Caractéristiques et performances de la RAM

Caractéristiques et performances de la RAM
Juin 2014
Caractéristiques de la RAM
Les principes généraux de choix de RAM sont décrits
dans cet article : quelle mémoire vive acheter Ici on va
expliciter un peu plus les caractéristiques de la
mémoire, type, fréquence, timings, et donner quelques
résultats de performances dans des applications
concrètes. Sommaire:
Caractéristiques techniques
type de RAM : DDR, DDR2, DDR3
La fréquence
Les timings
Le Dual Channel
La quantité
Performances mesurées
Overclocking
Caractéristiques techniques
type de RAM : DDR, DDR2, DDR3
Chaque carte mère ne gère en général qu'un seul type de mémoire , c'est le contrôleur mémoire
de la carte mère qui décide. Ce contrôleur mémoire est intégré dans le Northbridge sur une carte
mère Intel soclet 775, mais se trouve dans le processeur depuis longtemps chez AMD, et depuis
les sockets 1366 et 1156 chez Intel. La plupart des cartes mères ne supportent qu'un type de
RAM, mais il a existé des modèles qui supportent 2 types de RAM, avec des slots dédiés (pas en
même temps). La plus vieille de toute est la DDR, qui ne sert désormais qu'à mettre à jour un
vieux PC. La DDR2 a eu son heure de gloire pendant plusieurs années, mais elle est
actuellement en perte de vitesse, car elle correspond à des sockets en fin de vie. Quant à la
DDR3, elle s'est généralisée depuis environ un an, avec les plateformes AMD AM3 et Intel 1366
et 1156 . Physiquement, les différents types de RAM se distinguent par une encoche les
empêchant de se monter sur une carte mère qui ne les supporte pas.
La fréquence
Il existe un grand nombre de fréquences différentes pour les barrettes de RAM, sans compter ce
qu'on peut obtenir avec l'overclocking. Ces fréquences varient environ de 133Mhz à 2000Mhz,
mais la fréquence effective varie de 133/2=66.5Mhz à 2000/2=1000Mhz soit 1Ghz. Il est donc
tout à fait normal que CPU-Z vous indique 533Mhz alors que vous avez acheté de la PC2-8500,
DDR2 à 1066Mhz, car CPU-Z indique la fréquence d'E/S (entrée/sortie), appelée parfois
fréquence effective. De même, la PC3 1600Mhz a une fréquence effective de 800Mhz. Les
fréquences de fonctionnement de la RAM sont encore plus basses, lire le tableau des
fréquences de RAM. Lors du choix de votre barrette il faudra donc prendre cette fréquence en
compte, en choisissant de préférence la plus haute fréquence supportée par votre carte mère,
pour des questions de performances et aussi en cas d'overclocking. Par exemple, si le site
constructeur de votre carte mère (ou votre manuel carte mère) indique qu'elle supporte les DDR3
à 1066/1333/1600 MHz, il faut lui mettre uniquement de la DDR3 à ces fréquences, et de
préférence de la PC3-12800 à 1600MHz.
Les timings
Les timings déterminent le temps en nombre de cycles d'horloge pour effectuer une opération.
Pour la définition des différents timings, lire RAM. Le plus important est le CAS latency (Column
Address Strobe), temps d'accès à une colonne. Pour faire simple, plus les timings sont agressifs
(réduits), et plus la mémoire sera rapide, pour une fréquence donnée. Par exemple, des timings
de 4-4-4-12, seront meilleurs que 5-5-5-15 pour de la DDR2, ou 7-7-7-21 seront meilleurs que 99-9-27 pour de la DDR3, pour une fréquence donnée. Et si on compare de la RAM avec
fréquence et timings différents, plus précisément fréquence et timings plus élevés par rapport à
une RAM avec fréquence et timings plus bas ? Ce n'est pas facile de répondre, car ces 2
paramètres ne sont pas indépendants : Par exemple, avec une barrette de DDR3 1600Mhz CAS
8, ayant une fréquence effective de 800Mhz et un CAS de 8 , l'exécution du CAS correspond à 8
cycles d'horloge à 800Mhz, soit un centième de nanoseconde. Avec une barrette de DDR3
2000Mhz CAS 10, l'exécution du CAS correspond à 10 cycles d'horloge à 1Ghz, soit là aussi un
centième de nanoseconde . Elle donnera donc les mêmes performances que la DDR3 1600Mhz
CAS 8, ne changeant ni la bande passante, ni la stabilité. On trouverait de la meme manière le
meme résultat pour de la DDR3 1333MHz CAS 6, qui aurait un temps d'exécution du CAS de 6
cycles d'horloge à 666 MHz, soit là aussi un centième de nanoseconde. Ces 3 modèles RAM,
DDR3 2000MHz CAS 10, DDR3 1600 MHz CAS 8 et DDR3 1333 MHz CAS 6 ont donc
exactement les memes performances. comparer les fréquences de RAM ne veut rien dire si
on ne compare pas aussi le CAS.
Le Dual Channel
Le Dual Channel est une technologie gérée par le contrôleur mémoire permettant de doubler la
bande passante mémoire d'un point de vue théorique. Mais la situation est toute autre en
pratique. Le gain du Dual Channel était surtout présent du temps des Pentium 4 (en 2004), par
contre sur les socket 775 et socket 1156 d'Intel c'est faible, au maximum 5% de mieux selon des
tests réalisés : mais pourquoi s'en priver... Depuis le socket 1366, le Triple Channel est apparu,
devant en principe encore améliorer les performances. Malheureusement, les tests comparatifs
effectués ne montrent pas de différences flagrantes par rapport au Dual Channel : là aussi les
différences sont de quelques %.
La quantité
Enfin, la question qui se pose est : quelle quantité de RAM dois-je installer pour avoir un PC
fluide ? Avec Windows XP il y a quelques années, on recommandait 2Go pour etre tranquille.
Avec Windows 7 actuellement, on conseille plutot 4Go de RAM. Vu le faible cout de la DDR3
début 2012, certains installent 6 ou 8 Go de DDR3 ; est ce vraiment mieux ? Des tests réalisés
fin 2009 par différents sites spécialisés sont montrés au paragraphe "Performances mesurées".
Performances mesurées
Les benchs permettent en général de voir tout de suite des améliorations assez spectaculaires
de la bande passante mémoire, comme par exemple le bench de Sisoft Sandra. Mais ces tests
ne correspondent pas à la réalité de tous les jours, sur applications pratiques les gains sont
beaucoup plus faibles. La revue PC Update N°42 a effectué des mesures sur 3 plate-formes
différentes AMD socket AM3 (DDR3), Intel socket 775 (DDR2) et 1366 (DDR3), sur Far Cry 2,
WinRaR, et encodage H.264, et trouve des différences de performances assez faibles entre les
différentes fréquences/CAS de mémoires , ainsi qu'entre Triple, Dual et Single Channel : 3% de
différence max entre DDR2 800Mhz CAS 5 et DDR2 1066 Mhz CAS 4, et moins de 4% d'écart
entre Single et Dual Channel sur carte mère socket 775. Sur plate forme AM3 ou 1366, les
variations sont du meme ordre de grandeur : - DDR3 de meme CAS : entre DDR3 1066 MHz
CAS 7 et DDR3 1866 MHz CAS 7 : 6% d'écart sur WinRaR et 4% sur Far Cry 2 en faveur de la
1866MHz, - DDR3 de meme fréquence : entre DDR3 1600 MHz CAS 9 et DDR3 1600 MHz CAS
7 : 3% d'écart max en faveur de la RAM CAS 7, - différences entre Single Channel, Dual
Channel et Triple Channel (socket 1366) : environ 1% sur Far Cry 2 et WinRaR, seul l'encodage
H.264 donne 5% d'écart entre Single et Dual Channel, et le Triple Channel donne encore 2,5%
de mieux... Pour la DDR3, la fréquence est l'élément déterminant pour la rapidité, les latences
étant plutôt secondaires, vous pouvez lire les tests réalisés ici : DDR3 : Fréquence et CAS.
D'autres essais ont été effectués, sur benchs synthétiques mais aussi en jeux 3D On retrouve sur
les benchs synthétiques les résultats du site précédent, à savoir la plus grande importance de la
fréquence sur les timings, les performances augmentant par palier en fonction de la fréquence,
voir DDR3 avec Aida64 Mais sur jeux, la progression est constante avec les fréquences et les
timings, voir DDR3 en Jeux 3D On constate que la DDR3 1600MHz CAS7, qui se trouve vers
50€ les 2x2Go (Corsair, G-Skill, Kingston,...) est un très bon compromis, la DDR3 1333MHz
coutant à peine moins cher (~40€), alors que la DDR3 2133MHz CAS 9 coute environ 100€ les
2x2 Go. Il faut noter que ces prix peuvent fluctuer rapidement, je vous suggère de rester à l'affut :
par exemple un kit de DDR3 2133MHz CAS9 (F3-17000CL9D-4GBXL) fonctionnant à 1.6V se
trouve à environ 60€ mi-mai 2011... Concernant la quantité de RAM, voici les tests réalisés par 2
sites très connus, montrant fin 2009 une légère amélioration des performances quand on passe
de 2 puis à 4 et enfin à 6 Go de DDR3 : Test 1 Test 2
Overclocking
Comme les autres composants d'un PC, on peut etre amener à tirer le meilleur de ses barrettes.
Il faut garder à l'esprit que les gains obtenus sur applications pratiques sont nettement plus
faibles que ceux obtenus en overclockant le processeur, alors que les risques d'instabilité sont
bien présents. Il faut aller dans le Bios, et modifier les paramètres de la RAM. On peut augmenter
la fréquence RAM, en fixant les timings ou en les laissant en 'auto', ou réduire les timings, en
fixant la fréquence de la RAM : tout dépend si vous overclockez aussi le CPU ou non. D'une
manière générale, il vaut mieux monter en fréquence que de réduire les timings. Il faudra bien
souvent ajuster la valeur de la tension à 1.65V (voir la notice de vos barrettes), la valeur standard
étant de 1.50V pour la DDR3. En entrée de gamme, les barrettes ECO basse tension (1.35V) se
montrent souvent les meilleures pour monter en fréquence, par exemple, 880Mhz effectifs en 7-87-21 pour les GSkill ECO 1600Mhz CAS 9 . En haut de gamme, les meilleures barrettes tiennent
facilement 7-7-7-21 à 1GHz effectif, soit 2000MHz en appellation commerciale (DDR3
2000MHz). La fréquence de fonctionnement du contrôleur mémoire a aussi son importance pour
l'overclocking, mais elle n'est pas réglable sur socket 1156, CPU Clarkdale et Lynnfield. En
socket 1156, il n'est pas conseillé de monter au delà de 2000MHz commerciaux (1GHz effectif),
car ca correspond à la limite des contrôleurs mémoire intégrés dans les Clarkdale : il vaut mieux
dans ce cas baisser les timings si on veut gagner en performances. En socket 1155,
l'overclocking du CPU par le Bus de Base n'est pas possible, mais en compensation Intel a
libéré le coefficient multiplicateur de la mémoire RAM : on peut monter jusqu'à 2400MHz avec
une carte mère à P67... Optimiser les réglages (fréquence, timings) sur sa mémoire DDR3
permet une amélioration qui varie de quelques % en jeux à environ 8-10% en encodage vidéo :
ce n'est pas aussi spectaculaire que l'overclocking d'un CPU, mais c'est toujours bon à prendre.
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