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Performance-Steigerung für Gamer: Single-Rank, Dual-Rank und Quad-Rank beim Speicher erklärt und verglichen | Praxis mit Benchmarks

Da es sich bei diesem Artikel quasi um einen geistigen Nachfolger des letzten Cyberpunk Speichertests handelt, darf natürlich selbiger Spieltitel auch heute wieder nicht fehlen. Wie üblich verwenden wir einen 60-sekündigen Fahr- und Lauf-Parcours um den „Kabuki Market“, mit dem wir die Auswirkungen diverser CPU, RAM und GPU Konfigurationen auf das Spieleerlebnis verproben können. Aufgezeichnet und gemessen wurden die Daten mit dem Tool Nvidia Frameview, basierend auf der Open-Source Software PresentMon. 

Es folgt noch eine kurze Übersicht mit den in Grafiken zur Übersichtlichkeit verwendeten Abkürzungen:

  • 2x1R: Zwei DIMMs mit jeweils einem Rank
  • 4x1R: Vier DIMMs mit jeweils einem Rank
  • 2x2R: Zwei DIMMs mit jeweils zwei Ranks
  • 4x2R: Vier DIMMs mit jeweils zwei Ranks
  • 3800: DDR4-3800 Taktrate mit 1900 MHz Real-Takt und 3800 MT/s
  • CL16: Column Address Strobe Latenz mit 16 Ticks

Das Testsystem will ich euch natürlich auch nicht vorenthalten. Alle Benchmarks aus diesem Artikel, also auch die der vorherigen Seite wurden mit folgender Hardware durchgeführt:

Testsystem
Hardware:

AMD Plattform:
MSI MEG X570 Unify Mainboard (BIOS A85)
AMD Ryzen 9 5950X CPU (PBO: 350W, 300A, 300A, ~ 4.6 GHz All-Core, 5.05 GHz Single-Core)

Superflower Leadex Gold 1600W Netzteil
Samsung 860 Evo 500GB (SATA 3, OS) SSD
Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition Grafikkarte

Windows 10 Pro 64-bit (2004) Betriebssytem

Kühlung:

TechN CPU Waterblock AMD AM4 CPU-Block
Arctic MX-4 CPU TIM
Alphacool NexXxoS ST30 480mm + HardwareLabs Black Ice GTX 240mm Radiatoren
4x Phobya NB-eLoop 120mm 1600rpm + 2x Noiseblocker NB eLoop B12-4 120mm Lüfter
EK D5 PWM Pumpe

Gehäuse:

Open Benchtable

Peripherie:

Benq XL2720 Monitor
KBC Poker 2 (Cherry MX Clear) Tastatur
Zowie FK1 Maus

Die verwendeten Timings basieren auf manuellen Primärtimings, tRC und tRFC und Auto Sekundär- und Tertiär-Timings der Quad-Rank Konfiguration und wurden mit manuellen Settings auf diese Werte gepinnt, um eine Konstanz zwischen verschiedenen Kits und Konfigurationen zu erreichen. Es ist dabei auch wichtig zu wissen, dass verschiedene Arbeitsspeicher Module, sofern sie mit der selben Taktrate und exakt gleichen Timings betrieben werden, die gleiche Leistung erreichen. Der Typ von verwendeten Speicherchips ist für solche Vergleiche also zweitrangig, solange alle Konfigurationen mit den exakt selben Timings betrieben werden. Folgende Timings wurden für alle Konfigurationen verwendet:

Da wir nun Testhardware und -methodik behandelt haben, können wir uns der Performance in Cyberpunk 2077 zuwenden. Auch wenn es sich nur um einen einzelnen Spieletitel handelt, sind die Auswirkungen von verschiedenen Arbeitsspeicher-Konfigurationen bei ähnlich anspruchsvollen Titeln vergleichbar. Getestet wurde jeweils mit dem Preset „Raytracing Ultra“ und dem Patch 1.06 ohne jegliche Config Modifikationen außerhalb des Spiel-UIs. Auch 1440p ist wie gewünscht als Auflösung zurück und reiht sich zwischen 1080p und 2160p ein.

Wie bereits durch unsere Erkenntnisse aus dem ersten Cyberpunk Memory Test zu erwarten war, sehen wir bei 1080p einen großen Unterschied zwischen Single-Ranked und Dual-Ranked, ca. 11% bei den Average FPS und fast 16% bei den 1% Low FPS. Des weiteren können wir erkennen, dass beide Dual-Rank Konfigurationen nahezu perfekt gleich auf sind, egal ob nun bestehend aus 4 Sinlge-Ranked und 2 Dual-Ranked DIMMs. Die Quad-Rank Config kann zwar auch noch einmal reproduzierbar absetzen, aber hier ist der Unterschied gerade so 1% zu Dual-Rank.

Bei der Frame Time Varianz können wir lediglich bei der Single-Rank Config einen klaren Nachteil feststellen, erkennbar an mehr Frame Times größer als 4 ms, hier in Gelb oder Orange dargestellt. Die drei anderen Configs halten sich hier die Waage im Bereich der Messtoleranz. Auch wenn vermeintliche Unterschiede bei den Frame Times größer und kleiner als 2 ms in der Grafik erkennbar sind, gekennzeichnet in dunkel- und hellgrün, handelt es sich hier lediglich um die Lauf-zu-Lauf Varianz unseres Benchmarks.

Ich hänge hier auch der Vollständigkeit wegen noch ein Liniendiagramm mit den Frametimes dran. Wieso, seht ihr gleich bei 1440p.

Erwartungsgemäß schrumpfen die Abstände in 1440p, da wir zunehmend durch die GPU limitiert werden, aber erkennbar und reproduzierbar sind die Unterschiede zwischen den Configs weiterhin. Der größte Abstand ist hier wieder zwischen Single-Ranked und Dual-Ranked zu erkennen. Es fällt aber auch wieder auf, wie nahezu perfekt deckungsgleich die beiden Dual-Rank Configs sind.

Bei den Frametime Varianzen in 1440p lassen sich interessanterweise mit der herkömmlichen Unterteilung in 2 ms Schritte keine belastbaren Aussagen treffen. Denn auch wenn hier vermeintlich Quad-Rank auf einmal das Schlusslicht ist, so trügt hier die Darstellung. Transparenz-halber habe ich die Grafik aber drin gelassen und zur Ergänzung folgt eine Darstellung der Frametimes als Liniendiagramm.

Hier sehen wir deutlich, dass die Sinlge-Rank Config die meisten Spitzen nach oben hat, während es bei beiden Dual-Rank Configs deutlich weniger und bei Quad-Rank fast gar keine mehr sind. Genau diese Spitzen sind es nämlich, die uns in Form von „Rucklern“ das Spieleerlebnis vermiesen können. Nebenbei haben wir hier auch ein Beispiel gesehen, wie „gute Daten“ mit einer „schlechten Darstellung“ verzerrt werden können.

Bei UHD bzw. 2160p sind die Unterschiede aufgrund des GPU-Flaschenhalses nun so verschwindend gering geworden, dass man sie nahezu nicht mehr messen, geschweige denn beim Spielen spüren kann. Trotzdem bleibt Quad-Rank an erster Stelle, Single-Rank an letzter und Dual-Rank in der Mitte.

Bei den Frametime Varianzen ist der Unterschied zwischen Sinlge-Rank und Dual-Rank wieder etwas größer, der sich auch bei der Darstellung in 2 ms Blöcke wieder authentisch darstellen lässt. Single-Rank hat die größten Einbrüche bei den Frametimes, während Quad-Rank am konstantesten ist.

Auch bei der Darstellung der Frametimes über die Zeit des Benchmarks können wir die Unterschiede wieder gut erkennen. Single-Rank mit den meisten Spitzen, Quad-Rank mit den wenigsten und Dual-Rank dazwischen.

Unterschiedliche Anzahlen von Ranks machen sich also auch beim Spielen bemerkbar, sofern es sich um einen Titel wie Cyberpunk 2077 handelt, der relativ CPU- und RAM-intensiv ist. Mehr Ranks liefern bei geringeren Auflösungen mehr FPS und bei höheren Auflösungen konstantere Frametimes und damit ein „smootheres“ Spieleerlebnis. Ein Unterschied zwischen den beiden Dual-Rank Konfigurationen lässt sich effektiv nicht ausmachen. Es ist also auch für Cyberpunk egal, auf wie viele Platinen die an die CPU angeschlossenen Arbeitsspeicher Ranks verteilt sind.

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Xaver Amberger (skullbringer)