Quanta energia de baixa tensão de memória DDR3 realmente economizar?

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por Schmid e Patrick Roos Achim


Kingston HyperX da série de memórias DDR3-LoVo permite aos usuários para reduzir a tensão para 1,35 V ou 1,25 V, a fim de economizar energia e diminuir a temperatura alegadamente sistema. Testamos os módulos de eco-friendly para descobrir se ela realmente faz sentido para executar memória undervolted.

Praticamente todos os segmentos do mercado de hardware tem agora chamados produtos "verdes". Estas visam a todas as nossas consciências ambientais por ser "eco-friendly", muitas vezes a tentar poupar dinheiro reduzindo o consumo de energia. Este artigo descreve novos Kingston HyperX LoVo série, que corre típico velocidades de memória DDR3 a diminuição configurações de tensão. Para examinar as alegações da Kingston eco, testamos a KHX1600C9D3LK2/4GX, mais facilmente chamado de memória DDR3-1600 2 x kit de 2 GB.

A história de Consumo de Energia

hardware de baixa potência é certamente mais popular na Europa do que na América do Norte, como os custos de energia são mais baixos em média os EUA, fazendo com que a média europeia a ser mais exigentes quanto ao consumo de energia.

Com isso dito, há dois aspectos a produtos de baixa potência: o ambiente eo custo da sua factura energética. O ambiente pode beneficiar de hardware de consumo de energia reduzido. Ressaltamos apenas a possibilidade de um benefício em razão do poder e dos recursos naturais (incluindo a água doce) necessária para produzir e reciclar ou dispor de uma peça de hardware é geralmente ignorada na equação de energia. Todos devem fazer parte de uma folha maior saldo de recursos, marketing comercial, mas só vai a meio caminho. É por isso que prefiro não destacar o fator "verde" demais e limitar as nossas instruções para redução de energia.

 

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Baixa Tensão = Baixa Potência

Vamos olhar para o consumo de energia. Neste caso específico, decidimos analisar a memória do sistema, um componente que é normalmente esquecido, porque não requer muita energia para funcionar em comparação com um processador ou placa gráfica. Usuários e fornecedores de memória geralmente se concentram em maior velocidade de memória, e poucos se justificar a redução da velocidade de memória a fim de diminuir o consumo de energia. No entanto, o silício mais avançado, geralmente permite reduções na tensão de operação. Já vimos isso em processadores muitas vezes, e Kingston começou a aplicar isto a memória.

A HyperX DDR3 LoVo série serve para superior mainstream velocidades DDR3, significando DDR3-1333 e DDR3-1600, eo produto oferece o desempenho esperado na tensão diminuiu. Mas dado que a memória requer apenas alguns watts de potência de qualquer maneira, tivemos nossas dúvidas sobre os benefícios globais disponíveis. Será que isso realmente ter um impacto significativo sobre o poder total do sistema? E será que esses módulos agem de forma semelhante aos rodando a mais tensões padrão?

Visão geral da memória DDR3

A maioria dos sistemas desktop-class hoje disponível da Intel ou AMD utilizam memória DDR3. Este é o caso de todos os sistemas baseados no soquete AM3 da AMD e da Intel LGA 1366 e LGA 1156 interfaces. A plataforma LGA 775-base pode usar DDR2 ou DDR3.

Desktop vem em DIMMs DDR3 de 240 pinos, enquanto DDR3 notebook chega a 204 pinos SO-DIMMs. RAM DDR2 desktop tem a mesma quantidade de pinos (200 pinos para DDR2 SO-DIMMs), mas entalhes diferentes para evitar misturá-los, pois eles são eletricamente incompatíveis.

DDR3 foi especificado pela JEDEC Solid State Technology Association para correr entre 1,5 V e 1,575 V (uma queda de 30% de DDR2 de 1,8 V), e para suportar tensões de até 1,975 V antes de tomar dano. O buffer de prefetch foi duplicada de DDR2 de quatro bits para oito bits, razão pela qual a banda efetiva duplicou, passando entre DDR2-400 e DDR2-800 e DDR3-800 e DDR3-1600. Double Data Rate (DDR) significa que os dados são transferidos durante a queda ea subida do sinal de clock. Em um exemplo simples, DDR3-1600 é baseado na taxa de dados dobro, portanto, a memória física I / O relógio é de 800 MHz.

Muitos produtos de memória no mercado foram projetados para velocidades de clock além de especificações de JEDEC. Nós já vimos DDR3-2400. No entanto, tais velocidades exigem um aumento significativo da tensão para manter a confiabilidade da memória. Por outro lado, baixas velocidades de memória pode ainda ser de confiança, a tensão diminuiu. Entusiastas normalmente fazem o seu caminho através da selva no nível do BIOS parâmetro, mas os usuários regulares podem ainda acessar dois mecanismos para ajustes básicos e afinação do sistema.

configurações de memória viáveis são normalmente tomadas a partir de um módulo de memória ROM Serial Presence Detect (SPD), onde todos os produtos de memória armazenar parâmetros de sua época. Cada configuração de velocidade de relógio requer parâmetros diferentes para explorar, e placas-mãe geralmente utilizam os padrões SPD menos que você queira ajustar o seu sistema e overclock em sua memória junto com outros componentes. Intel adicionou extensões para o SPD, que são chamadas Extended Memory Profile (XMP). Esta adição perfeitamente utiliza bytes alocado na EPROM. Se a memória é compatível com XMP, então é possível ter sua placa-mãe e software ajustes utilizar os perfis mais adequados XMP para atingir seus objetivos de overclocking. Mas, novamente, isso também pode otimizar a memória no sentido oposto para reduzir a energia ea temperatura diminuir.

 

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Low Power-RAM: Kingston HyperX DDR3 LoVo

kits LoVo série composto por dois módulos de 2 GB DDR3 para uma capacidade total de memória de 4 GB. Todos os produtos LoVo são capazes de executar velocidades de memória comum a tensão diminuiu. Existe um kit de memória DDR3-1800 que podem ser executados em 1,35 V em vez de 1,5 + V (KHX1800C9D3LK2/4GX). Outro kit DDR3-1333 é executado em apenas 1,25 V, e um terceiro (o que testamos) pode fazer DDR3-1333 em 1,25 V ou DDR3-1600 com 1,35 V. Finalmente, uma versão premium quantidade limitada pode fazer DDR3- 1866 em 1,35 V ou DDR3-1600 de 1,25 V. Isto soa impressionante, mas sabendo que a DDR3-1333 1,25 kit V já é $ 169 e DDR3-1800 com 1,35 V é de R $ 175, você pode apostar que a versão premium é além de US $ 200.

Todos os kits são LoVo especificado para rodar em CL9-9-9-27 tempos, que é uma exigência para a operação de baixa tensão (e bastante solto, na medida em que horários vão). parâmetros de tempo mais agressiva tipicamente requerem tensões mais elevadas. Então, novamente, se quiser baixa potência, você geralmente está disposto a trocar pelo menos um pouco de desempenho. Felizmente, há pouco para o comércio, já que a diferença efetiva entre DDR3-1333 e DDR3-1600 é insignificante. Nós encontramos algumas diferenças entre 1,25 V e 1,35 V, mas os resultados são mais evidentes em parâmetros de referência que o mundo real. No final, o ajuste da tensão da memória não tem impacto direto sobre o desempenho, e DDR3-1600 lhe dará uma ligeira vantagem sobre DDR3-1333.

Existem diferenças mais interessantes no consumo de energia, porém, que traz de volta à série LoVo. Espera poder diminui apenas 0,5 W quando se passa de 1,5 V a 1,35 V e 0,5 W por outra quando se muda para 1,25 V. Isso não é muito, mas considerando que o resto do sistema permanece inalterado, é alguma coisa. diminui a potência de pico de 178 W e 180 W, 1,5 V (velocidade de memória DDR3-1333 e -1600) a 174 W e 177 W de 1,25 V e 1,35 V. Embora esses números certamente não são muito relevantes para PCs desktop, o consumo de energia medido diferenças podem tornar-se importante uma vez que você começa a poder optimizar todos os outros componentes do sistema. No final do dia, uma diferença alguns watts de um PC desktop de baixo consumo como a nossa Core i5 25 W do sistema torna-se bastante relevante.

 

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Detalhes do Sistema de Teste

1090T X6 AMD: Processador Phenom II

Usamos um sistema de teste que já tivemos instalado e funcionando para alguns outros artigos. O sistema de teste é baseado em seis núcleos da AMD Phenom II 1090T processador X6 . Este processador funciona a 3,2 GHz e implementa novos AMD Turbo característica fundamental, que introduz o ajuste dinâmico de velocidade de clock similar ao da Intel Turbo Boost.

Mãe: IV Formula Crosshair Asus

O IV Crosshair da Asus é baseado no chipset AMD 890FX. A plataforma não se destina a ser uma poupança de energia, mas graças ao chipset, que acaba por ser relativamente eficaz. Sistema de Informática
Hardware Detalhes
Desempenho?
Mãe
(Socket AMD3) Asus Crosshair Formula IV (Ap 1.0), Chipset: AMD 890FX, BIOS: 0701 (2010/04/02)
CPU AMD AMD Phenom II X6 1090T (45 nm, 3,2 GHz, 6 x 512 KB L2 e 6 MB de cache L3, TDP 125 W, o Rev. C3)
RAM DDR3 2 x 2 GB DDR3-1333 (KHX1600C9D3LK2/4GX Kingston 9-9-9-27)
Gráficos Sapphire Radeon HD 5850, GPU: Cypress (725 MHz), RAM Gráficos: 1024 MB de memória GDDR5 (2000 MHz), Stream Processors: 1440
Hard Drive Western Digital VelociRaptor, 300GB (WD3000HLFS), 10.000 RPM, SATA 3Gb / s, cache de 16 MB
Alimentação Enermax Pro 82 +, EPR425AWT
System Software & Drivers
Sistema Operacional Windows 7 Ultimate x64
Actualizado em 2010/03/03
Drivers and Settings
Chipset Intel Drivers Chipset Installation Utility Rubro. 9.1.1.1025
Intel Storage Drivers Drivers de armazenamento em matriz Rubro. 8 9.. 0. 1023

Tenha em mente que todos os nossos componentes de hardware pode ser considerado superior mainstream típico de um PC para jogos multimédia ou máquina poderosa. Os componentes que usamos não são "verdes" ou de baixa potência em si, mas são razoáveis. Temos também a certeza de utilizar uma fonte de alimentação adequada eficiente.

No final, recomendamos começando a otimizar o consumo de energia mínimo. plataformas de processadores Intel e dará em torno de 5 W a 10 W menos energia ociosa. Se as suas aplicações pode ir longe com ele, um menos potente placa gráfica ou até mesmo gráficos integrados irá diminuir o poder ocioso por outro W 15 ou mais. E um cara 80 PLUS Silver ou Gold fornecimento de energia para reduzir o consumo de energia em alguns pontos percentuais, também.

 

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Resultados Benchmark: Sintéticos

 

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Resultados Benchmark: Aplicações

 

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Resultados Benchmark: Áudio / Vídeo

 

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Resultados Benchmark: Consumo de energia ea eficiência do sistema de uma única thread

Sistema de Consumo de Energia

Sistema ocioso diminui o poder, mas apenas por um W no máximo. Isso não é suficiente para justificar pagar mais por um produto de memória de baixa potência, mesmo em sistemas de segmentação abaixo de 30 W de potência total ocioso.

A diminuição da potência de pico é mais significativo, no entanto. A 4 W e 6 W é diminuir um pouco, dado que a única modificação real é uma redução na tensão de memória.

Eficiência único segmento

Vamos analisar o impacto desses números o consumo diminuiu ligeiramente o poder sobre o desempenho em aplicações single-threaded.

Alguns segundos de diferença em nosso trabalho não justificam as despesas adicionais, mas a memória da Kingston LoVo dá uma vantagem marginal.

Média de consumo de energia durante a nossa eficiência em executar uma aplicação single-threaded diminuiu para 1 W 2 W, dependendo da velocidade da memória.

O total de energia usada para concluir este trabalho também diminuiu, principalmente por causa de ter quase idêntico desempenho na potência diminuída. O resultado final não é muito, mas vale a pena considerar se você quiser otimizar a baixa potência.

 

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Resultados Benchmark: multi-thread e eficiência global

Multi Thread-Eficiência

A carga de trabalho multi-threaded termina mais rápido nas duas configurações de baixa tensão. Mas, novamente, a diferença é muito pequena.

O consumo médio de energia durante as nossas aplicações multi-threaded carga de trabalho diminuiu ...

... Juntamente com a potência total requerida para enfrentar a carga de trabalho.

Eficiência Global

Em geral, tempo de execução para o nosso trabalho total eficiência (aplicações single e multi-threaded) diminuiu apenas alguns segundos.

Ao mesmo tempo, a potência total requerida diminuiu ligeiramente ...

... Juntamente com o poder do sistema média. Vamos relacionar o desempenho com consumo de energia.

Como você pode ver, a eficiência expressa em desempenho por watt (tempo de execução em relação ao total de energia usada) aumenta em 1,96% com DDR3-1333 vai de 1,5 V a 1,25 V e 2,01% em DDR3-1600 com 1,35 V vs 1,5 V. Novamente, isto não é muito fácil ao lado de um Phenom II X6 e um poderoso Radeon HD 5850 placa de vídeo, mas se você usar componentes de baixo consumo, a melhoria da eficiência seria naturalmente alguns por cento mais elevados.

 

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Conclusão

Ele claramente não faz sentido ir para um produto de memória de baixa tensão como o passo (ou único) na redução do consumo de energia. Nós encontramos diferenças de até 1 W durante o tempo ocioso e até 4 W em pico. Embora tenhamos usado uma máquina AMD para o teste, que também tentou uma plataforma Intel P55 com suporte XMP que permite a configuração automática da memória. Os resultados foram muito semelhantes. A troca da placa gráfica ou a placa-mãe provavelmente vai ter um impacto maior no consumo de energia, por isso faz sentido olhar para um hardware mais faminta de poder otimizar primeiro e memória do seu passado.

Nossos resultados devem ser considerados o pior cenário para DDR3 HyperX da Kingston LoVo, como a potência total do sistema é tão grande que o potencial de poupança de energia LoVo ficar perdido na mistura. Isso se aplica a qualquer sistema mainstream ou high-end que exige 70 W ou mais energia ociosa. Gaste seu dinheiro em outros componentes antes de ir depois de RAM de baixa tensão, pois o impacto será certamente mais perceptível.

Uma vez que você a otimizar seu sistema com baixa potência principais componentes (processador, placa-mãe, discos, etc), a única maneira de diminuir ainda mais o consumo de energia será através de ajustes e undervolting, que pode causar problemas de confiabilidade. Como alternativa a esta, DDR3 HyperX da Kingston LoVo fornece um passo adicional para reduzir ainda mais a alimentação do sistema e da temperatura. É como a vida em geral: ficar mais perto da perfeição tem um preço.