Bericht: RAM: Takt oder Timings?

Einleitung

Immer wieder stellen sich Athlon-64-Besitzern die Frage, ob man sich, gerade wenn es um das Übertakten des Systems geht, teuren Speicher kaufen sollte. Soll er besonders niedrige Latenzen aufweisen, kann der Preis schnell um den Faktor zwei bis drei steigen. Und ein potentes Overclocking-Mainboard ist da noch außen vorgelassen.

Keine leichte Entscheidung, zumal der Athlon 64 durch seine Architektur (Integration des Speichercontrollers in die CPU) dazu neigt, mehr Leistung aus einer Übertaktung der CPU zu holen, auch ohne mit schnellem und dadurch teuren Speicher zu arbeiten. Vorausgesetzt, der Speicherteiler wird genutzt. Im Gegensatz dazu zeigen Intel-Systeme im asynchronen Betrieb, den es beim AMD-Pendant nicht gibt, deutliche Leistungseinbußen.

In diesem Test soll nun der Frage nachgegangen werden, wie groß der Einfluss von Takt und Timings ist. Grundlage dieses Artikels ist eine vorangegangene Messreihe, welche um Anwendungs- und Spielebenchmarks ergänzt wurde.

An dieser Stelle möchten wir unserem Forummitglied „stummerwinter“ einen Dank aussprechen, der diesen Artikel verfasst hat.

Lesezeichen
- Grundlagen: Athlon 64 übertakten [1]

- Takt oder Timings beim RAM [2]

Testsystem

• Prozessor
  • AMD Athlon 64 Opteron 146 @ 3,00 GHz mit 1,51 V (laut CPU-Z [3])
• Motherboard
  • DFI [4] UT NF4 Ultra-D mit BIOS 702-1 (sowohl für TCCD/TCC5Chips, als auch BH-5/CH-5-Chips)
• Arbeitsspeicher
  • 2x 512 MB OCZ [5] Gold VX PC3200 (CH-5-Chips), betrieben mit 3,2 V
  • 2x 512 MB OCZ Platinum EL PC3200 (TCC5-Chips), betrieben mit 2,9 V
• Grafikkarten
  • ATI [6] X800 XL mit Catalyst 5.11
• Peripherie
  • Samsung [7] SP1213N Festplatte
  • Enermax [8] EG365AX-VE Netzteil
• Software
  • Microsoft Windows XP Professional SP2
  • Microsoft DirectX 9.0c

Als Vertreter der Arbeitsspeicherfraktion, die auch bei hohen Taktraten noch schnelle Timings zulässt, kam der OCZ Gold VX zum Einsatz. Beim Betrieb mit entsprechender Spannung (in diesem Fall 3,2 Volt – was aber weit außerhalb der Spezifikation liegt) sind mit diesen Modulen auch bei 250 Mhz noch Timings von 2.0-2-2-5-1T möglich.

Testeinstellungen:

• OCZ VX @ 200 MHz (3:2) / 2.0-2-2-5-1T
  
• OCZ VX @ 250 MHz (6:5) / 2.0-2-2-5-1T
  

Als Alternative, sozusagen als Vertreter der hohen Taktraten und moderaten Spannungen, treten OCZ-Platinum-Module mit TCC5-Chips, die 300 MHz mit 2,9 V erreichen (ebenfalls außerhalb der Spezifikation), an.

Testeinstellungen:

• OCZ Platinum @ 200 MHz (3:2) 3.0-4-4-8-1T
  
• OCZ Platinum @ 200 MHz (3:2) 3.0-4-4-8-2T
  
• OCZ Platinum @ 300 MHz (1:1) 3.0-4-4-8-1T
  
• OCZ Platinum @ 300 MHz (1:1) 3.0-4-4-8-2T
  
  

Aufgrund der hohen Anzahl an Benchmarks wurden nur extreme Einstellungen gemessen. Neben schnellen Timings wurde auch zwei Einstellungen mit einer Commandrate von 2T untersucht. Die Frage nach dem Einfluss dieser Einstellung taucht immer häufiger auf, da beim Betrieb eines Athlon 64 mit vier Speicherriegeln diese in der Regel auf 2T gesetzt werden muss, was einen Performanceeinbruch zur Folge hat. Nur in welchem Umfang, das ist oftmals unklar.

Benchmarks

Nachfolgend die Übersicht der im Test verwendeten Software:

1. SuperPi [9], 1M und 32M
   
2. Everest [10], Lese- und Schreibdurchsatz
   
3. SiSoft [11] Sandra 2005, Speicherdurchsatz IntBuff und FloatBuff
   
4. PCMark05 [12], RAM (nicht mit der Freewareversion möglich)
   
5. Aquamark [13], (Default)
   
6. 3DMark01 [11] SE und 3DMark05, (Default)
   
7. Unreal Tournament 2004 Demo, mit BenchemAll gemessen (1280 x 1024, Rest Default)
   
8. AoE III Demo, Intro, mit Fraps gemessen (1280 x 1024, Rest Default)
   
9. F.E.A.R. Demo, Intro, mit Fraps gemessen (1024 x 768, Rest Default)
   
10. WinRAR [14] 3.51, packen von 231 MB und entpacken von 454 MB
    
11. Lame [15] 3.96, umwandeln einer 421 MB Wave- in ein 192 kbps MP3-Datei

Der Ablauf sah wie folgt aus: Zunächst wurden der Rechner gestartet und im BIOS die entsprechenden Einstellungen vorgenommen. Nach dem Neustart wurden die Benchmarks der Reihe nach durchgeführt. Cool'n'Quiet und eine eventuell lastabhängige CPU-Übertaktung waren deaktiviert. Lediglich die Werte von Age of Empires III und F.E.A.R. wurden später ermittelt – jeweils nach einem Neustart.

Synthetische Benchmarks

Beim reinen Speicherdurchsatz sind teils enorme Zuwächse durch Takterhöhungen zu verzeichnen – in der Spitze über 40%. Der Einfluss der Commandrate ist in Everest vernachlässigbar.

Everest   schreiben: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 2.016 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 2.370 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 2.518 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 3.108 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 2.761 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 3.321   lesen: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 5.512 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 5.605 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 5.954 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 7.055 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 7.745 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 7.798 Angaben in Megabyte pro Sekunde (MB/s)

Bei SiSoft Sandra sind die Unterschiede im Vergleich zu Everest noch größer. Darüber hinaus ist ein circa 20 Prozent ausmachender Einfluss der Commandrate sowohl bei geringem als auch bei hohem Takt zu erkennen. Insgesamt bleibt jedoch ein Vorteil für den Takt.

SiSoftSandra – RAM   IntBuff: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 4.904 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 5.932 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 6.023 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 7.482 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 6.947 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 7.975   FloatBuff: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 4.906 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 5.932 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 6.049 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 7.409 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 6.956 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 7.876 Angaben in Punkten

Eine weitere Anwendung für RAM-Benchmarks ist die RAM-Testroutine des PCMark05 von Futuremark (nicht in der Freewareversion enthalten). In der Tendenz zeigt sich das gleiche Bild wie bei Sandra, allerdings mit geringeren Unterschiede.

PCMark05 – RAM 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 4.279 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 4.651 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 4.862 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 5.316 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 5.160 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 5.546 Angaben in Punkten

Nach den reinen Speicherbenchmarks kommen nun kombinierte Testszenarien zum Einsatz, bei denen das Zusammenspiel aus Speicher und dem restlichen System entscheidend ist. Durch gezieltes Tuning ist es auch hier möglich, etwa zehn Prozent bessere Ergebnisse im Vergleich zur langsamsten Einstellung zu erzielen – mit einem leichten Vorteil für die Kombination aus schnellen Timings und hohem Takt. Ein um 50 MHz höherer Takt kann die schnellen Timings nicht ausgleichen. Erstaunlicherweise brachte der 32M-Test in SuperPI mit der 300-MHz-Taktung und einer Commandrate von 2T eine Fehlermeldung. 1T lief problemlos durch.

SuperPi   1M: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 0:30 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 0:30 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 0:28 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 0:27 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 0:28 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 0:28   32M: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 27:31 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 26:41 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 25:24 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 24:36 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 0:00 Hinweis: Abbruch 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 24:52 Angaben in Minuten, Sekunden

Synthetische Benchmarks (Fortsetzung)

Aquamark CPU 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 11.871 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 12.326 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 13.576 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 14.607 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 13.897 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 14.418 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Aquamark Frames 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 75,14 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 76,45 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 79,06 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 80,77 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 79,44 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 80,34 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Aquamark GFX 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 10.995 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 11.079 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 11.151 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 11.163 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 11.124 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 11.148 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Beim Grafikkarten-Test in Aquamark gibt es erwartungsgemäß (und sicherlich auch aufgrund der von uns verwendeten X800 XL) fast keine Unterschiede, während beim CPU-Test deutliche Abstände zu Tage treten. Letztendlich bleibt bei den Frameraten davon aber wenig übrig: Gerade einmal 7,5 Prozent Unterschied von der langsamsten zur schnellsten Einstellung bei einem minimalen Vorteil für 2.0-2-2-5-1T bei 250 MHz.

3DMark01 SE 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 26.474 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 26.711 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 27.891 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 28.723 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 27.972 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 28.304 Angaben in Punkten

Bei der 2001er-Version des 3DMark zeigt sich ein ähnliches Bild: Unterschiede deutlich unter 10% und ein minimaler Einfluss der Commandrate.

3DMark05 V120 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 5.325 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 5.329 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 5.337 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 5.352 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 5.341 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 5.349 Angaben in Punkten

In Tests mit der 2005er-Version des beliebten Spielebenchmarks sind erwartungsgemäß ebenfalls keine gravierenden Unterschiede festzustellen, da der Test wie die Versionen 2003 und (ganz besonders) 2006 extrem grafiklastig ist und es eines extrem schnellen Grafikkarten-Gespanns bedarf, um Vorteile der Speicherarchitektur in Leistung umzusetzen.

Spielebenchmarks und Anwendungen

Die Auflösung bei den Spieletests ist auf 1280 x 1024 Pixel eingestellt, alle weiteren Optionen bleiben auf ihren vom Spiel vorgegebenen Werten.

Unreal Tournament 2004 Demo   gemessen mit BenchemAll: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 187,71 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 190,74 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 197,72 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 203,08 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 198,48 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 200,98 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Die Messungen in Unreal Tournament ergeben ein zu Aquamark und 3DMark01 vergleichbares Bild. Knappe neun Prozent Unterschied zwischen der langsamsten (3.0-4-4-8-2T bei 200 MHz) und der schnellsten (2.0-2-2-5-1T bei 250 MHz) Einstellung. Die TCC5-Module bei 300 MHz sind im Vergleich zu den CH-5-Chips bei 250 MHz gut ein Prozent langsamer.

AoE III Demo   gemessen mit BenchemAll: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 39,117 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 39,200 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 39,067 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 39,367 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 39,250 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 39,417 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Mit Age Of Empires III der Microsoft Gamestudios darf ein sehr aktueller und grafiklastiger Spieletitel selbstverständlich nicht im Test fehlen. Die Framerate wird mit Hilfe von Fraps (60 Sekunden Laufzeit) gemessen. Es ergeben sich minimale Unterschiede (kleiner ein Prozent). Setzt die Grafikkarte das Limit, nützt eben auch der schnellste Speicher nichts.

F.E.A.R. Demo   gemessen mit BenchemAll: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 144,107 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 148,480 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 158,127 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 172,027 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 163,587 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 167,480 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Als zweiter aktueller Spieletitel kommt F.E.A.R. zum Zuge. Um den Einfluss der Grafikkarte nicht ins Unermessliche steigen zu lassen, wurde eine geringere Auflösung gewählt. Die restlichen Einstellungen blieben erneut unverändert. Da im Intro weniger aufwendige Grafikszenen vorkommen, fallen die Frameraten insgesamt relativ hoch aus. Auch hier zeigt sich ein bekanntes Bild: Ein kleiner Vorsprung für die schnellen Timings mit mittlerem Takt gefolgt von den langsamen Timings mit hohem Takt. Der Einfluss der Commandrate hält sich mit knapp drei Prozent erneut in Grenzen.

WinRAR 3.51

WinRAR 3.51   entpacken von 454 MB: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 0:54 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 0:55 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 0:54 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 0:54 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 0:55 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 0:55   packen von 234 MB: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 1:42 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 1:37 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 1:20 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 1:12 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 1:22 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 1:17 Angaben in Minuten, Sekunden

Beim Packen zweier Ordner mit insgesamt 234 MB können die schnellsten Einstellungen (2.0-2-2-5-1T bei 250 MHz) die langsamsten (3.0-4-4-8-2T bei 200 MHz) um fast 30% überbieten. Beim Entpacken sind keine Unterschiede festzustellen.

Lame 3.96.1   umwandeln einer 421-MB-WAVE-Datei: 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 1:32 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 1:32 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 1:32 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 1:32 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 1:31 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 1:32 Angaben in Minuten, Sekunden

Wie beim Entpacken können beim Umwandeln einer 421 Megabyte großen Wave-Datei in eine MP3-Datei (192 kB/s) keine signifikanten Unterschiede gemessen werden.

Fazit

Lohnt sich teurer Speicher, der hohe Taktraten und/oder schnelle Timings zulässt? Wie so oft konnte die Frage leider nicht eindeutig beantwortet werden.

Für den normalen Benutzer, der einfach nur ein stabiles System für diverse Anwendungen und Spiele benötigt, lohnt es sich eindeutig nicht. Zu gering sind die Unterschiede, denn lediglich beim Packen von Dateien mit WinRAR konnten größere Vorteile im Alltagsbetrieb gemessen werden. Gerade wenn die Grafikkarte in Spielen am Anschlag rendert, bringen schneller Speicher oder niedrige Timings keinen Leistungsschub. Ein Leistungseinbruch durch eine Commandrate von 2T kann zwar in synthetischen Benchmarks nachgewiesen werden. Er spielt in der Realität aber kaum eine Rolle.

Das Geld für teuren Speicher ist somit in den meisten Fällen eindeutig besser in einer schnelleren CPU oder Grafikkarte angelegt. Auch und gerade wenn man bedenkt, dass neben dem Speicher ein entsprechend ausgelegtes Mainboard eingesetzt werden muss. Gerade für Speichermodule, die schnelle Timings bei hohen Taktraten zulassen, muss eine hohe Versorgungsspannung (in der Regel mehr als 3 Volt) zur Verfügung gestellt werden.

Synthetische Benchmarks 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 86,9 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 83,3 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 80,9 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 73,4 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 70,7 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 65,2 Angaben in Prozent

Spielebenchmarks 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 100,0 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 99,1 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 97,8 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 97,0 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 93,8 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 92,5 Angaben in Prozent

Anwendungen 250 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 99,6 300 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 96,9 200 MHz @ 2,0-2-2-5-1T 96,3 300 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 95,3 200 MHz @ 3,0-4-4-8-1T 90,4 200 MHz @ 3,0-4-4-8-2T 89,8 Angaben in Prozent

Zusätzlich zur Zeit, die für das Austesten der Einstellungen investiert werden muss, steigt das Risiko einer möglichen Systeminstabilität. Darüber hinaus sollte berücksichtigt werden, dass es neben dem Garantieverlust beim Betrieb außerhalb der Spezifikationen auch zu einer verkürzten Lebensdauer oder sogar zum Ausfall der Komponenten kommen kann.

Unabhängig davon ist es für Enthusiasten hingegen selbstverständlich nur über hochwertige und teure Module möglich, tatsächlich das letzte Quentchen Performance aus dem System herauszuholen und zum Aufstellen von Rekorden ist es sogar unumgänglich. Ob es aber rational ist, das mag jeder Computerbesitzer für sich selber entscheiden.

Ein interessanter Nebenaspekt ist, dass sich die Ergebnisse (wenn auch unterschiedlich stark) tendenziell für alle Einstellungen in nahezu allen Benchmarks zeigen.

Ein herzlicher Dank geht an dieser Stelle abermals an unser Forummitglied „stummerwinter“, der diesen Artikel verfasst hat.