RAM-överklockning: grunderna

För att få bästa möjliga prestanda från din dator är det viktigt att få bra delar. När du väl har fått din solida dator kan du ofta få bättre prestanda genom att trimma sakerna lite. Din CPU, GPU och RAM kommer alla med standardprestandanivåer. Dessa är i allmänhet utformade för att fungera i de flesta scenarier, förutsatt att det finns tillräckligt med kylkraft för att inte orsaka överhettning. Om du har mer än tillräckligt med kylkraft kan du dock försöka driva saker lite längre genom att överklocka.

Ett ord till de kloka, överklockning innebär risk för systeminstabilitet och potentiellt hårdvaruskador eller till och med hårdvarufel. I allmänhet kommer manuell överklockning att ogiltigförklara garantin för åtminstone den berörda delen. I vissa fall kan överklockning av en del ogiltigförklara garantin på en annan. Till exempel kan överklockning av RAM-minnet, även genom att aktivera en XMP-profil som tillhandahålls av tillverkaren, ogiltigförklara garantin för åtminstone vissa Intel-processorer eftersom det resulterar i ökad och icke-standardiserad stress på minneskontrollern i CPU:n, vilket potentiellt kan orsaka CPU-fel. För att förhindra dessa typer av fel är det viktigt att vara försiktig, särskilt när du ökar spänningen.

Kärnan i all överklockning

Överklockningsprestanda baseras främst på tur och patientens försök och misstag. Eftersom datorer har en rad olika hårdvara, kanske det som fungerar i vissa datorer inte fungerar i andra. Dessutom kan kiselkomponenterna som överklockas ha olika prestandanivåer i det som kallas kisellotteriet. Prestandan hos din hårdvara kan helt enkelt bero på lyckan i silikonlotteriet.

Generellt sett sorterar tillverkare produkter i olika prestanda "fack" under testning i en binning-process. De bättre förpackade delarna hamnar vanligtvis i de mer avancerade produkterna, eftersom de i de lägre facken kanske inte kan nå de höga inställningarna. Det betyder inte att lägre arkiverade och billigare delar inte kan överklockas för bättre prestanda, bara att de tenderar att inte kunna gå lika långt som de högre arkiverade delarna.

När det gäller din faktiska upplevelse av överklockning är nyckeln att prova saker och sedan verifiera stabiliteten. Det räcker inte att bara kunna starta upp din dator. Du kan ha inställningar som verkar stabila, och efter timmar av tung belastningstestning kommer det att visa ett fel. Allvarligheten av dessa fel kan variera, från viss datakorruption till en programkrasch till en fullständig systemkrasch. Vid överklockning är det viktigt att bara ändra ett litet antal saker, helst bara en, per provkörning, för att mäta prestanda i det testet och för att övervaka långsiktig stabilitet.

RAM-överklockning: XMP

CPU är generellt sett den mest välkända formen av överklockning. Det är relativt enkelt att börja med och att få anständiga prestandaförbättringar i enkel- eller flertrådade arbetsbelastningar, beroende på hur du går tillväga. GPU-överklockning är lite mindre vanligt, eftersom GPU:er redan tenderar att köra nära värme- och effektgränser. Ändå kan små förbättringar på runt 200MHz uppnås för mindre prestandahöjningar i spelets prestanda.

RAM-överklockning är förmodligen den minst kända av de tre men kan vara den mest använda. Tekniskt sett har varje generation av RAM-minne bara ett begränsat antal standardhastigheter och timings publicerade av standardorganet JEDEC. RAM-tillverkare kan och gör RAM-minne som kan överträffa dessa standarder och sälja det med de inställningarna konfigurerade i en XMP-profil. XMP står för eXtreme Memory Profile, vilket gör ordet "profil" i slutet av XMP-profilen överflödigt men ofta använt.

XMP är ett utmärkt alternativ för vad som i huvudsak är plug-and-play RAM-överklockning. I slutet av saker och ting kanske inte alla system är kompatibla, men i allmänhet behöver du bara koppla in RAM-minnet och sedan som mest aktivera XMP-inställningen i BIOS. Eftersom XMP-profilerna är godkända av leverantören ogiltigförklaras inte garantin för din RAM-minne om du använder dem. Men som vi nämnde ovan kan det ogiltigförklara din CPU-garanti. Om du vill ha en enkel prestandaökning nästan utan ansträngning är XMP utmärkt.

Naturligtvis är XMP-profiler ofta säkra val som leverantören är villig att garantera. Med vissa manuella experiment kan du dock vanligtvis driva dem längre. Dessutom tillåter XMP endast leverantören att specificera ett litet underavsnitt av RAM-timingerna, vilket lämnar några som kan ha en prestandapåverkan vid vägkanten och mogna för manuell inställning.

Benchmarking och stabilitet Testa ditt RAM-minne

Innan du börjar med någon RAM-överklockning, med undantag för att aktivera XMP, är det viktigt att känna till ditt RAM:s baslinjeprestanda. Du kommer att vilja köra några minnesriktmärken och lagra dessa värden i något format, helst ett kalkylblad. Aida64s minnestester är ett populärt verktyg för benchmarking. Det kan också vara bra att ta ett genomsnitt av flera benchmarkingkörningar i spel du ofta spelar, förutsatt att de har en benchmarking-funktion. Om du gör spelbenchmarks är det bäst att se till att CPU:n är flaskhalsen genom att köra med låg upplösning. Statistiska skillnader från RAM-prestanda kommer att vara mycket svårare att se om du befinner dig i ett GPU-begränsat scenario.

Även om du inte nödvändigtvis behöver göra det varje gång du ändrar någon inställning. Det är viktigt att kontrollera att dina inställningar är stabila under långvarig belastning. Även om du inte kör ett långsiktigt stresstest efter varje förändring, är det nödvändigt att köra ett kort test varje gång. För det mesta kommer minnesfel att bli uppenbara inom ett snabbt tiominuters stresstest, så det är en bra utgångspunkt.

Obs : Det enda möjliga undantaget från att behöva testa varje ändring är precis i början av processen. Anta att du är säker på att du kan göra små ändringar och inte har något emot att behöva ångra dem och testa dem igen. I så fall kan du i allmänhet komma undan med detta i början.

Anta till exempel att du ökar klockfrekvensen med 200MHz och tappar var och en av de primära timingarna med två. I så fall kan du upptäcka att detta är stabilt, vilket kan spara en hel del tid. Detta blir mycket mindre sannolikt att fungera när du börjar dra åt tidpunkterna ordentligt och stöter på kanten av stabilitet för din hårdvara.

Långsiktiga stabilitetstester

Problem med minnesstabilitet kan tyvärr vara sällsynta nog för att du ska kunna starta upp ditt operativsystem och köra benchmarks. Bara för att ramla omkull efter 6 timmars stresstestning. Även om detta kan räcka om du bara försöker gå på engångskörningar med världsrekord överklockning, räcker det inte om du vill använda din dator.

Så mycket som stabilitetstestning och prestandaloggning kan låta och vara monotont och tråkigt, är det nödvändigt. Om du inte testar stabilitet kan du sluta med att din dator kraschar eller korrumperar data, vilket aldrig är bra. Utan att logga ändringarna du gör och prestationsstatistiken du får med varje ändrad inställning kan du inte veta om du faktiskt gör något bättre. Eller vilka förändringar du helst bör rulla tillbaka om två individuella skillnader är stabila, men båda tillsammans inte är det. Snyggt, loggning innebär också att du kan se och dela din totala prestandaökning när du är klar med att justera inställningarna.

Ökar klockhastigheten

Det finns två huvudsakliga saker du kan ändra i minnesöverklockning. Tiden per cykel/cykler per sekund och antalet cykler för specifika åtgärder. Klockfrekvensen styr antalet cykler per sekund, och högre är bättre, vilket möjliggör större bandbredd. Latensen är en produkt av tiden för en enskild klockcykel och antalet cykler som behövs för specifika åtgärder. Antalet cykler för dessa åtgärder betecknas av minnestiderna. Lägre siffror är bättre, men när minnets klockhastighet ökar, kan och måste också tiderna öka.

Till exempel, om du har DDR4-3200-minne med en CL-timing på 16 och DDR5-6400-minne med en CL-timing på 32, kommer det senare att ha dubbelt så mycket bandbredd. Detta beror på att den körs med dubbelt så hög klockhastighet, vilket möjliggör dubbelt så många överföringar per sekund. Den faktiska minneslatensen kommer dock att vara densamma. Detta beror på att timings är räkningar i enkla klockcykler, inte absoluta värden. Latensen är densamma eftersom den fördubblade CL-timingen avbryts genom att halvera tiden för en enskild klockcykel.

Notera : Som kommer att tas upp inom kort är CL bara en av många timings, och även om det kan ha en effekt, är det långt ifrån det enda måttet på minneslatens.

Lossa tidpunkterna

Du kan öka bandbredden genom att trycka på klockhastigheten så högt du kan. Du kan försöka hålla tiderna oförändrade, men du kommer förmodligen inte att komma särskilt långt med det, eftersom tiderna blir alldeles för snäva. Du måste lossa på tiderna för att ytterligare öka dina klockhastigheter. Du kan dra åt dem senare men vill göra det med högsta möjliga klockfrekvens.

Om du vill spara lite tid kan du försöka hitta tidpunkterna för snabbare minneshastigheter som erbjuds av samma leverantör inom samma minnesintervall. Detta kan ge dig ett utmärkt ställe att börja. Däremot kan du behöva lossa på tiderna lite ytterligare. Anta att ditt varumärke inte har en variant med högre hastighet. I så fall kan du ha viss framgång när du letar efter statistiken för andra märken som använder samma DRAM IC OEM och formvariant. Ändå kan det vara lättare att öka timingarna proportionellt mot klockhastighetsändringen, och knuffa dem lite högre om det behövs.

Minnesutrustning

Även om den tekniskt inte överklockar, kan minnesväxelinställningen påverka din stabilitet avsevärt. Det kan också uppmuntra dig att undvika att trycka klockor inom ett specifikt intervall. Som standard tenderar minnet att köras med ett klockhastighetsförhållande på 1:1 med minneskontrollern. När du trycker på minnesklockhastigheten ökar belastningen på minneskontrollern avsevärt. Detta ökar värmeproduktionen och spänningskraven. Hög värme och spänning kan orsaka stabilitetsproblem. I värsta fall kan det döda din minneskontroller och därmed din CPU. Det är därför minnesöverklockning potentiellt kan ogiltigförklara din CPU-garanti.

Gear 2 sätter minneskontrollern i ett 1:2-förhållande med minnesklockan. Detta minskar minneskontrollerns belastning avsevärt men introducerar lite extra latens. I allmänhet är den punkt där du behöver aktivera växel 2 av stabilitetsskäl vid 3600MTs. Tyvärr innebär latensstraffet att göra det att upp till cirka 4400MTs, det finns en faktisk prestationsstraff. Om du kan köra ditt minne i en stabil installation över 4400MTs är Gear 2 idealisk. Men om du kan trycka bortom 3600MTs men inte 4400MTs, backa sedan tillbaka klockhastigheten till 3600MTs. Där fokuserar man på att dra åt minnestiderna ytterligare istället.

Obs: Gear 4 erbjuds tekniskt för DDR5. Den sätter förhållandet till 1:4 av samma skäl med samma nackdelar. Det nuvarande DDR5-minnet är inte tillräckligt snabbt för att behöva dra fördel av Gear 4.

CAS-latens

Standardmåttet för RAM-latensen kommer från CAS-latensen. Detta förkortas ofta till CL, tCAS eller tCL. Som vi behandlade i vår senaste guide till minnestider mäter tCL hur snabbt RAM-minnet kan ge tillgång till en kolumn i en redan öppen rad. Som nästan alla minnestider är lägre bättre, även om du kan förvänta dig skalning uppåt med ökad klockhastighet. När du sänker detta värde, håll det alltid jämnt. Udda siffror tenderar att vara betydligt mindre stabila.

Notera: Denna uppåtgående skalning med klockhastighet ökar för tCL och alla andra minnestider beror på notationen. Timings är alla mått på hur många klockcykler som krävs för att göra något. Den absoluta tiden det tar att göra något förändras inte när klockhastigheten ökar. RAM kan bara öppna en kolumn på 10 nanosekunder, till exempel. Dina tider behöver bara återspegla den absoluta tiden i klockcykler.

RAS till CAS fördröjning

tRCD är det minsta antalet processorcykler som behövs för att öppna en rad, förutsatt att ingen rad är öppen. Detta kan separeras i tRCDWR och tRCDRD, som betecknar skrivningar respektive läser. De två värdena bör vara desamma om värdena är åtskilda ovan. Dessa värden behöver inte nödvändigtvis vara jämna och kommer i allmänhet att vara något högre än tCL.

Radaktiveringstid

tRAS är det minsta antalet cykler mellan en rad som öppnas och förladdningskommandot som utfärdas för att stänga den igen. Detta har historiskt legat runt värdet av tRCD + tCL. För nuvarande DDR5-moduler verkar den dock vara inställd närmare tRCD +(2x tCL). Det är oklart om detta är en brist på optimering med tanke på plattformens bristande mognad eller en nödvändig förändring för plattformen. Du kan ha framgång med att dra åt denna timer, beroende på din plattform.

Bankcykeltid

tRC är antalet cykler det tar för en rad att slutföra en hel cykel. Den bör vara inställd på minst tRAS + tRP. Vi har inte nämnt tRP. Här som åtstramning inte direkt ger mycket av en prestanda inverkan. Det är det minsta antal cykler som krävs för att slutföra ett förladdningskommando för att stänga en rad.

RAS till RAS Fördröjning

tRRD anger det minsta antalet cykler mellan "aktivera"-kommandon till olika banker på en fysisk rangordning av DRAM. Endast en rad kan vara öppen per bank. Med flera banker kan dock flera rader vara öppna samtidigt, även om endast en någonsin kan interageras med på en gång. Detta hjälper till med pipelining-kommandon. Minsta tillåtna värde av minneskontrollern är 4 cykler. Detta kan delas upp i två separata tidpunkter, tRRD_S och tRRD_L, som betyder kort respektive lång. Dessa hänvisar till tRRD vid åtkomst till banker i olika bankgrupper respektive i samma bankgrupp. Det korta värdet bör behålla minimivärdet på 4 cykler. Det långa värdet är vanligtvis två gånger det korta värdet men kan eventuellt dras åt ytterligare.

Fyra aktiveringsfönster

tFAW, ibland kallat det femte aktiveringsfönstret, anger ett tidsfönster inom vilket endast fyra aktiveringskommandon kan utfärdas. Detta beror på att strömförbrukningen för att öppna en rad är betydande. Att utföra fler än fyra aktiveringar under denna rullande period kan göra att den femte aktiveringen har så låg tillgänglig effekt att den inte kan avläsa värdena i raden på ett tillförlitligt sätt. Detta bör vara minst 4x tRRD_s. Värden lägre än detta kommer att ignoreras.

Kommandot Time Refresh

tRFC är det minsta antalet cykler som ett uppdateringskommando måste ta. DRAM, som är dynamiskt, behöver regelbundet uppdatera minnescellerna så att de inte förlorar sin laddning. Uppdateringsprocessen innebär att en bank måste vara inaktiv under åtminstone hela tRFC-tiden. Uppenbarligen kan detta ha en resultatpåverkan, särskilt med ett litet antal banker. Denna siffra är vanligtvis relativt konservativ och kan generellt minskas något. Att dra åt tRFC för mycket kommer att leda till omfattande problem med minneskorruption.

Tidsuppdateringsintervall

tREFI är unik bland alla DRAM-tider av två anledningar. För det första är den enda tidpunkten ett medelvärde snarare än ett minimum eller exakt värde. För det andra är det det enda värdet som du behöver öka för att få ökad prestanda. tREFI är den genomsnittliga tiden mellan uppdateringscykler, definierad i längd med tRFC. Detta värde kommer att vara mycket högre än någon annan gång. Du vill att den ska vara så hög som möjligt samtidigt som den förblir stabil. Typiska värden kommer att ligga inom tio till trettio tusen cykelintervall. Det kan dock vara stabilt med ett maximalt värde på 65534. Detta värde måste vara större än tRFC. För närvarande exponerar inte AMD-plattformen detta värde alls, och stödet kan vara begränsat på Intel-plattformar.

Liksom alla andra tidpunkter är det viktigt att utföra långsiktiga stabilitetstestningar för att verifiera att eventuellt uppdaterat tREFI-värde är stabilt. Du bör definitivt börja högt och arbeta dig ner. Kom ihåg att en siffra bara lite för hög kan ta flera timmar för att visa stabilitetsproblem. En annan sak att tänka på är att hastigheten för laddningsavklingningen i en DRAM-cell ökar när temperaturen ökar. Det betyder att om du går för en hög tREFI kan du behöva minska spänningen. Du kan också behöva se till att ditt RAM-minne har bra luftflöde. I vissa fall, på knappt stabila konfigurationer, kan temperaturförändringen mellan årstider eller i rummet under långa körningar tippa den försiktiga balansen. Detta kan göra en tidigare stabil konfiguration instabil.

Säker spänning

Spänning är alltid avgörande för överklockning. En högre spänning tenderar att innebära en bättre chans till en stabil överklockning. Högre spänning tenderar också att avsevärt öka värmeproduktionen. Det ökar också risken för att du dödar din hårdvara, så var försiktig. Tyvärr finns det inget säkert värde. Detta beror på att det finns flera OEM-tillverkare för minneskretsar vars minneschip presterar olika. Det beror också delvis på att många spänningsinställningar kan – med fördel – variera i namnet. Vanligtvis vill du inte öka dessa värden mycket.

För DDR4 borde 1,35V i allmänhet vara ok för allt. Vissa DDR4 DRAM IC:er kan vara perfekt stabila även för daglig användning vid 1,5V. I vissa fall kan lite mer vara säkert också. För DDR5 är rekommendationerna för strömspänning desamma. Med tanke på plattformens omogenhet kan detta förändras med tiden.

Obs: Innan du ökar en spänningsklassificering i BIOS bör du alltid undersöka den exakta termen för att veta vad du ändrar. Kom ihåg att en ökning av spänningen kan döda processorer, RAM och annan hårdvara till 100 % samtidigt som garantin ogiltigförklaras.

Var extra försiktig om standardvärdet är långt ifrån 1,35V, eftersom det kan tyda på att du gör något fel. Det finns inga säkerhetsåtgärder eller hälsokontroller här. BIOS kommer att anta att du vet vad du gör och accepterar risken att du kan döda hårdvaran.

Riskfylld spänning och underspänning

Anta att du behöver öka din spänning över 1,35V för att uppnå stabilitet. I så fall är det värt att undersöka vilken formvariant från vilken DRAM IC OEM du har. När du väl vet detta kan du undersöka några minnesöverklockningsforum för att se de rekommenderade spänningsgränserna för daglig användning. Kom ihåg att din körsträcka kan variera när det gäller prestanda, stabilitet och – kritiskt – att inte döda din hårdvara.

Även om du kanske kan tillhandahålla mer spänning än vad som rekommenderas, helst säkert utan några som helst problem. Det är i allmänhet bäst att underskrida de rekommenderade värdena lite. För de flesta människor är den sista lilla extra prestanda som kan pressas ut via överklockning och överspänning till det yttersta inte värt den okända risken att döda din hårdvara och ersätta den.

När du väl har slagit in en stabil överklocka på ditt RAM-minne kan det vara värt att experimentera med att sänka spänningen igen. Underspänning är processen att minska löpspänningen. Det låter vanligtvis hårdvaran köras svalare och säkrare. Det är mer kritiskt för CPU- och GPU-överklockning. Där kan temperatursänkningen tillåta en liten ökning av toppklockhastigheterna. RAM-hastigheterna justeras dock inte med sådan temperatur. Att minska spänningen på ditt RAM-minne, särskilt efter att ha ökat den i början av överklockningsprocessen, minskar helt enkelt risken för hårdvarudöd och minskar driftstemperaturerna.

Andra tider

Det finns massor av andra sekundära och tertiära timings som du kan pilla med. De vi har listat ovan är dock de som tenderar att ge den mest betydande prestandaökningen. Konfigurera alla dessa värden till de snästa möjliga inställningarna.

Hela tiden kan verifiering av stabilitet ta dagar eller till och med veckor av hårt arbete för vad som i allmänhet är en minimal prestandaförbättring. Genom att begränsa ändringar av de nämnda inställningarna kan du få den största förbättringen med minimal tid som krävs. Du ska inte ta detta som att processen blir kort om du bara justerar de rekommenderade inställningarna. Det blir snabbare, men inte kort.

Slutsats

Det finns ett brett utbud av sätt att förbättra prestandan för ditt RAM-minne. På egen hand kommer de flesta inställningar att resultera i minimal prestandaförbättring, men i kombination är bra förbättringar möjliga. För absolut nybörjare är XMP rätt väg att gå. Den är utmärkt som en plug-and-play-lösning som bara behöver slås på.

Om du vill gå lite längre är att öka frekvensen och minska CAS-latensen de generellt rekommenderade snabba och enkla vinsterna. Efter det blir man ganska djupgående. Optimeringsprocessen kan ta veckors arbete för att nå gränsen för din hårdvara.

Det är också viktigt att vara försiktig. Överklockning kan döda hårdvara, speciellt om du ökar spänningen med för mycket. Så länge du håller dig inom rimliga gränser kan du pressa ut en anständig mängd extra prestanda ur din dator utan någon ekonomisk kostnad. Vilket är en vinst i vår bok.