[Guide] RAM Timings und deren Einfluss auf Spiele und Anwendungen (AMD) - Update 23.05.2020

Reous

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RAM Timings und deren Einfluss auf Spiele und Anwendungen
Testsystem | Aida64 Benchmark | Konvertieren und Rendern | Spiele Benchmark | RAM Takt vs Timings | Zusammenfassung



Einleitung

In diversen Tests wurde bereits festgestellt, dass durch das Optimieren von RAM Timings die Leistung gesteigert werden kann. Meistens wurde dafür aber nur der jeweils niedrigste mögliche Wert ermittelt, unabhängig davon ob dieser zur Leistungssteigerung beiträgt oder nicht. Wie groß der Einfluss der jeweiligen Timings ist oder eventuell überhaupt keinen hat, möchte ich mit diesem Test darstellen.

Testsystem

  • ASUS ROG Strix X570-I Gaming
  • AMD Ryzen 7 3800X
  • Alpenföhn Matterhorn Pure
  • G.Skill DDR4-3600 CL14-15-15 1.40V 16GB (F4-3600C14D-16GTZN)
  • PowerColor Radeon RX 5500 XT Red Dragon 8GB
  • Enermax Revolution XT II 550W
  • WD Green M.2 SSD 120GB (Windows)
  • Samsung 850 EVO SSD 250GB (Spiele, Anwendungen)
  • Windows 10 x64 Ver. 1909
Getestet wurden verschiedene Anwendungen und Spiele bei einem RAM Takt von DDR4-3800. Da das verwendete RAM Kit bereits von Werk aus sehr niedrige Timings besitzt, wurde ein XMP Profil mit höheren Timings simuliert. Dadurch kann man einen möglichen Einfluss der Haupttimings besser darstellen.

Die Timings wurden in mehrere Gruppen aufgeteilt. Dies soll zum einem der besseren Übersicht dienen, ebenso sind manche Timings zueinander abhängig. Angefangen wurde jeweils mit dem simulierten XMP Profil und anschließend jeweils um eine weitere Gruppe ergänzt. Die Steigerung zur jeweils vorherigen Gruppe wurde ermittelt und in der Tabelle festgehalten.

Da die reduzierten Timings der Gruppen 14 und 15 zu keiner Verbesserung geführt haben, wurde hier auf die Anzeige der Ergebnisse verzichtet. Gleiches gilt für tCKE. Dieses ist bei deaktiviertem PowerDownMode inaktiv und nicht relevant für die Tests. Weitere Feststellungen und Ergänzungen am Ende der Testreihe.


Speicher Transferraten, Latenzen und Benchmark

Aida64 ist ein Programm für die Systemanalyse und zeigt dabei sowohl installierte Software als auch verbaute Hardware an. Die integrierten Benchmarks sind beliebt dafür um die Performance verschiedener Einstellungen schnell miteinander vergleichen zu können

Aidav3.png


Die Leserate erhöht sich stark nach anpassen der Haupttimings tCL, tRCDWR/RD, sowie tRAS und tRC. Den höchsten Sprung erhält man aber mit einem optimierten tRFC Wert.
Bei der Kopierrate haben tRAS und tRC nicht so einen großen Einfluss wie bei der Leserate, dafür erhöhen aber die tWR und *SCL Werte die Kopierrate. Den höchsten Sprung erhält man schon wie zuvor mit einem optimierten tRFC Wert.
Die Latenz scheint nicht von allen Timings zu profitieren. Einen großen Performanceschub erhält man durch das Deaktivieren von dem PowerDownMode. Weitere Timings wie tCL und tRFC haben die Latenz ebenfalls stark reduziert.
Der Integer Benchmark PhotoWorxx profitiert auffälliger Weise extrem von der tRRDS/L und tFAW Kombination. Mit fast 23% Steigerung ist es der größte Sprung aller vorhandenen Tests.

Konvertieren und Rendern

Corona ist ein Benchmark bei dem eine Testszene automatisch gerendert wird. Die Ergebnisse können in Form der benötigten Zeit oder Rays/s angezeigt und verglichen werden.
Handbrake ist eine Open-Source-Anwendung zur Umwandlung von verschiedenen Videoquellen in H.264, MPEG-4 oder Theora zu konvertieren. Im Test wurde ein 4K-Video im TS-Format mit der vorhandenen Vorlage "Matroska H.265 MKV 2160p60" kodiert.

Convertv4.png


Auch bei dem Rendern und Konvertieren erhält man durch gut optimierte tRAS, tRC, tRRDS/L, tFAW und tRFC Werte den größten Performance Schub. So gut wie keinen Einfluss haben dagegen die Timings aus den Gruppen 8, 12 und 13.

Spiele Benchmarks

Bei Forza Horizon 4 und Shadow of the Tomb Raider wurde jeweils der integrierte Benchmark verwendet. Der Benchmark wurde mit einer Auflösung von 1920x1080 Bildpunkten, sowie niedrigen Dateils getestet.

Games2.png


Auch bei Spielen wie Forza Horizon 4 und Shadow of the Tomb Raider sieht das Ergebnis ähnlich aus, wie auch schon bei den Tests davor. Optimierte Haupttimings, sowie Timings der Gruppen 6,7 und 11 bringen den meisten Mehrwert. Eine Steigerung wird man hauptsächlich nur dann feststellen, wenn man sich im CPU Limit befindet, nicht aber im GPU Limit.

RAM Takt vs Timings

[Update 23.05.20] In der Praxis schaffen nicht all zu viele CPUs und Speicherkits hohe Taktraten von DDR4-3800 und scharfen Timings von CL14. Wenn, dann sind meist hohe Spannungen nötig. Daher stellt sich die Frage wie groß der Vorteil von scharfen Haupttimings überhaupt ist oder ob es nicht sinnvoller wäre ein Setting mit reduzierter Spannung und entschärften Timings zu nutzen. Im folgenden Test wurden verschiedene Tests mit DDR4-3600 CL14/CL16, DDR4-3733 CL14/16 und DDR4-3800 CL14/16 durchgeführt. Die Subtimings waren identisch zu obigen, nur tRFC wurde entsprechend dem Takt angepasst.

Aida64 Read & CopyAida64 Latenz
Aida ReadCopy.png
Latenz.png
Forza Horizon 4Ashes of the Singularity Escalation
ForzaB2.png
AshesB.png
Corona Benchmark
CoronaB.png

Die Speicher Bandbreite erhöht sich mit steigendem Takt und niedrigeren Timings. Ebenso sinkt die Latenz bei steigendem Takt aber nur geringfügig mit sinkenden Haupttimings.
Bei Spielen und auch beim Rendern verhält es sich aber ein wenig anders. Das DDR4-3600 CL14 Setting erreicht fast die gleichen Werte wie DDR4-3733/3800 CL16 Settings. Ebenso ist bei den DDR4-3733/3800 CL14 Settings in den Game Benchmark fast kein Unterschied zu erkennen.

Gesamt.png
bemerkungaajr6.png
SOC: 1.05V | VDIMM: 1.50V | VDDG CCD: 0.950V | VDDG IOD: 0.855V | CLDO VDDP: 0.875V
karhu10000xtjzj.png


Zusammenfassung

Den Arbeitsspeicher zu übertakten und die Timings zu optimieren dauert meistens mehrere Tage, wenn nicht sogar Wochen. Dabei versucht man jedes Timing so niedrig wie möglich einzustellen. Wie den Tests zu entnehmen hat man bei manchen Einstellungen nur einen geringen oder überhaupt keine Performance Steigerung. Bei zu niedrigen Timings kann es sogar zu einer Verschlechterung der Ergebnisse führen.

Im Prinzip wäre es sinnvoller das Augenmerk auf die Timings zu richten, welche den höchsten Leistungsgewinn bringen. Dies wären neben deaktiviertem PowerDownMode die Gruppen 3, 4, 5, 6, 7 und 11. Andere Gruppen wie zum Beispiel 8, 9, 10, 12 und 13 kann man dabei wesentlich entspannter angehen. Gleiches gilt für GDM off 1T. Da hier die Command Rate mit realen 1T läuft, ist es oft nur mit sehr viel Aufwand stabil zu bekommen. In vielen Fällen bootet das System auch erst gar nicht.

Falls der IMC die gewünschten Taktraten oder Timings nicht stabil schafft oder man aufgrund zu hoher Spannung Temperatur oder Stabilitätsprobleme hat, kann man auch ohne große Bedenken auf ein entschärftes Setting zurück greifen. Höhere Haupttimings kommen mit teils deutlich weniger Spannung aus und der Leistungsverlust ist eher nur messbar aber nicht wahrnehmbar.

Der Leistungsgewinn kann je nach verbautem IC Typ unterschiedlich ausfallen, da man diese unterschiedlich weit senken kann. Weiter unten sind verschiedene Sammelthreads verlinkt, welche auch OC Ergebnisse enthalten.

Wichtige TimingsWeniger relevante TimingsUnrelevante Timings
PowerDownMode - Disabled​
GearDownMode off + CR 1T​
  • tCL
  • tRCDWR
  • tRCDRD
  • tRP
  • tRAS
  • tRC
  • tRRDS
  • tRRDL
  • tFAW
  • tRFC
  • tWTRS
  • tWTRL
  • tWR
  • tRDRDSCL
  • tWRWRSCL
  • tCWL
  • tRTP
  • tRDWR
  • tWRRD
  • tWRWRSC
  • tWRWRSD
  • tWRWRDD
  • tRDRDSC
  • tRDRDSD
  • tRDRDDD
  • tCKE


Weiterführende Links




Alle Ergebnisse stammen aus meinen eigenen Tests und können je nach Anwendung und Hardware Komponenten unterschiedlich ausfallen.
Änderungen vorbehalten
 
Zuletzt bearbeitet:
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Sehr interessant :bigok:

Edit: Im Sticky verlinkt und für die Startseite gemeldet!
 
Zuletzt bearbeitet:
Ca 20%, konnte ich so auch in Hitman 2 feststellen (106 zu 127Fps)
 
Dickes Danke für den Artikel :bigok: ich werd nachher selbst mal testen
 
Ebenfalls Dickes Danke :)

Sind die werte auf Intel Übertragbar oder läuft das hier wieder etwas anders?
 
Läuft anders
 
Großes Lob von mir für die Arbeit. Sehr interessant zu sehen was welche Auswirkungen hat.
Wäre es extrem unverschämt zu fragen ob du 1:1 die optimierten Timings mal mit 3600mhz gegentesten könntest?
Mich würd nämlich sehr interessieren, wie sich das dann unterscheidet.
 
Dickes Danke für den Artikel :bigok: ich werd nachher selbst mal testen
Kannst dann gerne berichten ob und wie viel du noch herausholen hast können :)

@Nozomu
Schau dich mal im Intel RAM OC Thread um. Da sind auch einige

@def
Von den Aida64, Render und Konvertierung Benchmarks kann ich gezielt einige mit 3600 testen.
 
Bis zu 20% Steigerung in Spielen ist overhelming und macht Ram-OC zur Pflichtveranstaltung für diese Plattform.
Gerade auch das Hauptaugenmerk auf die Straffung der timings entschädigt so manchen user, der nicht gesegnet ist von einem IF um 1900.
 
Mir persönlich gehts vorallem um Spiele. Aber halt wirklich 1:1 die Timings und evtl. auch zum Vergleich welche VDIMM / SoC dafür benötigt werden in deinem Fall.
 
Dann müsstest du noch etwas warten bis ich mein Riser Kabel habe. Momentan passt die Graka nicht wirklich auf das ITX Board. Die Backplate steht an und dadurch ist die Graka ziemlich schief im Slot. Läuft zwar aber ist mir dann doch zu riskant.
 
Schau dich mal im Intel RAM OC Thread um. Da sind auch einige
Das war nur ne allgemeine Frage zu.

Meine Timings sind schon Optimal eingestellt.

Das ist mein 247 Setting.
 

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Dann müsstest du noch etwas warten bis ich mein Riser Kabel habe. Momentan passt die Graka nicht wirklich auf das ITX Board. Die Backplate steht an und dadurch ist die Graka ziemlich schief im Slot. Läuft zwar aber ist mir dann doch zu riskant.

Eilt ja nicht, wäre nur interessehalber. Weil wenn der Unterschied nicht allzu groß sein sollte, aber mit deutlich weniger Saft läuft, würd ich evtl. auf 3600 runter gehen. SoC sollte ja definitiv weniger brauchen dabei.
 
CPU Limit. Habe mir eine Szene rausgesucht, wo ich nicht im GPU Limit bin in Full HD. Gpu Auslastung zwischen 85-95%
 
Klasse Beitrag @Reous - das liest sich super. Mir gefallen die Übersichten sehr gut, toll gemacht.

(y) (y)(y)

Deine Tests bestätigen meine Auffassung, dass zur Optimierung der Subs (FPS-Zuwachs, Frame-Timings, bessere MinFPS) zum Glück nicht immer alle/sämtliche Timings angepasst werden müssen. Ich freue mich das anzuwenden, danke für die Empfehlung der wichtigen Timings :)
Cool!
 
Kannst du ganz easy :fresse:

Kampagne Hitman 2, Level Chasing the Ghost.
Da läufst du bist zu dem "Steintunnel" wo die ersten Gegner kommen und du dich wegducken musst
 
Ah mist, habe nur Hitman 1, also von den neuen
 
Dachte es gäbe nur diese All in One Version.
Bei meiner Version sind beide Teile dabei
 
Ne, das gab es glaube ich mal kostenlos das 1er. :p
Genug OT ^^
 
Da von @def gewünscht habe ich mal schnell einen Vergleich zwischen 3600 und 3800 mit identischen Timings gemacht. Der tRFC Werte wurde für den 3600er Run entsprechend auf 140ns angepasst. Kurz Zusammengefasst beträgt die Steigerung rund 4%.

DDR4-3600 CL14-14-14DDR4-3800 CL14-14-14
3600 Full.jpg
3800 Full.jpg
 
Kannst du bitte mal ein ZenTimings davon posten inkl. VDIMM die jeweils angelegen ist?
 
Timings wie im Startpost. tRFC bei 3600 auf 252 reduziert. Spannung für 3800 bei 1.50V, 1.45V für 3600. Geht noch niedriger aber wollte ich jetzt nicht genau ausloten. Bedenke bitte, dass die Werte wohl kaum 1:1 auf dein Kit übertragbar sind.
 
Darum gings mir ja nicht. Die Werte die du da hast sind schon der Wahnsinn. Ich wollte nur grob wissen wie der Leistungsunterschied ist und wie die Spannungsunterschiede dabei sind.
Bei 4% könnte man wirklich drüber nachdenken auf 3600 zu gehen, wenn man dabei noch ordentlich mit der Spannung runter kann bei VDIMM und SoC und hat ein deutlich kühleres System und weniger Verbrauch :d
 
Rein auf meine Hardware bezogen beträgt der Unterschied von 3600 zu 3800 bei der Vdimm ca 0.10V und Soc 0.025V bis 0.05V. Soc habe ich für 3600 den minimalen Wert nicht genau ermittelt, von daher muss ich etwas schätzen.
 
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