Guide: Was hohe Taktraten und scharfe Latenzen beim Arbeitsspeicher bringen

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ocw teaser 100 ramNachdem wir gestern drei aktuelle AMD- und Intel-Prozessoren im Overclocking-Test kräftig eingeheizt und deren Leistung teils deutlich erhöht hatten, widmen wir uns heute dem nächsten Stück Hardware: dem Arbeitsspeicher. Hierfür haben wir alle drei Test-Plattformen noch einmal zum Vergleich gebeten und sie mit unterschiedlichen Speicher-Settings getestet. Welche Plattform profitiert besonders von hohen Taktraten? Sind möglichst niedrige Latenzen nicht vielleicht besser? Welche Software profitiert am meisten von schnellen Speichermodulen? Auf den nachfolgenden Seiten gehen wir all diesen Fragen auf den Grund.

Dass man die Leistung seines Spiele-Rechners durch Übertakten des Prozessors deutlich steigern kann, das haben wir bereits gestern in einem groß angelegten Overlocking-Guide aufgezeigt, indem wir nicht nur Intels aktuellstes Desktop-Flaggschiff in Form des Core i7-5960X an seine Leistungsgrenze gezwungen haben, sondern auch einem Intel Core i7-4790K und AMD FX-8370e gehörig eingeheizt haben. Doch es gibt noch eine weitere Stellschraube, mit deren Hilfe sich die Gaming-Geschwindigkeit womöglich weiter verbessern lässt. Standardmäßig unterstützen aktuelle Prozessoren Speichermodule nach DDR3-Standard mit einer Geschwindigkeit von 1.600 bis 1.866 MHz. Bei DDR4 und Intels X99-Plattform kommt der integrierte Speichercontroller hingegen mit 2.133 MHz schnellen Speicherriegeln zurecht.

Doch am hartumkämpften Markt der Arbeitsspeicher-Module bekämpfen sich die großen Hersteller wie G.Skill, Corsair, ADATA oder Crucial regelrecht und werben mit noch höheren Taktraten und niedrigeren Latenzen bei gleichzeitig angemessener Betriebsspannung. Mithilfe von Speicherteilern oder aber durch Aktivieren des XMP-Profils können die höheren Taktraten eingestellt werden. Doch was bringen sie wirklich? Rentieren sich schnelle Speicher-Kits für Gamer und Übertakter?

Wir haben aktuelle Speicherriegel in unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen auf der X99-, Z97- und 990FX-Plattform miteinander vergleichen.


Für unsere Tests setzen wir die gleichen Komponenten ein, wie sie schon im letzten Overclocking-Guide zum Einsatz kamen.

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Folglich kommen die drei meist verbeiteten Plattformen von AMD und Intel zum Einsatz. Während sich damit Mainboard und Prozessor von System zu System unterscheiden, gibt es ein paar Komponenten, die allen drei Plattformen gemein sind. So setzen wir bei allen Systemen auf eine Gigabyte Radeon HD 7970 GHz-Edition, ein Seasonic Platinum Series 660W und eine OCZ Vector 150, auf der wir all unsere Benchmarks und Windows 8.1 mit allen aktuellen Updates installierten. Die Prozessoren werden allesamt von einer All-In-One-Wasserkühlung von Cooler Master gekühlt, der Nepton 280L. Alle Prozessoren wurden zudem leicht übertaktet. Sie arbeiteten mit festen Taktraten von 4,0 bis 4,3 GHz (modellabhängig).

Intel X99

Intel Z97

AMD 990FX

 

Die Speichermodule

oc guide ram februar2015 03
Die RAM-Module für das X99-Testsetup.

Mit seinen neuen "Haswell-E"-Prozessoren und der X99-Plattform führte Intel Ende August auch einen neuen DDR-Standard in herkömmlichen Desktop-Systemen ein. Gleich vier DDR4-Module müssen für eine optimale Performance in das Mainboard gesteckt werden. Wir greifen auf das Corsair-Kit zurück, welches wir schon im Launch-Test zum Intel Core i7-5960X verwendeten und welches dank hoher Taktraten perfekt für unseren Overclocking-Guide geeignet ist. 

Die Module der Vengeance-LPX-Reihe laufen bei einer Betriebsspannung von 1,2 Volt theoretisch mit Taktraten von bis zu 2.800 MHz. Spezifiziert sind die Module für CL 16-18-18-36. Wer solch hohe Taktraten fahren möchte, der muss bei seinem "Haswell-E"-Prozessor allerdings in den 125er-Strap wechseln. Mit normalen Bus-Takt von 100 MHz verkraftet der integrierte Speichercontroller leider nur Module mit einer Geschwindigkeit von maximal 2.666 MHz. Durch Erhöhen der BCLK muss der Multiplikator dann entsprechend abgesenkt werden, um den Prozessor nicht weiter zu übertakten. Wie das funktioniert, haben wir bereits in unserem Overclocking-Guide ausführlich beschrieben.

oc guide ram februar2015 02
Die RAM-Module für das Testsetup auf Z97- und 990FX-Basis.

Die beiden anderen Plattformen setzen hingegen noch auf DDR3-Speicher im Dual-Channel-Modus, weshalb zwei einzelne Riegel für die optimale Performance genügen. Wir setzen hier auf die eben erst vorgestellten Module der Ripjaws-X-Familie von G.Skill. Sie sind mit einer Geschwindigkeit von 2.133 MHz sowie Timings von CL11-11-11-30 spezifiziert. Die Betriebsspannung gibt der Hersteller auf zwischen 1,5 und 1,6 Volt an. Im Overclocking-Test werden wir die Module allerdings auch mit leicht höheren Geschwindigkeiten fehlerfrei betreiben können, müssen hierfür allerdings die Betriebsspannung auf die sonst üblichen 1,65 Volt anheben.

 

Testmethodik

Wir haben die Speicherriegel auf allen drei Plattformen getestet und dabei auf unterschiedliche Benchmarks zurückgegriffen. Mit dabei ist nicht nur ein aktuelles Spiel, sondern auch ein Komprimierungs-Programm, ein Tool zum Testen der Speicherbandbreite und ein paar weitere synthetische Benchmarks. Alle Tests haben wir zweigeteilt. Im ersten Schritt stellten wir die Timings auf eine von uns festgelegte Stufe und prüften die Geschwindigkeit in den verschiedenen Benchmarks. Anschließend beließen wir die Timings auf diesem Niveau, erhöhten allerdings die Taktfrequenz und testeten erneut. Im zweiten Schritt stellten wir hingegen die Taktrate auf ein festes Level und veränderten die Zugriffszeiten des Arbeitsspeichers.

So konnten wir einfach feststellen, welche Plattform eher von hohen Taktraten oder aber von niedrigen Latenzen profitiert und wie sich die Performance allgemein verbessert. 

Für DDR4 waren das folgende Settings:

Für DDR3 verwendeten wir folgende Settings:


Mithilfe von SiSoft Sandra haben wir die Speicherbandbreite unserer drei Testsysteme gemessen. Hier sieht man recht deutlich, dass die Leistung sowohl beim Intel Core i7-5960X, wie auch beim Intel Core i7-4790K und beim AMD FX-8370e mit steigendem Speichertakt deutlich ansteigt. Performance-Gewinne zwischen 45 und fast 85 Prozent sind möglich. 

SiSoft Sandra - Speicherbandbreite

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

GB/Sek.
Mehr ist besser

SiSoft Sandra - Speicherbandbreite

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

GB/Sek.
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SiSoft Sandra - Speicherbandbreite

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

GB/Sek.
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Die Speicherbandbreite steigt bei allen drei Plattformen aber auch dann an, wenn man lediglich die Speicherlatenzen verschärft. Der Leistungsgewinn ist allerdings nicht ganz so groß wie beim Erhöhen der Taktfrequenzen. Hier sind Performance-Steigerungen zwischen drei bis sechs Prozent möglich. Wer also Wert auf eine hohe Speicherbandbreite legt, der sollte seinen Arbeitsspeicher möglichst auf eine hohe Takt-Geschwindigkeit bringen.

SiSoft Sandra - Speicherbandbreite

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

GB/Sek.
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SiSoft Sandra - Speicherbandbreite

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

GB/Sek.
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SiSoft Sandra - Speicherbandbreite

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

GB/Sek.
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Der Cinebench-R11.5-Benchmark testet hauptsächlich die Leistung des Prozessors. Kein Wunder also, dass die Speichergeschwindigkeit keinen großen Einfluss auf die Gesamtpunktzahl hat. Dennoch profitieren vor allem die Z97- und 990FX-Plattform von hohen Speichertaktraten, wenngleich die Performance-Gewinne nur im einstelligen Prozentbereich liegen. Bei Intels "Haswell-E"-Plattform fallen die Ergebnisse eher in den Bereich der Messtoleranz.

Cinebench R11.5

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

Punkte
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Cinebench R11.5

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

Punkte
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Cinebench R11.5

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

Punkte
Mehr ist besser

Gleiches betrifft die Latenzzeiten. Hier sind ebenfalls nur minimale Leistungsgewinne beim Intel Core i7-4790K und AMD FX-8370e zu verspürgen. Kaum Unterschiede gibt es auch beim Intel Core i7-5960X.

Cinebench R11.5

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

Punkte
Mehr ist besser

Cinebench R11.5

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

Punkte
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Cinebench R11.5

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

Punkte
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Wer häufig Daten komprimiert und entpackt, der kommt um 7-Zip kaum herum. 7-Zip ist laut unseren Benchmarks ein Profiteur von schnellen Arbeitsspeicher-Modulen. Auf allen drei Test-Plattformen ist ein deutlicher Leistungsanstieg zu verzeichnen, wenn man den Takt des Arbeitsspeichers erhöht. Je nach Plattform kann die Performance um etwa 15 Prozent gesteigert werden.

7-Zip 32M

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

MIPS
Mehr ist besser

7-Zip 32M

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

MIPS
Mehr ist besser

7-Zip 32M

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

MIPS
Mehr ist besser

Eine Optimierung der Timings macht allerdings weniger Sinn, denn hier halten sich die Zugewinne in Grenzen - die Leistung kann mit schärferen CAS-Latenzen nur minimal gesteigert werden. Bei 7-Zip rentiert sich damit ein hoher Speichertakt mehr als scharfe Timings.

7-Zip 32M

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

MIPS
Mehr ist besser

7-Zip 32M

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

MIPS
Mehr ist besser

7-Zip 32M

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

MIPS
Mehr ist besser


Während bei Intels X99-Plattform die Unterschiede zwischen DDR4-1333 und DDR4-2400 im Bereich der Messtoleranz liegen, fallen sie beim Intel Core i7-4790K und AMD FX-8370e stärker ins Gewicht. Große Leistungssprünge sind allerdings auch hier nicht zu erwarten. Hier sorgt ein hoher Speichertakt gerade einmal für ein Leistungsplus in Höhe von rund zwei Prozent.

Futuremark 3DMark 11

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

Futuremark-Punkte
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Futuremark 3DMark 11

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

Futuremark-Punkte
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Futuremark 3DMark 11

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

Futuremark-Punkte
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Die Timings spielen zumindest beim Intel Core i7-4790K eine größere Rolle, wobei ein Entschärfen der CAS-Latenz das System bizarrerweise ausbremst. Zwischen CL9 und CL11 bei ansonsten gleicher Taktrate ergibt sich ein Leistungsunterschied von knapp über fünf Prozent. Minimale Unterschiede sind es hingegen bei den beiden anderen Systemen.

Futuremark 3DMark 11

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

Futuremark 3DMark 11

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

Futuremark-Punkte
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Futuremark 3DMark 11

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

Futuremark-Punkte
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Bei Metro 2033 - Last Light ergeben sich in unserer Benchmark-Szene keine gravierenden Unterschiede. Im Gegenteil: Mal liegt das System mit hoher Speicherfrequenz in Führung, mal rückt das gleiche System mit langsamerer Speichertaktrate näher auf.

Metro 2033 - Last Light

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

Bilder pro Sekunde
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Metro 2033 - Last Light

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

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Metro 2033 - Last Light

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

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Dies gilt auch für die Speicher-Timings. In Metro 2033 - Last Light spielt die Speichergeschwindigkeit überhaupt keine Rolle.

Metro 2033 - Last Light

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

Bilder pro Sekunde
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Metro 2033 - Last Light

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

Bilder pro Sekunde
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Metro 2033 - Last Light

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

Bilder pro Sekunde
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Mit steigender Taktfrequenz steigt nicht nur die Leistung in einigen Benchmarks an, sondern auch die Leistungsaufnahme der Gesamtsystems. Groß sind die Unteschiede jedoch nicht, was auch für den Vergleich mit unterschiedlichen Timings gilt.

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

Intel Core i7-5960X @ 4,0 Ghz

in Watt
Weniger ist besser

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

in Watt
Weniger ist besser

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

in Watt
Weniger ist besser

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

Intel Core i7-5960X @ 4,0 GHz

in Watt
Weniger ist besser

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

Intel Core i7-4790K @ 4,3 GHz

in Watt
Weniger ist besser

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

AMD FX-8370e @ 4,0 GHz

in Watt
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Wer das letzte Quäntchen Leistung aus seinem Rechner herauskitzeln möchte, der muss natürlich auch seinen Arbeitsspeicher optimieren. Je nach Benchmark sind Leistungsgewinne möglich, in einigen synthetischen Tools sogar Steigerungen von bis zu 45 Prozent. Vor allem die Speicherbandbreite nimmt bei einer hohen Speichergeschwindigkeit kräftig zu, deshalb profitieren Komprimierungs-Tools wie 7-Zip von hohen Taktraten und scharfen Latenzen.

In Spielen oder anderen Benchmarks aber fallen die Leistungsgewinne nicht ganz so stark ins Gewicht. Im Gegenteil: In einigen Tests merkt man zwischen DDR3-1333 und DDR3-2400 oder DDR4-2133 und DDR4-2400 kaum einen Unterschied. In der Regel profitieren Spiele dann, wenn größere Datenmengen entpackt werden - beispielsweise Mapdaten. Dann sollte sich die höhere Speichergeschwindigkeit auf kürzere Ladezeiten auswirken. In vielen Spielen dürfte sich die Speichergeschwindigkeit aber auch auf minimalen FPS bemerkbar machen. 

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Fazit: Wer das Maximum aus seinem System herausholen möchte, auf Overclocking-Rekorde aus ist oder speicherlastige Software einsetzt, der kann von einem hohen Speichertakt samt scharfer Latenzen profitieren. Der normale Spieler greift allerdings besser zu Kits mit einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis. Mindestens 1.866 MHz Speicher mit CL9 und vielleicht auch 8 GB Speicher sollten es heute mindestens sein. Ansonsten sollte man lieber nach hohen Geschwindigkeiten Ausschau halten als nach kurzen Latenzzeiten, denn sowohl die 990FX-Plattform wie auch X99 und Z97 profitieren mehr von einer hohen Taktrate als von einer scharfen CAS-Latenz.