Test: 1111 MHz: Corsair XMS2 Dominator

Einleitung

Auch der hartnäckigste Verfechter der DDR1-Technologie wird langsam einsehen müssen, dass die Industrie schlussendlich geschlossen zum (mittlerweile auch wesentlich schnelleren) DDR2-Standard übergegangen ist. Mit AMDs Vorstellung des Sockel AM2 fiel vor einiger Zeit auch das letzte Widerstandsnest der offiziell bis 400 MHz getriebenen Speichertechnologie.

Der Standard ist ein anderer, der Wettstreit der bekannten Hersteller ist jedoch derselbe geblieben. Und so liefern sich auch auf dem Markt der DDR2-Riegel insbesondere Corsair und OCZ einen erbitterten Kampf und Takt und Timings, der zuweilen bizarre Formen anzunehmen scheint.

Im Kampf um den Platz an der Sonne sieht sich Corsair seit dem 28. August 2006 mit der Vorstellung der Dominator-Serie wieder in Führung, auch wenn OCZ nur einen Tag nach der Präsentation der DDR2-1111-Riegel mit der Ankündigung von DDR2-1120-Speichern reagierte. Doch die Speichertimings sprechen mit 4-4-4-12 gegen 5-5-5-15 in diesem Fall tatsächlich für die Korsaren und auch bei der Verfügbarkeit leuchtet derzeit bei Corsair ein grünes und bei OCZ ein rotes Licht.

Wir wollen auf den folgenden Seiten einen ausführlichen Blick auf Corsairs neue Flaggschiffe, auch bekannt unter der Bezeichnung CM2X1024-8888C4(5)D, werfen und die von Corsair so angepriesene Neuerungen der Dominator-Serie, die „Dual-Path Heat Xchange“-Technologie, genauer in Augenschein nehmen. Takt und Timings erscheinen in der Tat beachtlich. Doch zu welchem Preis?

Modulvorstellung

Da DDR2-Speicher von der JEDEC bisher lediglich bis 800 MHz (5-5-5-18) spezifiziert wurde, basieren alle höher getakteten Arbeitsspeicher auf außerhalb der Spezifikationen laufenden DRAM-Chips, die im Normalfall nicht für derart hohe Taktraten ausgelegt waren. Geht die Übertaktung zu weit und wird der Speicher instabil, helfen sich die Anbieter der Overclocking-Speichermodule mit der Anhebung der Versorgungsspannung weiter, wie man es vom Übertakten einer CPU gewohnt ist. Mit einer Erhöhung der Taktrate und gleichzeitiger Anhebung der Spannung geht jedoch unweigerlich eine starker Anstieg der in Form von Wärme abzugebenden Verlustleistung einher. Und Wärme wirkt sich sowohl auf die Leistungsfähigkeit als auch die Lebensdauer eines Halbleiters negativ aus.

Das Geheimnis der hohen Taktraten bei niedrigen Latenzen liegt laut Corsair aus diesem Grund am vollkommen überarbeiteten Kühlkonzept der Speichermodule. Es trägt den wirkungsvollen Namen Dual-path Heat Xchange (DHX) und soll dafür sorgen, die Riegel auf Temperatur zu halten.

Denn Taktraten jenseits der 550 MHz (1100 MHz effektiv) bei Timings bis hinab auf 4-4-4-12 (CAS, tRCD, tRP, tRAS) verursachen nicht nur auf Grund der hohen Frequenz, mit der die Stromstöße über das Modul wandern, viel Wärme. Auch die gezwungener Maßen auf 2,4 Volt über die JEDEC-Vorgaben (1,8 Volt) angehobene Versorgungsspannung trägt zu einem großen Maße dazu bei.

Doch was genau zeichnet die Kühllösung der Dominator-Serie gegenüber herkömmlichen Ansätzen aus? Bisher folgte die Kühlung eines RAM-Moduls, egal aus welchem Material und in welcher Farbe der Heat Spreader gefertigt wurde, ausschließlich über das Gehäuse (Package) der Speicherbausteine, das über ein Wärmeleitpad (oder Paste) mit dem Metall des Kühlers verbunden war. Dem Kühler kam in diesem Fall einzig und allein die Aufgabe des Wärmeverteilers zu Teil. Doch weder leitet die Plastikummantelung der Speicherchips die produzierte Wärme gut nach außen, noch bilden die glatten Oberflächen der Kühler eine effiziente Grundlage für den Wärmeübergang vom Festkörper zur Luft im PC-Innenraum. Von der gestauten, aufgeheizten und somit kontraproduktiv wirkenden Luft unter dem Kühler und der eng an eng aneinander stehenden Kühler beim Einsatz mehrerer Module einmal ganz zu schweigen.

Erst kürzlich hatten aus diesem Grund die Techniker von OCZ mit der XTC-Serie [1] versucht, die Kühlung zu verbessern und insbesondere dem Luftstau Herr zu werden. Das Resultat der Forschungs- und Entwicklungsabteilung, ein Heat Spreader mit wabenartiger Oberfläche, rief allerdings Stirnrunzeln hervor. Zwar kann die Gehäuseluft nun ungestörter unter den Kühler kommen, den Luftaustausch verbessern und die Speicherchips direkt kühlen. Durch die stark geschrumpfte Oberfläche kann der Kühler die Wärme ab sofort jedoch nur noch auf eine wesentlich kleinere Fläche verteilen. Die als Fortschritt beschriebene, direkte Kühlung der Chips hätte man ohne den Einsatz eines Heat Spreaders gar noch effektiver gestalten können.

Und wie sieht nun der Ansatz von Corsair aus? Als Grundlage für die neuen Module verwendet der Hersteller das elektrische PCB-Design der XMS6400C3-Serie (PDF [2]), das bis maximal 400 MHz (800 MHz effektiv) und Timings von 3-4-3-9 spezifiziert ist, zusammen mit Chips von Micron. Auch wenn die Leiterbahnen auf dem PCB unverändert bleiben, ist es bei der Dominator-Serie deutlich gewachsen. Der Grund: Speicherbausteine geben Wärme nicht nur über ihr Package (erster Pfad), sondern darüber hinaus auch über die elektrische Verbindung zum Speicher-PCB ab (zweiter Pfad). Und diese Abwärme verteilt sich über die zur Spannungsversorgung und Erdung benötigten Kupferschichten über und im gesamten Printed Circuit Board. Corsair greift diese im PCB gespeicherte Wärme im erweiterten oberen Teil der Module beidseitig über zwei Wärmeleitpads ab, die sie wiederum an zwei voneinander getrennte vernickelte Aluminium-Kühler weiter leiten.

Neben diesem neuartigen Ansatz will Corsair auch die herkömmliche Speicher-Package-Kühlung überarbeitet haben, in dem zwei autarke Heat Sinks statt Heat Spreadern zum Einsatz kommen. Während ein Heat Spreader die Wärme von einer kleinen auf eine möglichst große Fläche verteilt, ohne dabei die beim Wärmeübergang immens wichtige Konvektion zu berücksichtigen, findet dieser Mechanismus zum Transport von thermischer Energie beim Heat Sink Beachtung. Die neuen, schwarz eloxierten Aluminumkühler sollen so gestaltet worden sein, dass die durch temperaturbedingte Dichteunterschiede angeregte Luftströmung (Konvektion) maximiert wird.

Sind also zwei voneinander unabhängige Kühlwege mit insgesamt vier Aluminium-Kühlkörpern, der Einsatz von Heat Sinks an Stelle bloßer Heat Spreader und ein überarbeitetes PCB-Design dafür verantwortlich, DDR2-Module mit einem effektiven Takt von 1111 MHz (PC2-8888) bei 2,4 Volt stabil betreiben zu können?

Die Antwort lautet: Bedingt. Denn während Corsair die Module unter der Bezeichnung TWIN2X2048-8500C5D mit einem effektiven Takt von 1066 MHz und Timings von 5-5-5-15 ohne Zusatzlüfter verkauft, kommen die Rekord-Riegel vom Typ TWIN2X2048-8888C4DF mit einer aktiven Kühlung daher.

Der aufsteckbare Lüfteraufsatz, der dem Topmodell beiliegt, besteht aus drei temperaturgeregelten 40-mm-Lüftern, die schwebend über den Speichermodulen positioniert werden und alle vier RAM-Slots abdecken. Nur in Verbindung mit diesem Lüftergespann garantiert Corsair den versprochenen Takt von 1111 MHz bei Timings von 4-4-4-12 und 2,4 Volt.

Angesichts dieser Einschränkung ist man geneigt, die im vorangegangenen Abschnitt erläuterten Verbesserungen im Rahmen der DHX-Technologie in Frage zu stellen, wenn der firmeninterne Rekord am Ende doch eh nur durch eine aktive Kühlung gesichert wird. Ganz so einfach gestaltet sich die Angelegenheit jedoch nicht. Denn beide Neuerungen, sowohl das neue Kühler-Design und -Konzept als auch der Dominator Airflow, kommen erst gemeinsam voll zur Geltung. Die aktive Kühlung eines Speichermoduls ergibt eben nur dann wirklich Sinn, wenn der Kühler die Konvektion fördert. Viel eher darf man sich fragen, ob der Aufwand dem Nutzen bei Arbeitsspeicher gerecht wird und wirklich nötig ist.

In den kommenden Wochen wird Corsair die Dominator-Serie noch um zwei Produkte erweitern. Beim TWIN2X2048-6400C3DF handelt es sich um DDR2-800-Module mit Lüfter und garantiertem CL3, während die TWIN2X2048-6400C4D zwar ebenfalls effektive 800 MHz abliefern, ohne Lüfter aber nur auf CL4 kommen.

Die Testbedingungen

• Prozessor
  • Intel Core 2 Extreme X6800
• CPU-Kühler
  • Intel Boxed
• Motherboard
  • Asus P5B Deluxe WiFi-AP Edition
  • BIOS: 0711 BETA
• Grafikkarte
  • ATi Radeon X1800 XL (500/500)
• Festplatte
  • Samsung S-ATA-2-HDD mit 200 GB Speicherplatz (NCQ aktiviert)
• Netzteil
  • Corsair HX620W, 620 Watt
• Treiberversionen
  • ATi Catalyst 6.8
• Software
  • Microsoft Windows XP Professional SP2
  • Microsoft DirectX 9.0c
  • ClockGen [3] 1.0.4.8
  • MemSet 3.0
  • MemTest [4] 3.5
• Benchmarks
  • Quake 3 1.32C
  • SiSoft Sandra 2007 Professional Business SP1
  • ScienceMark 2.0

So testen wir

Unser Fokus in diesem Artikel liegt bei den maximal erreichbaren Taktraten und Timings bei möglichst niedriger Speicherspannung. Der Benchmark-Parcours ist daher auf einige wenige Anwendungen beschränkt. Um die Flaschenhals-Wirkung zwischen CPU und Northbridge so klein wie möglich zu halten, wurden alle Benchmarks bei möglichst hohem Frontside-Bus durchgeführt. Da mittlerweile alle aktuellen Mainboards für AMD- und Intel-Prozessoren auch ohne Übertakten DDR2-800 unterstützen, haben wir uns zudem dazu entschieden, den Speicher nicht bei Taktraten unterhalb effektiven 800 MHz zu testen.

Da die Einstellung des Speichertakts über das BIOS nur verhältnismäßig grob möglich ist und mehr Zeit in Anspruch nimmt, verwendeten wir beim Austesten des maximalen Speichertakts ClockGen zum variieren des FSB-Taktes. Als Stabilitätskriterium setzten wir drei fehlerfreie Durchläufe von zwei parallel laufenden MemTest-Instanzen an. Eine 100-prozentige Stabilität ist dadurch zwar nicht garantiert, erfahrungsgemäß arbeiteten Konfigurationen, die dabei fehlerfrei bleiben, jedoch auch sonst stabil.

BIOS-Einstellungen:

• PCI Express Frequency: 100 MHz
• PCI Clock Synchronization Mode: 33,33 MHz
• Spread Spectrum: Disabled
• CPU VCore Voltage: 1,425V
• FSB Termination Voltage: 1,45V
• NB VCore: 1,65V

• C1E Support: Disabled
• Max CPUID Value Limit: Disabled
• Vanderpool Technology: Disabled
• CPU TM function: Disabled
• Execute Disable Bit: Disabled
• Modify Ratio Support: Enabled

• Memory Remap Feature: Disabled
• Static Read Control: Disabled

Die Qual der „Wahl“

Der schnellste Speicher hat keinen Nutzen, wenn man ihm kein passendes System zur Seite stellt, das trotz des hohen Speichertakts stabil arbeitet. So verhält es sich auch bei Corsairs Dominator-Modulen, denen Corsair gleich eine Empfehlung für passende Mainboards mit auf den Weg gab, denn wahrlich nicht jede Platine ist in der Lage, derart hohe Taktraten stabil zu fahren.

So ist Intels vermeintliche High-End-Northbridge i975x in der Regel nicht dazu zu überreden, die 1111 MHz Standardtakt der Dominator-Module bereit zu stellen. Das von uns getestete Asus P5W DH Deluxe (ComputerBase-Test [5]) machte beispielsweise bereits oberhalb 1086 MHz dicht.

Um den garantierten Takt auch nutzen zu können, empfiehlt Corsair das Asus M2N32-SLI Deluxe (das auch intern als Test-Plattform diente) für Athlon-64-Prozessoren und das Asus P5B Deluxe für Intel-Prozessoren. Grundsätzlich sollten jedoch alle Mainboards mit nForce-590- bzw. i965-Chipsatz in der Lage sein, den hohen Speichertakt stabil zu fahren. Neben dem passenden Mainboard ist man zusätzlich auf eine passende CPU angewiesen. So braucht man auf nForce-590-Mainboards, sofern diese keinen kleineren Speicherteiler als „5“ bieten, einen Prozessor mit fast 2,8 GHz Taktfrequenz (555,5 MHz * 4 = 2.777,5 MHz), um die neuen Corsair-Module richtig nutzen zu können.

Bei Intel-Systemen kommt man um das Übertakten des FSB generell nicht herum. Bei einem Speicherteiler von 1:2 benötigt man einen in der Regel mit allen Core 2 Duos problemlos erreichbaren FSB-Takt von knapp 278 MHz (Standard ist 266 MHz), um einen Speichertakt von 1111 MHz zu erreichen. Ein nach unten freier Multiplikator in Verbindung mit einem höheren FSB ist allerdings vorteilhafter. Doch wie wir feststellen mussten, sind auch die von Corsair empfohlenen Hauptplatinen kein Garant für einen stabilen Betrieb des Speichers. Das in unserem Testsystem eingesetzte Asus P5B Deluxe WiFi-AP Edition (C1) arbeitete zunächst tadellos bei den benötigten Taktraten. Doch von einer Minute auf die andere trat es während des Ermittelns der maximalen Taktrate in den Streik und lief selbst beim zuvor stabilen Soll-Takt nicht mehr ohne ständige Speicherfehler und Freezes. Zwei Wochen und einige Beta-BIOS-Versionen später funktionierte das Board auf einmal wieder wie gewünscht; eine genaue Ursache für die Probleme konnten wir bis heute nicht ermitteln. Bleibt die Erkenntnis, dass sich die Speicherhersteller im Kampf um die prestigeträchtige Leistungskrone immer mehr den Grenzen aktueller Chipsätze zu nähern scheinen. Nicht mehr der Speicher limitiert den Takt, sondern das Mainboard bzw. der Chipsatz.

Testergebnisse

Taktraten, Timings, Spannung

Beim Austesten des maximalen Speichertaktes überließen wir das Einstellen der Timings dem BIOS, da sonst kein stabiler Betrieb möglich war. Als höchsten stabil laufenden Speichertakt ermittelten wir 1126 MHz. Da sich dieser Takt in ClockGen mit hohem FSB nicht einstellen lässt, wählten wir in den Benchmarks jedoch einen minimal geringeren Speichertakt von 1125 MHz in Verbindung mit einem hohen FSB-Takt, was letztendlich sinnvoller ist. Bei der Spannung des Speichers schob uns das BIOS des Asus-Mainboards einen Riegel vor, da dieses als Höchstspannung 2,45 V vorsieht. Die Garantie der Module ließe theoretisch auch eine Erhöhung der Standard-Spannung auf bis zu 2,52 Volt zu, wodurch man womöglich noch das eine oder andere Megahertz aus den Dominator-Modulen kitzeln könnte.

Da Corsair die 1111 MHz Takt offiziell nur bei Einsatz der mitgelieferten Lüfter garantiert, interessierte uns natürlich, ob und wenn ja bei welchem Takt die Dominator-Module auch ohne aktive Kühlung fehlerfrei ihren Dienst verrichten. Kurzerhand montierten wir den Lüfteraufbau ab und unterzogen den Speicher mit dem ermittelten Maximaltakt dem bekannten Stabilitätstest, den er anstandlos absolvierte. Ob dies auch noch bei sommerlichen Temperaturen statt der 17 Grad Raumtemperatur und in komplett lüfterlosen Gehäusen der Fall ist, können wir an dieser Stelle nicht beurteilen. Legt man jedoch Corsairs interne Resultate mit einer 33 Grad warmen Klimakammer zu Grunde, könnte dies zumindest bei einem Teil der Module durchaus der Fall sein.

Die niedrige Außentemperatur könnte auch mit ein Grund sein, warum wir im Test durch die Lüfter keinen weiteren Leistungszuwachs erzielen konnten.

Benchmarks

Sandra Latenz 1066 MHz / 4-4-3-12 61 1112 MHz / 4-4-3-12 61 1125 MHz / 5-5-5-18 63 1001 MHz / 4-4-3-12 65 800 MHz / 3-3-3-9 99 Angaben in Nanosekunden

Auffällig ist der sehr starke Anstieg der Speicherlatenz bei 800 MHz, was aber auch bei anderen Modulen zu beobachten ist und vermutlich am Takt liegt.

Sandra Bandbreite Float FPU 1112 MHz / 4-4-3-12 7.675 1125 MHz / 5-5-5-18 7.605 1066 MHz / 4-4-3-12 7.373 800 MHz / 3-3-3-9 7.116 1001 MHz / 4-4-3-12 6.979 Angaben in Megabyte pro Sekunde (MB/s)

Die hohen Timings bei 1125 MHz verhindern einen höheren Wert bei der Bandbreite. Damit dürfte in bandbreitenhungrigen Anwendungen der Vergleich zwischen Corsair und OCZ zu Gunsten der Dominator-Module ausgehen. Bei 1001 MHz Speichertakt ist deutlich der Flaschenhals durch den FSB zu erkennen. Trotz 200 MHz weniger Speichertakt ist die Bandbreite dank 400 MHz FSB-Takt bei DDR2-800 höher.

ScienceMark Bandbreite (unbuffered) 1112 MHz / 4-4-3-12 7.180 1125 MHz / 5-5-5-18 7.078 800 MHz / 3-3-3-9 6.931 1066 MHz / 4-4-3-12 6.896 1001 MHz / 4-4-3-12 6.494 Angaben in Megabyte pro Sekunde (MB/s)

Bei der Messung mit ScienceMark fällt der Bandbreitenverlust bei DDR2-800 aus ungeklärten Gründen besonders niedrig aus.

Quake 3 1125 MHz / 5-5-5-18 853 1001 MHz / 4-4-3-12 850 1112 MHz / 4-4-3-12 847 1066 MHz / 4-4-3-12 825 800 MHz / 3-3-3-9 811 Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)

Beim Test mit Quake 3 scheint die Bandbreite keine Rolle zu spielen, dagegen lässt sich eindeutig eine Abhängigkeit von der Taktfrequenz der CPU erkennen.

Fazit

Mit dem Anspruch, den derzeit ab Werk schnellsten DDR2-Speicher zu liefern, stellte Corsair die neuen Dominator-Modulen vor. Ob die kurz darauf von OCZ vorgestellten Module mit minimal höherem Takt aber schlechteren Timings nun schneller sind, dürfte von der jeweiligen Anwendung abhängen. Verfügbar sind derzeit nur die Corsair-Riegel. Weit interessanter ist da schon das Übertaktungspotential des Speichers. Auch wenn Corsair auf der eigenen Seite mit erreichten Taktraten von 1250 MHz wirbt, erlaubten die von uns getesteten Module im Zusammenspiel mit unserem Testsystem gerade einmal einen maximalen Speichertakt von 1126 MHz – angesichts des ohnehin garantierten Takts von 1111 MHz nicht gerade berauschend. Wobei wir die wahre Ursache, Speicher oder Mainboard, nicht endgültig ausmachen konnten. Beim Wechsel zwischen komplett passiver und erstaunlich leiser, aktiver Kühlung konnten wir keinerlei Taktunterschiede ausmachen. Selbst bei gedrosselten Gehäuse- und CPU-Lüftern muss man schon das Ohr direkt an den Dominator Airflow halten, um die Lüfter eigenständig wahrzunehmen.

Die Einschränkungen bei der Auswahl des restlichen Systems sind zwar ärgerlich, in Anbetracht eines Verkaufspreises von mindestens 580 Euro dürfte ein passendes High-End-System aber ohnehin im Besitz des willigen Käufers sein bzw. im Rahmen des Budgets liegen. Eine uneingeschränkte Kaufempfehlung könne wir aufgrund der heiklen Zusammenstellung des Systems jedoch nicht geben. Interessenten sollten sich vor dem Kauf der Module genau mit der Hardwareplattform befassen und sich überlegen, ob der höhere Speichertakt den fürstlichen Preis wirklich wert ist.