Přetaktování RAM: Základy

Chcete-li ze svého počítače získat co nejlepší výkon, je nezbytné pořídit si kvalitní díly. Jakmile získáte svůj pevný počítač, můžete často dosáhnout lepšího výkonu tím, že věci trochu vyladíte. Váš CPU, GPU a RAM mají výchozí úrovně výkonu. Ty jsou obecně navrženy tak, aby fungovaly ve většině scénářů, za předpokladu, že je dostatek chladicího výkonu, aby nedošlo k přehřátí. Pokud však máte více než dostatek chladicího výkonu, můžete zkusit posunout věci o něco dále přetaktováním.

Slovo moudré, přetaktování s sebou nese riziko nestability systému a potenciálně poškození hardwaru nebo dokonce selhání hardwaru. Obecně platí, že ruční přetaktování zruší záruku alespoň na dotčenou část. V některých případech může přetaktování jednoho dílu zrušit záruku na jiný díl. Například přetaktování RAM, a to i povolením výrobcem poskytnutého profilu XMP, může zrušit záruku alespoň u některých CPU Intel, protože má za následek zvýšené a nestandardní namáhání paměťového řadiče v CPU, což může způsobit selhání CPU. Aby se předešlo těmto druhům poruch, je nezbytné být opatrný, zejména při zvyšování napětí.

Jádro každého přetaktování

Výkon při přetaktování je založen především na štěstí a trpělivém pokusu a omylu. Protože počítače mají řadu různého hardwaru, to, co funguje na některých počítačích, nemusí fungovat na jiných. Kromě toho mohou mít přetaktované křemíkové komponenty různé úrovně výkonu v tom, co se nazývá křemíková loterie. Výkon vašeho hardwaru může jednoduše klesnout na vaše štěstí v křemíkové loterii.

Výrobci obecně třídí produkty do různých výkonnostních „přihrádek“ během testování v procesu třídění. Díly s lepším zásobníkem obvykle končí v produktech vyšší třídy, protože díly ve spodních zásobníkech nemusí být schopny dosáhnout těchto vysokých nastavení. To neznamená, že nižší binned a levnější díly nemohou být přetaktovány pro lepší výkon, jen to, že nemají tendenci jít tak daleko jako vyšší binned díly.

Pokud jde o vaše skutečné zkušenosti s přetaktováním, klíčem je vyzkoušet věci a poté ověřit stabilitu. Pouhá možnost spustit počítač nestačí. Můžete mít nastavení, která se zdají být stabilní, a poté po hodinách intenzivního testování vykazují selhání. Závažnost těchto selhání se může lišit, od poškození dat přes pád aplikace až po úplné selhání systému. Při přetaktování je důležité změnit jen malý počet věcí, ideálně pouze jednu, za zkušební provoz, aby se změřil výkon v tomto testu a aby se sledovala dlouhodobá stabilita.

Přetaktování RAM: XMP

CPU je obecně nejznámější formou přetaktování. Začít je poměrně jednoduché a dosáhnout slušného zlepšení výkonu v jednovláknových nebo vícevláknových úlohách, v závislosti na tom, jak na to půjdete. Přetaktování GPU je o něco méně běžné, protože GPU už mají tendenci běžet blízko teplotních a výkonových limitů. Přesto lze dosáhnout malých vylepšení kolem 200 MHz pro menší zvýšení výkonu ve hře.

Přetaktování RAM je pravděpodobně nejméně známé z těchto tří, ale může být nejčastěji používané. Technicky vzato má každá generace RAM pouze omezený počet standardních rychlostí a časování publikovaných normalizačním orgánem JEDEC. Výrobci RAM mohou vyrábět a dělají RAM, které překračují tyto standardy, a prodávají je s těmito nastaveními nakonfigurovanými v profilu XMP. XMP je zkratka pro eXtreme Memory Profile, takže slovo „profil“ na konci profilu XMP je nadbytečné, ale běžně používané.

XMP je vynikající volbou pro to, co je v podstatě plug-and-play přetaktování RAM. V extrémním případě nemusí být všechny systémy kompatibilní, ale obecně stačí zapojit RAM a pak maximálně zapnout nastavení XMP v BIOSu. Vzhledem k tomu, že profily XMP jsou schváleny dodavatelem, jejich použití neruší záruku na RAM. Jak jsme však uvedli výše, může to vést ke ztrátě záruky na CPU. Pokud chcete jednoduché zvýšení výkonu téměř bez námahy, XMP je vynikající.

Profily XMP jsou samozřejmě často bezpečnou volbou, kterou je prodejce ochoten zaručit. S určitým ručním experimentováním je však obvykle můžete posunout dále. Kromě toho XMP umožňuje prodejci specifikovat pouze malou podsekci časování RAM, takže některé mohou mít vliv na výkon a jsou zralé pro ruční ladění.

Benchmarking a testování stability vaší paměti RAM

Než se pustíte do jakéhokoli přetaktování RAM, kromě povolení XMP, je nezbytné znát základní výkon vaší RAM. Budete chtít spustit nějaké testy paměti a uložit tyto hodnoty v nějakém formátu, ideálně v tabulce. Paměťové testy Aida64 jsou oblíbeným nástrojem pro benchmarking. Může být také užitečné absolvovat v průměru několik testů ve hrách, které běžně hrajete, za předpokladu, že mají funkci benchmarkingu. Pokud provádíte benchmarky her, je nejlepší zajistit, aby byl CPU úzkým hrdlem, a to spuštěním v nízkém rozlišení. Statistické rozdíly od výkonu RAM bude mnohem těžší zjistit, pokud jste ve scénáři omezeném GPU.

I když to nemusíte nutně dělat pokaždé, když změníte jakékoli nastavení. Je nezbytné zkontrolovat, zda jsou vaše nastavení stabilní při dlouhodobé zátěži. I když po každé změně neprovedete dlouhodobý zátěžový test, je nutné provést pokaždé krátký test. Chyby paměti se většinou projeví během rychlého desetiminutového zátěžového testu, takže je to dobrý výchozí bod.

Poznámka : Jediná možná výjimka z nutnosti otestovat každou změnu je hned na začátku procesu. Předpokládejme, že jste si jisti, že můžete provést malé změny, a nevadí vám, že je musíte vrátit zpět a znovu je otestovat. V takovém případě vám to obecně projde hned na začátku.

Předpokládejme například, že zvýšíte taktovací frekvenci o 200 MHz a snížíte každé z primárních časování o dvě. V takovém případě můžete zjistit, že je to stabilní, což vám potenciálně ušetří značné množství času. Je mnohem méně pravděpodobné, že to bude fungovat, když začnete správně utahovat časování a narazíte na hranici stability vašeho hardwaru.

Testy dlouhodobé stability

Problémy se stabilitou paměti mohou být bohužel natolik vzácné, že vám umožní zavést operační systém a spustit benchmarky. Pouze k pádu po 6 hodinách zátěžového testování. I když to může stačit, pokud se snažíte jít pouze o jednorázové přetaktování světových rekordů, nestačí to, pokud chcete používat počítač.

Jakkoli může testování stability a protokolování výkonu znít a být monotónní a únavné, je to nezbytné. Pokud neprovedete test stability, můžete skončit se zhroucením počítače nebo poškozením dat, což nikdy není dobré. Bez protokolování provedených změn a statistik výkonu, které získáte s každým změněným nastavením, nemůžete vědět, zda skutečně něco zlepšujete. Nebo které změny byste měli raději vrátit zpět, pokud jsou dva individuální rozdíly stabilní, ale oba dohromady ne. Proto protokolování také znamená, že můžete vidět a sdílet své celkové zvýšení výkonu, jakmile dokončíte úpravy nastavení.

Zvýšení rychlosti hodin

V přetaktování paměti můžete změnit dvě hlavní věci. Čas na cyklus/cykly za sekundu a počet cyklů pro konkrétní akce. Taktovací frekvence řídí počet cyklů za sekundu a vyšší je lepší, což umožňuje větší šířku pásma. Latence je produktem času pro jeden hodinový cyklus a počtu cyklů potřebných pro konkrétní akce. Počet cyklů pro tyto akce je označen časováním paměti. Nižší čísla jsou lepší, ale jak se zvyšuje frekvence paměti, časování se může a obecně musí také zvýšit.

Pokud máte například paměť DDR4-3200 s časováním CL 16 a paměť DDR5-6400 s časováním CL 32, bude mít tato paměť dvojnásobnou šířku pásma. Je to proto, že běží s dvojnásobnou rychlostí, což umožňuje dvakrát tolik přenosů za sekundu. Skutečná latence paměti však bude stejná. Je to proto, že časování se počítá v jednotlivých hodinových cyklech, nikoli v absolutních hodnotách. Latence je stejná, protože zdvojnásobené časování CL je zrušeno polovičním zkrácením času pro jeden hodinový cyklus.

Poznámka : Jak bude zanedlouho uvedeno, CL je pouze jedním z mnoha časování, a přestože může mít vliv, není to zdaleka jediné měřítko latence paměti.

Uvolnění časování

Šířku pásma můžete zvýšit posunutím rychlosti hodin tak vysoko, jak jen můžete. Můžete se pokusit udržet načasování stejné, ale pravděpodobně se tím nedostanete příliš daleko, protože načasování bude příliš těsné. Chcete-li dále zvýšit rychlost hodin, budete muset uvolnit časování. Můžete je utáhnout později, ale chcete to udělat při maximálním možném taktu.

Pokud chcete ušetřit čas, zkuste vyhledat časování pro vyšší rychlosti paměti nabízené stejným dodavatelem ve stejném rozsahu paměti. To vám může poskytnout skvělé místo pro začátek. Možná však budete muset ještě trochu uvolnit časování. Předpokládejme, že vaše značka nemá variantu s vyšší rychlostí. V takovém případě můžete mít určitý úspěch při hledání statistik jiných značek, které používají stejnou OEM a variantu matrice DRAM IC. Přesto může být snazší zvýšit časování úměrně změně rychlosti hodin a v případě potřeby je posouvat o něco výše.

Memory Gear

I když technicky nejde o přetaktování, nastavení paměťového převodu může výrazně ovlivnit vaši stabilitu. Může vás také motivovat, abyste se vyhnuli posunutí hodin v určitém rozsahu. Ve výchozím nastavení má paměť tendenci běžet s řadičem paměti v poměru 1:1. Jak zvyšujete rychlost paměti, zatížení řadiče paměti se výrazně zvyšuje. To zvyšuje produkci tepla a požadavky na napětí. Vysoké teplo a napětí mohou způsobit problémy se stabilitou. V nejhorších případech to může zabít váš paměťový řadič a tím i CPU. To je důvod, proč přetaktování paměti může potenciálně zrušit záruku na CPU.

Gear 2 staví paměťový řadič v poměru 1:2 k hodinám paměti. To výrazně snižuje zatížení paměťového řadiče, ale přináší určitou extra latenci. Obecně platí, že bod, kdy musíte z důvodu stability povolit rychlost 2, je 3600 MT. Bohužel, penalizace za latenci v takovém případě znamená, že až do přibližně 4 400 MT je skutečná penalizace výkonu. Pokud můžete svou paměť provozovat ve stabilním nastavení nad 4400 MTs, Gear 2 je ideální. Ale pokud můžete dosáhnout více než 3 600 MT, ale ne 4 400 MT, vraťte rychlost hodin na 3 600 MT. Tam se místo toho soustředíte na další zpřísnění časování pamětí.

Poznámka: Gear 4 je technicky nabízen pro DDR5. Nastavuje poměr na 1:4 ze stejných důvodů se stejnými nevýhodami. Současná paměť DDR5 není dostatečně rychlá, aby bylo nutné využívat výhody Gear 4.

CAS latence

Standardní míra latence RAM pochází z latence CAS. Toto se často zkracuje na CL, tCAS nebo tCL. Jak jsme popsali v našem nedávném průvodci časováním paměti , tCL měří, jak rychle může RAM poskytnout přístup ke sloupci v již otevřeném řádku. Stejně jako u téměř všech časování pamětí platí, že nižší je lepší, i když můžete očekávat vzestupné škálování s rostoucí rychlostí hodin. Při snižování této hodnoty ji vždy udržujte rovnoměrnou. Lichá čísla bývají výrazně méně stabilní.

Poznámka: Toto vzestupné škálování s rychlostí hodin se zvyšuje pro tCL a všechna ostatní časování paměti je způsobeno zápisem. Časování je měřítkem toho, kolik hodinových cyklů je potřeba, aby se něco udělalo. Absolutní čas potřebný k tomu, aby se něco udělalo, se nemění s rostoucí rychlostí hodin. RAM dokáže otevřít sloupec například pouze za 10 nanosekund. Vaše načasování musí odrážet absolutní čas v hodinových cyklech.

Zpoždění RAS do CAS

tRCD je minimální počet cyklů procesoru potřebný k otevření řádku za předpokladu, že není otevřen žádný řádek. To lze rozdělit na tRCDWR a tRCDRD, které označují zápisy a čtení. Tyto dvě hodnoty by měly být stejné, pokud jsou hodnoty odděleny výše. Tyto hodnoty nemusí být nutně sudé a budou obecně mírně vyšší než tCL.

Čas aktivace řádku

tRAS je minimální počet cyklů mezi otevřením řádku a vysláním příkazu precharge k jeho opětovnému uzavření. To se historicky pohybovalo kolem hodnoty tRCD + tCL. U současných modulů DDR5 se však zdá, že je nastavena blíže tRCD + (2x tCL). Není jasné, zda se jedná o nedostatečnou optimalizaci vzhledem k nedostatečné vyspělosti platformy nebo o nezbytnou změnu platformy. V závislosti na vaší platformě můžete tento časovač úspěšně utáhnout.

Doba cyklu banky

tRC je počet cyklů, které potřebuje řada k dokončení celého cyklu. Mělo by být nastaveno alespoň na tRAS + tRP. Nezmínili jsme tRP. Zde utahování nemá přímo velký vliv na výkon. Je to minimální počet cyklů potřebný k dokončení příkazu předběžného nabití k uzavření řádku.

Zpoždění RAS do RAS

tRRD udává minimální počet cyklů mezi „aktivačními“ příkazy do různých bank na fyzické úrovni DRAM. V každé bance může být otevřen pouze jeden řádek. S více bankami však může být otevřeno více řádků najednou, i když pouze s jednou lze pracovat najednou. To pomáhá při zřetězení příkazů. Minimální hodnota povolená paměťovým řadičem jsou 4 cykly. Toto může být rozděleno do dvou samostatných časování, tRRD_S a tRRD_L, které v tomto pořadí znamenají krátké a dlouhé. Tyto odkazují na tRRD při přístupu k bankám v různých skupinách bank nebo ve stejné skupině bank. Krátká hodnota by si měla zachovat minimální hodnotu 4 cyklů. Dlouhá hodnota je obvykle dvojnásobkem krátké hodnoty, ale může být možné ji dále zpřísnit.

Čtyři aktivační okno

tFAW, někdy nazývané páté aktivační okno, určuje časové okno, během kterého lze vydat pouze čtyři aktivační příkazy. Je to proto, že spotřeba energie při otevírání řádku je významná. Provedení více než čtyř aktivací během této periody může způsobit, že pátá aktivace bude mít tak nízký dostupný výkon, že nebude moci spolehlivě přečíst hodnoty v řadě. To by mělo být minimálně 4x tRRD_s. Hodnoty nižší než toto budou ignorovány.

Příkaz pro obnovení času

tRFC je minimální počet cyklů, které musí příkaz pro obnovení provést. DRAM je dynamická a potřebuje pravidelně obnovovat paměťové buňky, aby neztratily svůj náboj. Proces obnovy znamená, že banka musí zůstat nečinná minimálně po celou dobu trvání tRFC. Je zřejmé, že to může mít dopad na výkon, zejména u malého počtu bank. Toto číslo je obvykle poměrně konzervativní a lze jej obecně trochu snížit. Přílišné utažení tRFC povede k rozšířeným problémům s poškozením paměti.

Časový interval obnovy

tREFI je jedinečné mezi všemi časováním DRAM ze dvou důvodů. Za prvé, jediným načasováním je spíše průměr než minimální nebo přesná hodnota. Za druhé, je to jediná hodnota, kterou musíte zvýšit, abyste získali vyšší výkon. tREFI je průměrná doba mezi obnovovacími cykly definovaná délkou pomocí tRFC. Tato hodnota bude mnohem vyšší než kdykoli jindy. Chcete, aby byl co nejvyšší a přitom zůstal stabilní. Typické hodnoty se budou pohybovat v rozmezí deseti až třiceti tisíc cyklů. Může však být stabilní s maximální hodnotou 65534. Tato hodnota musí být větší než tRFC. V současné době platforma AMD tuto hodnotu vůbec nevystavuje a na platformách Intel může být podpora omezena.

Jako každé jiné načasování je důležité provést dlouhodobé testování stability, aby se ověřilo, že jakákoli aktualizovaná hodnota tREFI je stabilní. Rozhodně byste měli začít vysoko a postupně se propracovávat dolů. Pamatujte, že příliš vysoké číslo může trvat několik hodin, než se zobrazí problémy se stabilitou. Další věc, kterou je třeba mít na paměti, je, že rychlost úbytku náboje v buňce DRAM se zvyšuje s rostoucí teplotou. To znamená, že pokud se chystáte na vysoké tREFI, možná budete muset snížit napětí. Možná budete muset zajistit, aby vaše RAM měla dobré proudění vzduchu. V některých případech, u sotva stabilních konfigurací, může změna teploty mezi ročními obdobími nebo v místnosti při dlouhých jízdách vychýlit pečlivou rovnováhu. To může způsobit, že dříve stabilní konfigurace bude nestabilní.

Bezpečné napětí

Napětí je pro přetaktování vždy zásadní. Vyšší napětí má tendenci znamenat větší šanci na stabilní přetaktování. Vyšší napětí má také tendenci výrazně zvýšit produkci tepla. To také zvyšuje riziko, že zabijete svůj hardware, takže buďte opatrní. Bohužel neexistuje žádná bezpečná hodnota. Je to proto, že existuje několik výrobců OEM paměťových IC, jejichž paměťové čipy fungují odlišně. Je to také částečně proto, že četná nastavení napětí se mohou – užitečně – lišit v názvu. Obvykle nechcete tyto hodnoty příliš zvýšit.

U DDR4 by 1,35V mělo být obecně v pořádku na všechno. Některé DDR4 DRAM IC mohou být dokonale stabilní i pro každodenní použití při 1,5V. V některých případech může být bezpečné i trochu více. Pro DDR5 jsou doporučení pro proudové napětí stejná. Vzhledem k nevyspělosti platformy se to může časem změnit.

Poznámka: Před zvýšením jmenovitého napětí v systému BIOS byste měli vždy prozkoumat přesný termín, abyste věděli, co měníte. Pamatujte, že zvýšení napětí může 100% zabít CPU, RAM a další hardware a zároveň zrušit záruku.

Buďte zvláště opatrní, pokud je výchozí hodnota daleko od 1,35 V, protože to může znamenat, že děláte něco špatně. Neexistují zde žádné záruky ani kontroly zdravého rozumu. BIOS bude předpokládat, že víte, co děláte, a přijme riziko, že byste mohli zabít hardware.

Rizikové napětí a podpětí

Předpokládejme, že potřebujete zvýšit napětí nad 1,35 V, abyste dosáhli stability. V tom případě se vyplatí prozkoumat, jakou variantu matrice od kterého DRAM IC OEM máte. Jakmile to budete vědět, můžete prozkoumat některá fóra o přetaktování paměti, abyste viděli doporučené limity napětí pro každodenní použití. Pamatujte si, že váš kilometrový výkon se může lišit, pokud jde o výkon, stabilitu a – kriticky – nezabíjí váš hardware.

I když můžete být schopni poskytnout více napětí, než je doporučeno, v ideálním případě bezpečně a bez jakýchkoli problémů. Obecně je nejlepší trochu podstřelit doporučené hodnoty. Pro většinu lidí ten poslední malý kousek výkonu navíc, který by se dal vymáčknout přetaktováním a přepětím na limit, nestojí za neznámé riziko zabití hardwaru a jeho výměny.

Jakmile vytočíte stabilní přetaktování RAM, může stát za to experimentovat se snížením napětí znovu. Podpětí je proces snižování provozního napětí. Obvykle umožňuje, aby hardware běžel chladněji a bezpečněji. Je to důležitější pro přetaktování CPU a GPU. Zde může snížení teploty umožnit mírné zvýšení špičkových rychlostí hodin. Rychlost RAM se však s teplotou takto nepřizpůsobuje. Snížení napětí paměti RAM, zejména po jejím zvýšení na začátku procesu přetaktování, jednoduše snižuje riziko smrti hardwaru a snižuje provozní teploty.

Další časování

Existuje spousta dalších sekundárních a terciárních časování, se kterými si můžete pohrát. Ty, které jsme uvedli výše, jsou však těmi, které obvykle poskytují nejvýraznější zvýšení výkonu. Konfigurace všech těchto hodnot na nejtěsnější možná nastavení.

Po celou dobu může ověření stability trvat dny nebo dokonce týdny tvrdé práce, což je obecně minimální zlepšení výkonu. Omezením změn uvedených nastavení můžete dosáhnout maximálního zlepšení s minimální potřebou času. Neměli byste to chápat tak, že proces bude krátký, pokud jen upravíte doporučená nastavení. Bude to rychlejší, ale ne krátké.

Závěr

Existuje široká škála způsobů, jak zlepšit výkon paměti RAM. Většina nastavení sama o sobě povede k minimálnímu zlepšení výkonu, ale v kombinaci jsou možná dobrá vylepšení. Pro úplné začátečníky je XMP správnou cestou. Je vynikající jako plug-and-play řešení, které je třeba pouze zapnout.

Pokud chcete jít ještě o něco dále, zvýšení frekvence a snížení CAS latence jsou obecně doporučované rychlé a snadné výhry. Poté se dostanete pěkně do hloubky. Proces optimalizace může trvat týdny práce, než dosáhnete limitu vašeho hardwaru.

Je také důležité být opatrný. Přetaktování může zabít hardware, zvláště pokud příliš zvýšíte napětí. Dokud se budete držet v rozumných mezích, můžete ze svého počítače vymáčknout slušné množství výkonu navíc bez jakýchkoli peněžních nákladů. Což je v naší knize výhra.