Ez a cikk akár kezdődhetne ugyanúgy, mint a közelmúltban megjelent, az RV770 memória-sávszélességével foglalkozó testvére - az AMD bejelenté vala az HD4870-est erős gDDR5 memóriáival, majd az emberek elébb hitetlenkedének, később örvendezének vala. A történet azonban itt nem ér véget, sőt, csak most kezdődik igazán, hiszen ahogy a gDDR5 egyre inkább tömegtermékké válik, és a fajlagos költsége csökken, egyre inkább lehet reális alternatívája egy szélesebb memóriabusznak - olyannyira, hogy márciusban az AMD várhatóan egy 128-bites memóriabusszal és gDDR5 memóriával szerelt (alsó-)középkategóriás chipet fog bejelenteni az RV740 személyében.

Miután mi itt szeretünk a jövőben kutakodni, nagyon kíváncsiak lettünk, mit is várhatunk ettől a megoldástól. A HD4870-es tesztekből sokat nem tudunk meg, hiszen ott csak annyi biztos, hogy bőven rendelkezik a kártya tartalék kapacitással memória-sávszélesség terén, ezért a jelenlegi egyetlen gDDR5-ös kártyából kiindulva egy egyedi VGA-t kellett "előállítani". Így született ez a cikk.

Mielőtt belevágunk a teszt kialakításába, ill. a mérésekbe, érdemes áttekinteni, mi is a különbség az egyes memória-típusok között - ez alapján érthető lesz, miért is olyan nagy előrelépés a gDDR5 a korábbi megoldásokhoz képest. Nem kell akadémiai székfoglalóra készülni - csak a lényeges elemeket emeljük ki. Ez azt is jelenti, hogy az egyes típusok közötti különbségek listája messze nem teljes - a részleteket pl. a Wikipedia-n lehet végigbogarászni.

Kezdjük a kályhánál. Az első memóriatípus roppant egyszerű: minden órajellel képes egy parancsot (olvasást vagy írást) fogadni, és egy, a memóriabusz sávszélességével megegyező méretű adatot (röviden adatszót) továbbítani (olvasni, vagy írni). Azaz egy 128-bites SDR memória 200MHz-es frekvencián hajtva 128 / 8 * 200 = 3200 MByte / sec sávszélességet biztosít.

Az 1 parancs / órajel működés csak folyamatos átvitel (burst) üzemmódban áll, ennek a feltételeivel ebben a cikkben nem foglalkozunk.

Miután az SDRAM memóriák belső sávszélessége lényegesen nagyobb, mint a memóriabuszé, és folyamatos átviteli módban a sávszélességet a memóriabusz limitálja, egy érdekes trükköt hoztak be a DDR memóriákkal - a memória egy órajel alatt továbbra is egy műveletet végez, viszont a művelet két adatszó szélességen zajlik, és az adatot a memória két lépésben továbbítja - az egyik szót az órajel felfutó szakaszában, a másikat a lefutóban. Így az egységnyi idő alatt átvitt byte-ok száma megduplázható.

A DDR-rel indult el a fizikai és az effektív órajelek megkülönböztetése - a 200MHz fizikai órajelen üzemelő DDR memóriát DDR-400-ként láthattuk viszont a boltok polcain, ahol a 400MHz az effektív órajel, azaz az az órajel, ahol az SDR memória ugyanazt a sávszélességet biztosítaná, mint az ilyenre címkézett DDR. Egyszerű, igaz?

A fentiek alapján a 128-bites DDR memória sávszélessége 200MHz-es fizikai órajelen: 128 / 8 * 200 * 2 = 6400 MByte / sec.

A DDR2 és a DDR3 tovább folytatja azt a trendet, ami a DDR-rel elindult - a DDR2 egy órajel alatt 4, a DDR3 pedig 8 adatszót olvas / ír. A rendszermemóriához használt DDR2 és DDR3 memóriák esetében mindig az effektív órajelet látjuk, azaz ha a fizikai órajel 200MHz, akkor ezek a RAM-ok DDR2-800 és DDR3-1600 néven lelhetők fel.

Csak hogy tovább bonyolódjon a helyzet, DDR és DDR2-es memóriák videokártyákon is vannak. Amíg a DDR esetében még korrektül voltak megadva a fizikai és az effektív órajelek, a DDR2 esetében mind a gyártók, mind a szakirodalom trükkösen mind a fizikai, mind az effektív órajelet megszorozta kettővel - ezért azok a VGA-k, amiket DDR2-es, 800MHz-es memóriával hirdetnek, ott az effektív órajel 800MHz, mindenhol 400MHz olvasható fizikai órajelként, és a memória belsejében 200MHz-en ketyegnek a dolgok. Erre az "álfizikai" órajelre a következőkben névleges órajelként fogunk hivatkozni.

Ha még van, aki nem menekült el, akkor szeretnénk jelezni, hogy a nehezén már túl vagyunk!

A 128-bites DDR2 memória sávszélessége 200MHz-es fizikai órajelen, amelyet 400MHz-es fizikai- és 800MHz-es effektív órajelen hirdetnek: 128 / 8 * 200 * 4 = 12800 MByte / sec.

Először is: a gDDR3 és a gDDR4 nem DDR3 és DDR4 - mindkét széria specializált DDR2-es memóriákra épül, bár a gDDR4 bizonyos tekintetben közelebb áll a DDR3-hoz. Azért volt szükség rájuk, mert a rohamosan növekvő étvággyal rendelkező VGA-k számára igen rövid idő alatt szűkössé vált az effektív 800MHz-en cammogó DDR2, ezért különféle alkalmazás-, ill. fogyasztás-specifikus finomhangolások után elindult a frekvencia felfelé. Ami a mi számunkra lényeges, az az, hogy a gDDR3 sebességadatok összevethetők a DDR2-es adatokkal: a 800Mhz-es effektív órajellel rendelkező, 128-bites buszon kapcsolódó gDDR3 ugyanúgy 12800 MByte-ot visz át másodpercenként. Viszont a gDDR3-as memóriáknál a 800Mhz-es effektív órajel nem jellemző - a leggyorsabb gDDR3 memóriák már bőven 2000MHz felett járnak.

A gDDR4 ismét beveti a belső órajel-felezős trükköt - ezzel viszont sajnos duplájára növeli a késleltetést azonos effektív órajel mellett. Mivel a leggyorsabb gDDR4 memóriák alig járnak a gDDR3 előtt effektív órajelben, ez a szabvány túlzottan nagy piaci sikert nem ért el.

128-biten a 800MHz-es névleges órajelű gDDR3 és gDDR4 memória sávszélessége: 128 / 8 * 800 * 2 = 25600 MByte / sec.

Szinte hihetetlen, de eljutottunk az utolsó típusig is. A gDDR5 a gDDR4-re épít, viszont az a nagy újítás, hogy duplaannyi adatcsatornával rendelkezik, azaz megegyező (ál)fizikai órajel mellett duplaakkora sávszélesség elérésére képes. Azért nagy lépés ez, mert az eddigi gyorsítások mind a késleltetés növelése árán érték el az effektív órajel növekedését, a gDDR5 viszont a gDDR4-hez képest nem növeli a késleltetést, mégis azonos névleges órajel mellett kétszeres memória-sávszélességgel rendelkezik.

128-biten a 800MHz-es névleges órajelű gDDR5 memória sávszélessége: 128 / 8 * 800 * 4 = 51200 MByte / sec.

Itt érdemes megjegyezni, hogy amikor a tesztek során (akár ebben a cikkben, akár másikban) a memória órajeléről beszélünk, akkor a névleges órajelről van szó.

Ahhoz sajnos nem rendelkezünk megfelelő eszközökkel, hogy valós terhelés mellett pontosan megmérjük a gDDR3 és a gDDR5 memória teljesítőképességének különbségét, ezért kerülő utat kellett választanunk - úgy terveztük meg a tesztet, hogy a gDDR3 és a gDDR5 memória azonos sávszélességre legyen beállítva, és az így kapott különbség alapján következtetünk arra, hogy azonos busz-szélesség és azonos órajel mellett mekkora lehet a két teljesítmény közötti differencia. Adottak voltak a következő eszközök:

A sávszélességeket azonos szintre hozni vagy a memóriabusz szélességének változtatásával, vagy az órajel módosításával lehet. Miután a kölcsönkapott HD4870-ről nem lett volna ildomos levágni a busz felével együtt 256M memóriát, a 128-bites megoldást nem tudtuk szembeállítani a 256-bitessel - maradt az órajel csökkentése. Ennek a megoldásnak az a veszélye, hogy a gDDR5 amúgy is magasabb késleltetése még jobban megnő - ezért mielőtt ész nélkül nekiestünk volna a tesztelésnek, végeztünk néhány előzetes mérést...

... amit nagyon jól tettünk, mert a 625/497MHz-re beállított HD4870 katasztrófálisan teljesített, helyenként 30%-kal is lassabb volt a referencia órajeles HD4850-nél. Ezért a próbaméréseket elvégeztük 600, 700, 800 és 900MHz-es memóriaórajelekkel is - miután azt tapasztaltuk, hogy az első lépcső ugrásszerű javulást hozott, míg utána már egyenletesen emelkedett a teljesítmény, megmaradtunk a 600MHz-es beállításnál.

A VGASpeed.hu tesztkörnyezetének részletes ismertetője itt található meg.

DirectX 9

F.E.A.R. v1.08

Oblivion v1.2.046

Race Driver: GRID v1.2

Rainbow Six: Vegas v1.06

DirectX 10

Bioshock v1.1

Crysis v1.21

World in Conflict v1.09

DirectX 10.1

Assassin's Creed v1.0

Far Cry 2 v1.0

S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky v1.5.0.7

Unigine Tropics demo v1.1

A játékokról, ill. a VGASpeed.hu tesztmódszereiről részletes ismertető a bal oldali menü Tesztmódszer és játékok pontjában érhető el.