压在CL18甚至CL16开头(极个别可以CL14),来获得更小的延迟(60ns左右或低于60ns),但即便如此,它的延迟还是略小于CL36开头的DDR5 5800MHz的内存。虽说DDR5内存来势汹汹,但是当前面对DDR4的延迟小的优势,DDR5还是暂时赶不上的。

既然DDR4和DDR5各有千秋,为什么还说13代酷睿搭配DDR5内存的性能表现更好呢?原来,电脑大部分应用场景并不是游戏,而是各种办公、生产力等软件,因时序造成的延迟对这一类软件的影响并不是很明显,反而是内存的带宽速率(由频率决定)对这一类软件的影响更大一些。同时,即便是在游戏当中,延迟也不是决定性能的唯一因素,内存带宽速率(由频率决定)也是决定性能的一大因素,因时序造成延迟影响,一般不超过10%的帧率,而因频率造成的影响,则最多可以达到几十个百分点的帧率。

所以综合以上种种,无论是应用于办公场景还是游戏场景,DDR5都很有可能比DDR4做得更好,DDR5的频率可以做到DDR4的两倍,虽然延迟大些,但是DDR5的延迟却也达不到DDR4的两倍之多,只是可能略大而已。若是13代酷睿桌面端CPU能够搭配DDR5 5600MHz的内存条,并且时序压制得当,其实完全不愁延迟会比DDR4的表现差。这就是为什么13代酷睿桌面端CPU搭配DDR5 5600MHz频率的内存得到更好的性能表现。

明明DDR5的频率比DDR4频率高得多,怎么说DDR5的超频空间比DDR4的更大呢?这就不得不提起一样东西——Gear Mode。什么是Gear Mode呢?简单地来说,就是内存频率与CPU中的内存控制器频率之比的模式。也就是当内存频率和内存控制器频率之比为1:1时,即为Gear 1模式,此时内存频率与内存控制器频率同步(同频);当内存频率和内存控制器频率之比为2:1时,即为Gear 2模式,此时内存频率与内存控制器频率异步(分频)。

由于内存控制器的频率是有极限的,因此同频模式不可能一直维持下去,因此,分频模式应运而生了。例如,12代酷睿桌面端CPU的内存控制器,在SA电压完全充足且合适的情况下,它的极限频率为2100MHz至2200MHz,也就是说,12代酷睿在搭配DDR4内存超频至4200MT/s或者4400MT/s之前,都是可以运行在Gear 1模式下的,而一旦超过4200MT/s或者4400MT/s之后,想要点亮,就只能开启Gear 2模式才能进入系统了。当然,低于其内存控制器极限频率也可以开启Gear 2模式进入系统,不过在游戏场景会损失几个百分点乃至十几个百分点的性能。

注:我们说的内存频率,如3600MHz内存频率,由于是双倍数据比率(Double Data Rate,简称DDR),所以在内存控制器看来,实际上是3600MT/s,也就是1800MHz。

DDR5的起步频率很高,为4800MHz,因此超过了12代酷睿CPU中内存控制器的极限频率,就一定是Gear 2模式才能进入系统。当频率提升到一定程度的时候,是可以抵消掉一部分因内存异步模式带来的影响的,例如12代酷睿搭配DDR5,超频至5600MHz,其游戏性能实际上与12代酷睿搭配DDR4,超频至3600MHz的游戏性能差不多。但是,Gear 2模式也是不能一直维持下去的,当DDR5要冲击高频的时候(8000+MHz),还需要开启Gear 4来应对。

13代酷睿和12代酷睿的内存管理器都一样,是一定有一个极限频率的。但是不同的是,13代的内存控制器体质一定比12代的好一些,极限频率可能会在12代的基础上,再增加几百兆赫兹,不过即便是这样,DDR5内存也还是逃不过要开启Gear 2模式才能使用的命运了。但是不用担心,DDR5搭配上13代酷睿其实是有很大的超频空间的,毕竟即便是搭配DDR5 5600的内存,内存控制器的频率也只有1400MHz,而搭配DDR4 3600的内存,内存控制器的频率反而更高,为1800MHz,而若要在搭配DDR5的情况下,使内存控制器的频率也为1800MHz,则需要超频至7200MHz,这样一来,它就能和DDR4 3600拉开非常大的差距了。内存超频空间其实并不由内存架构和内存频率来决定,而是由内存控制器的极限频率与内存控制器的使用频率的差值来决定的。因此,13代酷睿搭配DDR5内存超频空间更大这个说法其实并不使完全没有道理。

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