Wissen-de-Luxx: Wer braucht welchen Speicher?

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HWLUXX LogoWenn man sich durch die Kommentare zu unseren Speichertests und durch die entsprechenden Unterforen liest, so fällt recht häufig auf, dass die User sich uneinig sind, welcher Arbeitsspeicher überhaupt benötigt wird und welcher noch sinnvoll ist. Grund genug für uns, unser Testsystem auf Ivy-Bridge-Basis einmal über den Benchmark-Parcours zu schicken und für Klarheit zu sorgen.

Der Arbeitsspeicher für den PC hat in den letzten Jahren einen raschen Wandel erlebt. SDR, DDR, DDR2 und seit einiger Zeit nun DDR3. Dabei stiegen die Taktraten ständig an, bei SDR z.B. teils mit 100 MHz, waren es bei DDR2 schon über 1000 MHz Effektivtakt. DDR3 als letzte Evolutionsstufe kommt teilweise schon mit Taktraten von 2666 MHz direkt vom Hersteller. Geändert haben sich aber nicht nur die Taktraten, auch die Nebenbedingungen haben sich gewandelt. War bei DDR-Arbeitsspeicher CL 4 schon ein schlechter Wert, sind DDR3-Module mit CL 7 schon Spitzenklasse. Auch diesen Aspekt wollen wir deshalb im Test beleuchten.

Arbeitsspeicher - Wer die Wahl hat, hat die Qual.

Eine ebenfalls wichtige Neuerung ist die Tatsache, dass bei modernen Plattformen die früher übliche Northbridge wegfällt. Bei SDR, DDR und DDR2 befand sich der Speichercontroller noch in eben dieser, heute ist der Speichercontroller auf die CPU gewandert. Dies macht die Speicheranbindung schneller, schafft jedoch anderweitig Probleme, so gibt AMD seinen Speichercontroller z.B. offiziell für Spannungen von 1,65 V frei (wohlgemerkt als 24/7), Intel setzt die Empfehlung für die Maximalspannungen bei 1,575 V, für 24/7 sogar nur bei 1,5 V. Auch reagieren die Speichercontroller nicht gleich auf Taktraten und Latenzen.

In Zeiten von gesteigertem Umweltbewusstsein werfen wir daher auch einen Blick auf den Verbrauch hinsichtlich der verwendeten Taktfrequenzen und Spannungen und wollen damit auch eine Aussage treffen, ob sich Low-Voltage-Module aus dieser Sicht überhaupt lohnen.

Eine Anmerkung muss vorweg aber noch gemacht werden: Unser Test-System basiert auf Intels Ivy-Bridge-Prozessor. Die hier ermittelten Leistungswerte gelten damit auch zum Großteil für ältere Sandy-Bridge-Prozessoren, für AMD-Systeme können die Werte jedoch stärker abweichen und eventuell andere Schwerpunkte (also eher mehr Takt oder bessere Latenzen) setzen. AMD-User sollten diesen Guide also eher als groben Vergleichswert sehen.


Bevor es los geht, erläutern wir euch natürlich noch unser Testsystem und unser Vorgehen. Erst einmal die nackten Hardwaredaten:

Wir setzen damit auf die aktuellste Plattform, die Intel für den Mainstream vorsieht: Ivy-Bridge-CPU auf einem Mainboard mit Z77-Chipsatz. Betriebssystem und Treiber sind auf aktuellstem Stand, jedoch weicht dieses Testsystem von der sonst verwendeten Software-Konfiguration ab. Um die Werte näher an den Alltag zu bringen, ist dieses System wie ein "Alltags"-Rechner bestückt: Internet-Security-Software, Instant-Messenger und Steam finden sich im Autostart und laufen auch während der Tests immer im Hintergrund. Auch sonst wurden keine Änderungen vorgenommen, das System läuft wie "Out-of-the-Box".

Beim Speicher kommen für den Latenz- und Taktfrequenz-Lauf 2x4 GB "HyperX Predator" von Kingston zum Einsatz, welche laut Hersteller bis zu 2666 MHz Effektivtakt bei CL 11-14-14-30 vertragen. Dies ermöglicht uns für den Test, alle Einstellungen mit einem Kit zu fahren und damit Einflüsse durch Subtimings usw. zu verringern. Für die Tests mit 16 GB bzw. den Low-Voltage-Bereich brauchen wir dann natürlich noch ein zweites Kit, ein 2x8 GB-Kit von ADATA aus der XPG-Reihe. Das Kit läuft mit 1600 MHz, CL 9-11-9-27 und 1,35 V.

Als Test dienen:  Total War: SHOGUN 2, 3D Mark 11, SiSoft Sandra und Cinebench. Bei SHOGUN 2 benutzen wir die integrierte Benchmark-Funktion, einmal den DirectX11-Test in 1080p und einmal den extra CPU-Test. Der 3D Mark läuft im Performance-Preset. Damit haben wir die Spieleseite abgedeckt, sowohl auf synthetischer Seite als auch auf realer Spiele-Engine basierend. Cinebench soll uns den Einfluss auf CPU-intensive Anwendungen wie Rendering zeigen.

Wir testen unterschiedliche Settings durch, alle Settings laufen jeden Benchmark dreimal durch. Aus diesen drei Werten wird der Mittelwert gebildet, um grobe Schwankungen zu eliminieren. 


Den Anfang macht SHOGUN 2. Das Echtzeit-Strategie-Spiel von Publisher SEGA hat nun schon etwas Zeit auf dem Buckel, vernascht aber trotzdem noch Hardware zum Frühstück. Die Massen an Einheiten usw. treiben die Anforderung an die CPU nach oben. Perfekt also, um für uns zu testen, ob der Speicher hier die CPU limitieren kann.

SHOGUN 2 mit unterschiedlichen Taktraten

Zuerst der Test mit unterschiedlichen Frequenzen. Die Latenzen wurden für den gesamten Test auf 11-14-14-30 gelassen, was zwar für den unteren Takt-Bereich etwas ungünstig ist, aber nur so bekommen wir den reinen Takt-Einfluss. Schön zu sehen ist, dass der 1080p-Test gar nicht auf die Frequenz reagiert. Hier kommt also die Grafikkarte an ihr Limit, daran ändert auch mehr Speicher-Power nichts. Ein anderes Bild zeigt sich im CPU-Benchmark. Hier wird die Grafikkarte als limitierender Faktor eliminiert und es zeigt sich deutlich, dass mit einem mehr an Speichertakt auch die CPU mehr Leistung entfalten kann. Hier macht sich ein Taktplus also bemerkbar.

Im zweiten Lauf bleibt der Arbeitsspeicher bei 1600 MHz, wir verändern jedoch die Latenz in 3 Stufen:

SHOGUN 2 mit unterschiedlichen Latenzen

Hier zeigt sich das gleiche Bild wie oben, jedoch ist der Einfluss geringer. 

Als Letztes folgt der kombinierte Test, wo wir sowohl Takt als auch Latenzen anpassen:

SHOGUN 2 mit unterschiedlichen Settings

Hier zeigt sich gegenüber den isolierten Einstellungen bei allen drei Settings nochmals eine Steigerung im CPU-Benchmark, im 1080p-Lauf wie gehabt das gleiche, eintönige Bild.


Als nächste folgt der 3D Mark 11. Dieser Test aus dem Hause Futuremark kombiniert anspruchsvolle Grafiktests mit CPU-Tests und bildet daraus einen Punkte-Wert, welcher sich mit anderen Systemen vergleichen lässt. Der Benchmark nutzt DirectX11 und ist für Mehrkern-Systeme optimiert, sollte also einen Effekt zeigen. Auch hier beginnen wir wieder beim Speichertakt:

3D Mark 11 mit unterschiedlichen Taktraten

Es zeigt sich ein Zusammenhang zwischen Speichertakt und Punktestand. Je höher der Takt, desto höher auch die Punktezahl. Ein Unterschied von insgesamt knapp 260 Punkten ist hierbei nicht zu verachten.

Weiter mit den unterschiedlichen Latenzen:

3D Mark 11 mit unterschiedlichen Latenzen

Hier ist ebenfalls ein Einfluss zu sehen, wenn auch gering. Interessant zu sehen ist, dass die 8er-Latenzen langsamer sind als die 9er-Latenzen, ein Phänomen, das wir schon einmal beobachtet haben bei Ivy-Bridge-Prozessoren. Hier haben wir bei der "Cycle-Time" von 20 eine Art Schallmauer durchbrochen, wodurch sich zumindest hier ein negatives Feedback erzeugt. Viel hilft also nicht immer auch viel.

Es folgt wieder der kombinierte Test:

3D Mark 11 mit unterschiedlichen Settings

Ein interessantes Bild: Die Abstände zwischen den Taktfrequenzen schmelzen durch die unterschiedlichen Latenzen zusammen. Interessant auch, dass die Werte etwas unterhalb des ersten Durchlaufes liegen, trotz besserer Latenzen - jedoch noch im Rahmen der Messschwankungen. 


Es folgt ein alter Bekannter: SiSoft Sandra begleitet uns auch in unserem normalen Speichertests, die Ergebnisse könnten also teilweise schon bekannt sein. Der Speicherdurchsatz-Test reagiert recht gut auf Änderungen bei Takt und Latenz, sollte uns hier also ein deutliches Bild zeichnen:

SiSoft Sandra mit unterschiedlichen Taktraten

Es zeigt sich das gewohnte Bild: Es gibt einen setigen Anstieg bis 2400 MHz. Oberhalb dieses Wertes schlägt der Ivy-Brigde-Bug zu und die Bandbreite erhält einen starken Einbruch. In unserem Beispiel sogar um rund 6 GB/s, ein Wert, der auch für uns relativ stark ausfällt. Die Kombination HyperX Predator und ASUS Maximus V Formula scheint hier auf den Autosettings der Subtimings die Handbremse anzuziehen. 

Weiter mit dem Latenzvergleich:

SiSoft Sandra mit unterschiedlichen Latenzen

Hier weicht der SiSoft-Test von den 2 Spielebenchmarks ab - mit sinkender Latenz steigt der Speicherdurchsatz, auch bei CL8. Zusammen mit obigen Test zeigt sich, dass man vollsynthetische Benchmarks immer mit etwas Vorsicht genießen sollte - sie geben eine Tendenz an, diese muss aber mit dem Alltag nicht immer übereinstimmen!

Die Erwartungen für den kombinierten Test sind damit sicherlich eindeutig:

SiSoft Sandra mit unterschiedlichen Settings

Und natürlich werden wir nicht enttäuscht: Die Werte steigen teils kräftig, die richtige Kombination macht sich hier mehr als bezahlt. 


Cinebench markiert unseren Schlussakt: Der Test von Maxon basiert auf dem hauseigenen Cinema4D und benutzt das Rendering eines aufwendigen Bildes als Indikator. Je geringer die benötigte Zeit desto höher der vergebene Punktewert. Cinebench ist dafür bekannt, gut auf ein Mehr an CPU-Leistung zu reagieren - egal ob eine Takterhöhung oder ein Mehr an Kernen die Ursache sind.

Cinebench mit unterschiedlichen Taktraten

Ernüchterung macht sich breit: Die Speicherfrequenz hat keinerlei Einfluss auf den Punktewert, einzig bei 1333 MHz könnte man mit gutem Willen einen kleinen Abfall der sonst relativ stabilen Werte sehen. Viel Unterschied gibt es aber auch hier nicht.

Ähnliches zeigt sich bei den Latenzen:

Cinebench mit unterschiedlichen Latenzen

Der Wert ändert sich nicht, die Schwankungen liegen im Rahmen der Messungenauigkeit. Cinebench kann also keinen Profit aus dem höheren Speicherdurchsatz ziehen - Aber Achtung: Dies muss nicht für alle Render-Engines gelten.

Für den kombinierten Test sind die Erwartungen dementsprechend gedämpft:

Cinebench mit unterschiedlichen Settings

Alles wie gehabt: Keine Änderung in Sicht, egal welcher Takt und welche Latenzen angelegt werden.

 


Nun betrachten wir noch den Stromverbrauch. Gemessen wird der Gesamtverbrauch des Systems unter Last durch Prime95. Messgerät ist das Energy-Check 3000 von Voltcraft. Zuerst betrachten wir die HyperX bei unterschiedlichen, kombinierten Einstellungen. Die Spannung wurde für alle drei Testläufe bei 1,65 V gehalten.

Verbrauch unterschiedlicher Settings unter Prime

Es zeigt sich eine einfache Abhängigkeit: Mehr Takt bedeutet auch zusätzlichen Verbrauch. So liegen zwischen den zwei Randwerten immerhin zwölf Watt. Damit liegt man aber im Rahmen dessen, was man aus dem PC gewohnt ist: Mehr Leistung braucht auch mehr Strom, der Arbeitsspeicher bildet da keine Ausnahme.

Beim zweiten Test wurden die Einstellungen auf 1600 MHz mit CL 9-11-9-27 festgelegt, folglich kam das ADATA-Kit zum Einsatz. Dieser unterstützt auch einen Start mit 1,35 V, ist also ein sogenannter Low-Voltage-Ram, welche etwas mehr kosten als ihre üblichen Pendants. 

Verbrauch unterschiedlicher Spannungen unter Prime

Die Unterschiede sind gering. Zwischen 1,35 V und 1,65 V liegen 5 W. Zwischen 1,35 V und 1,5 V liegen nur rund 2 W Unterschied. Die Laufzeiten, die der 1,35 V Ram hier erreichen müsste, um auch nur fünf Euro Mehrkosten wieder reinzuholen sind sehr hoch. Bei einem angenommenen Strompreis von 24 Cent/kWh bräuchte man bei täglich 5 Stunden Betriebszeit etwas über 5 Jahre. Hier gilt wie immer: Grün mag gut für die Umwelt sein, aber nicht gut für die eigene Geldbörse. Ist also eher eine Einstellungssache als eine Vernunftentscheidung.

An dem Wert für 1,65 V lässt sich auch die Differenz zwischen 16 GB und 8 GB ablesen: Bei zwei Modulen sind es nur knapp drei Watt, ein Mehrverbrauch, der sich verkraften lässt.


Bevor wir zum eigentlichen Fazit kommen noch ein Wort zur Speichergröße: Keiner unserer Tests profitierte messbar von der Steigerung von 8 GB auf 16 GB.  Wer also seinen Speicherbedarf nicht künstlich in die Höhe treibt, z.B. durch sehr viele Hintergrundprogramme, viele offene Tabs im Browser usw., der benötigt aktuell nicht unbedingt 16 GB an Arbeitsspeicher. Unter 8 GB sollte man zumindest bei einem Spielerechner nicht mehr gehen, neue Titel wie z.B. Battlefield 3 treiben den Gesamtspeicherbedarf schon mal gerne auf Werte jenseits der 4 GB - ist hier zu wenig Arbeitsspeicher vorhanden, wird auf die Auslagerungsdatei zurückgegriffen, was Geschwindigkeit kostet.

Arbeitsspeicher - Wer die Wahl hat, hat die Qual.

Nun haben wir die nackten Zahlenwerte gesehen und es ist Zeit, darauf die notwendigen Schlussfolgerungen zu ziehen:

Spiele können von besserem Speicher profitieren, sofern sie CPU-lastig sind und keine andere Komponente als Bremse fungiert. Dies gilt sowohl im Hinblick auf die CPU als auch für die Grafikkarte. Wer nur kleine Dual-Cores oder Quad-Cores betreibt, der kann ruhig zu Standardmodulen greifen. Unser Vorschlag geht hier in Richtung DDR3 mit einem Effektivtakt von 1600 MHz und einer Latenz von CL 9. 

Wer hingegen eins der Topmodelle von Intel an den Start bringt und/oder stark übertakten möchte, der sollte seinen Blick auch auf höherwertige Alternativen lenken. So lassen sich hier und da noch ein paar Prozent Mehrleistung aus dem System kitzeln, abhängig natürlich von den verwendeten Spielen und dem Grafikkartenunterbau. Kommt die GPU zuerst an ihr Limit, helfen auch kein noch so starker Prozessor und Arbeitsspeicher, aber das ist wieder eine andere Baustelle. Eine gute Preis-Leistungs-Kombination in diesem Bereich sollten Module mit 2133 MHz Takt und einer Latenz von CL 9 oder CL 10 darstellen.

Wer seinen Rechner hingegen viel für Rendering und ähnliche Aktivitäten nutzt, sollte sich vorher schlau machen, ob seine Software von besserem Speicher profitieren kann. Im unserem Testbeispiel kann dies eindeutig verneint werden: Das teure 2666 MHz-Kit würde hier nicht mehr Leistung abliefern als ein einfaches 1600 MHz-Kit. Bei Anwendungen, die mehr Speicherung für ihre Rechenvorgänge benötigen, kann dies aber schon wieder anders aussehen. Deshalb können wir für solche Systeme keinen pauschalen Vorschlag machen, zu individuell sind die Ansprüche hier.

Zum Abschluss noch eine Bemerkung: Wir wollen dies hier als eine Art Wissensspeicher nutzen - passen also mit der Zeit auch die Werte/Tests an. Falls es Wünsche gibt, was noch getestet werden soll, oder andere Anregungen, so kann fleißig die Kommentarfunktion genutzt - sofern es unsere Möglichkeiten hergeben, werden wir diese Vorschläge mit einbringen.