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Comparatif : 15 kits DDR2 4 Go
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Publié le Mercredi 1er Avril 2009 par Marc Prieur

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Page 1 - Introduction



Quelle mémoire choisir ? Malgré le lancement maintenant ancien de la DDR3, la DDR2 à encore de beaux restes, encore faut-il trouver le bon module ! Entre la capacité, la fréquence, les timings, il est difficile de s'y retrouver.
La DDR2
La DDR, introduite sur nos PC par AMD, se distinguait de la SDR de par l'utilisation des fronts montant et descendant du signal pour l'envoi des données, ce qui fait que la DDR peut transmettre deux blocs de 64 bits par cycle d'horloge. A une fréquence de 200 MHz, on atteint donc sur un canal les 3.2 Go /s.

La DDR2 fonctionne en fait comme de la DDR en externe, mais comme de la QDR en interne. Ainsi de la DDR2-533 communique avec le reste du PC via un bus DDR (Dual Data Rate, deux envois d'informations par cycle) à 266 MHz mais en interne elle fonctionne à 133 MHz QDR (Quad Data Rate, quatre envois d'informations par cycle). Cette fréquence de fonctionnement interne réduite permet d'augmenter facilement le débit pur des barrettes, au détriment des temps de latence. La tension d'alimentation passe de 2.5 à 1.8V, alors que le nombre de pins passe de 184 à 240.

DDR2 en haut, DDR en bas

Il existe deux paramètres principaux pour une mémoire : sa fréquence de fonctionnement d'une part, et ses timings d'autre part. L'arrivée de la DDR2 a surtout un impact sur la fréquence, au dépend des timings puisque la fréquence des puces elle reste inchangée. On arrive ainsi aux déclinaisons suivantes pour les plus vendues :

- 266 MHz : DDR2-533/PC2-4200, 4.2 Go /s par barrette
- 333 MHz : DDR2-667/PC2-5400, 5.4 Go /s par barrette
- 400 MHz : DDR2-800/PC2-6400, 6.4 Go /s par barrette
- 533 MHz : DDR2-1066/PC2-8500, 8.5 Go /s par barrette

Notez qu'il s'agit ici de la fréquence du bus externe de la puce mémoire. En interne, une puce de DDR2-800, qui prend place sur une barrette de PC2-6400, a des cellules mémoires fonctionnant à 200 MHz … comme de la DDR400 ... et la DDR3-1600 !
Les timings
La fréquence de la mémoire, ne fait pas tout, sinon ce serait trop simple. Ainsi, selon la qualité des puces mémoires utilisées, ces dernières sont plus ou moins rapides pour effectuer les opérations qui leur sont demandées. Les quatre principales caractéristiques à ce niveau (il y'en à d'autres bien entendu) sont le tCAC, le tRCD, le tRP et le tRAS :

- tCAC : C'est le temps minimum nécessaire pour accéder à une colonne d'un banc
- tRCD : C'est le temps minimum qui sépare l'accès d'une ligne à celui d'une colonne
- tRP : C'est le temps minimum qui sépare deux signaux RAS (activation d'un banc)
- tRAS : C'est le temps minimum nécessaire pour accéder à une ligne d'un banc

Ces valeurs sont de base exprimées en nanosecondes (ns), mais c'est la valeur en cycles d'horloges, en prenant pour référence la fréquence externe de la mémoire, qui est utilisée dans les bios. On divise donc ces temps par un autre, le tCLK, qui correspond au temps pour un cycle d'horloge.

On utilise ensuite les formules suivantes pour trouver les temps de latence, exprimés en cycles :

- CAS Latency : tCAC / tCLK
- RAS to CAS Delay : tRCD / tCLK
- RAS Precharge Time : tRP / tCLK
- RAS Active Time : tRAS / tCLK

Généralement, on donne ces timings dans l'ordre, ce qui nous donne par exemple 4-4-4-12 ou encore 5-5-5-15.

Page 2 - DDR2 vs DDR3

DDR2 vs DDR3
Intel supporte la DDR3 depuis mai 2007 et AMD depuis février 2009. Par rapport à la DDR2, les principaux changements liés à la DDR3 sont d'une part la tension d'alimentation qui passe à 1.5V, contre 1.8V en DDR2 et 2.5V en DDR, ainsi que le prefetch. Ce dernier, qui était passé de 2n à 4n bits lors du passage de la DDR à la DDR-2, passe désormais à 8n bits. L'organisation interne des cellules mémoire a donc été modifiée pour obtenir un débit doublé sans augmenter leur fréquence au dépend de celle du buffer d'entrées / sorties et du bus mémoire externe.

Outre le gain de consommation que devrait apporter la DDR3, cette mémoire apporte donc un gain sensible en termes de bande passante puisque qu'elle est officiellement disponible dans des versions comprises entre la DDR3-800 et la DDR3-1600, soit le double de la DDR2 qui va de DDR2-400 à DDR2-800. Bien entendu certains vont encore plus loin comme c'était le cas en DDR2, avec par exemple des modèles de DDR3-2000.

DDR2 au dessus, DDR3 en dessous

Côté latence les choses se sont grandement améliorées depuis la mi-2007 puisque si initialement les premières barrettes de DDR3-1600 affichaient au mieux des latences de 9-9-9, on arrive maintenant sur les modèles les plus haut de gamme à du 7-7-7. Malgré ces avantages la DDR3 ne tire pas vraiment son épingle du jeu comme le montre ces résultats obtenus sous WinRAR, l'application de notre protocole de test processeur la plus dépendante du sous-système mémoire :


On remarque deux choses sur Phenom II. La 1ère, c'est la faible différence entre DDR2-1066 et DDR2-800, la hausse de bande passante étant compensée par la hausse de la latence. La DDR3 subit le même sort et il faut absolument de la DDR3-1333 pour faire mieux que la DDR2-1066. Au maximum le gain lié à la DDR3 est de 4% contre la DDR2.


Sur plate-forme Core 2 Quad, la DDR2-1066 offre tout de même un gain de 6.6% face à la DDR2-800. Seule la DDR3-1600 offre un gain notable face à la DDR2-1066, avec dans le meilleur des cas 5.5% de mieux.

Que ce soit sur plate-forme AMD ou Intel, la DDR3 n'apporte donc pas de gains importants, sauf à utiliser des modèles très haut de gamme comme la DDR3-1600 CL7. Un type de mémoire qui reste encore cher, si bien qu'on peut très bien se passer de la DDR3 pour le moment … sauf bien entendu à opter pour une plate-forme Core i7 qui ne supporte que ce type de mémoire !

Page 3 - 4 Go utile ? 4 Go et 32 bits ?

4 Go de mémoire vive, pourquoi faire ?
Il y'a deux ans lors de notre dernier comparatif mémoire, il était alors question du passage à 2 Go de mémoire vive. Depuis, la gourmandise des applications n'a pas cessé de croitre, et, cerise sur le gâteau, le prix de la mémoire vive à chuté. Du coup, les configurations dotées de 4 Go de mémoire n'ont désormais plus rien d'exceptionnel.

Est-ce pour autant utile ? Pour une utilisation bureautique standard, même sous Vista, 2 Go sont bien entendu largement suffisants, 1 Go peuvent même suffirent sous XP et Linux bien entendu. L'utilisation d'applications lourdes, que ce soit les derniers jeux ou des applications de création, nécessite toutefois d'aller au delà afin de profiter pleinement de la machine. Il n'est en effet pas rare qu'un jeu occupe 1.5 Go de mémoire, et ne pas disposer de plus de 2 Go pourra alors entrainer des temps de chargement à rallonge ou des micro-saccades en cours de parties assez désagréables.

Bien entendu 4 Go de mémoire vive n'est pas en soit une nécessite, et si nous devions fixer une limite ce serait plus 3 Go. Toutefois, il n'existe pas de barrette DIMM DDR2 de 1.5 Go, et les contrôleurs DDR2 des chipsets Intel ou des processeurs AMD étant dans leur configuration optimale en double canal, il faut donc passer en 2x2 Go. Etant donné le prix de la mémoire, ca n'a rien de dramatique ! Reste à ce que cette mémoire soit correctement utilisée par le système, ce qui n'est pas forcément le cas en environnement 32 bits ...
4 Go et 32 bits
La mémoire sur PC est gérée par le processeur, via son bus d'adressage mémoire. La largeur de ce dernier définit l'espace mémoire pouvant être gérée. Ainsi, avec un bus d'adressage mémoire 32 bits, on peut adresser 2^32 bits soit 4 Go. Seul problème, tout cet espace adressable n'est pas uniquement utilisé pour la mémoire vive.

En effet, la gestion des entrées / sorties des périphériques se fait sur les plates-formes actuelles via le MMIO (Memory Mapped I/O), une technologie permettant de simplifier le design du microprocesseur par rapport à l'ancien PMIO (Port Mapped I/O). Pour accéder à un périphérique, on utilise une partie de l'espace adressable du processeur qui n'est donc plus accessible pour gérer la mémoire vive.


Le problème ici c'est bien entendu qu'avec la multiplication des périphériques, on multiplie l'espace adressable dédié au MMIO ! Comme nous l'avions noté dans cet article par exemple, si sur une configuration avec un chipset Intel et une carte graphique on disposait encore de 3.3 Go de mémoire vive adressable, 3 Go avec un chipset Nvidia. Mais en utilisant du tri-SLI sur le chipset Nvidia et du quad-CrossFire sur le chipset Intel, on tombait alors à 2.5 Go !

Autre problème, en dehors de cette limitation matérielle, de base sous Windows 32 bits vos 4 Go de mémoire seront complètement sous-utilisés. En effet, en sus du problème au niveau de l'adressage mémoire qui peut se présenter, Windows divise de base l'espace mémoire adressable en 2 : 2 Go pour les applications, et 2 Go pour le système. Heureusement il est possible de changer cet état de fait en repoussant la limitation à 3 Go pour les applications et 1 Go pour le système, ce en utilisant le switch /3GB dans le boot.ini sous Windows XP et en modifiant la valeur IncreaseUserVa sous Windows Vista. Il faut noter que seules les applications dites « LargeAddresseAware » seront toutefois capable d'utiliser à elles-seules ces 3 Go.
La solution : le 64 bits !
Pour outrepasser ces limitations, il faut utiliser la bonne combinaison entre matériel et logiciel. Côté matériel, c'est relativement simple puisque tous les processeurs modernes disposent d'un bus d'adresse plus étendus que le 32 bits : 40 bits pour les Athlon 64 X2, Phenom et Core i7, soit 1 To d'espace adressable, et 36 bits pour les Core 2, soit 64 Go d'espace adressable.

Encore faut-il ensuite un système d'exploitation capable de tirer partie de cette fonctionnalité, c'est-à-dire un OS 64 bits. Bonne nouvelle, depuis l'arrivée des premiers processeurs AMD64 en 2003, le 64 bits s'est démocratisé et les OS comme les drivers ne sont plus un problème. En pratique au sein d'un environnement 64 bits, les applications 64 bits pourront profiter de toute la mémoire vive disponible. Les applications 32 bits pour leur part se contenteront de 2 Go à 4 Go, selon que l'application soit LargeAddresseAware ou pas.

Page 4 - Notre comparatif

Notre comparatif

Pour ce comparatif, nous avons testé la plupart des kits 2x2 Go offerts par Corsair, Crucial, G.Skill, Kingston et OCZ en DDR2-800 comme en DDR2-1066. Nous nous sommes limités aux kits affichant des timings bas, soit 4-4-4 et 5-5-5 minimum pour chacun de ces réglages. Il faut noter que les deux kits OCZ de DDR2-800 sont même certifiés pour du 4-4-3, mais en pratique le gain n'est pas mesurable. Voici la liste exacte des modules testés :

- Corsair TWIN2X4096-6400C4DHX
- Corsair TWIN2X4096-8500C5
- Corsair TWIN2X4096-8500C5D
- Crucial BL2KIT25664AA80A
- G.Skill F2-6400CL4D-4GBHK
- G.Skill F2-6400CL4D-4GBPK
- G.Skill F2-6400CL4D-4GBPI
- G.Skill F2-8500CL5D-4GBPK
- G.Skill F2-8500CL5D-4GBPI
- Kingston KHX6400D2LLK2/4G
- Kingston KHX8500D2LLK2/4G
- OCZ 2P800EB4GK
- OCZ 2RPX800EB4GK
- OCZ 2P10664GK
- OCZ 2RPR10664GK


Il est à noter que toutes les barrettes utilisées dans ce test sont issues du commerce afin d'éviter de tomber sur des modules spécialement destinés aux tests par des marques peu scrupuleuses.


Pas question ici de performances pures, pour la simple et bonne raison qu'a réglage identique ces barrettes offrent strictement les mêmes résultats. Pour chacune de ses barrettes, nous allons donc essayer de savoir quels sont les réglages maximums supportés, et ce avec trois réglages de latences assez standards : 4-4-4-12 et 5-5-5-15. Les tests sont effectués avec un ratio FSB:DDR à 1:2, afin de ne rencontrer de souci lié à la montée en FSB.


Pour valider la stabilité, nous avons utilisé Memtest86+ 2.11  dans sa configuration par défaut, et les combinaisons de fréquences, timings et tensions étaient validées a partir du moment ou le kit ne présentait pas d'erreurs après 2 passes sur notre carte mère de test, une ASUSTeK P5Q. Sachant qu'une pass met environ 40 minutes, que nous avons testé 15 kits et qu'au total plus de 180 réglages ont dû êtres testés, vous comprendrez bien qu'utiliser 10 pass n'aurait pas été possible.


Bien entendu il y'a comme toujours avec l'overclocking un part d'aléatoire dans les résultats obtenus. Toutefois, nous avons remarqué au cours de divers tests que plusieurs kits d'un même modèle se tenaient dans un intervalle de 10 MHz maximum. Les barrettes ne disposaient pas d'une ventilation directe mais d'un flux d'air classique caractéristique d'un PC correctement ventilé.

Page 5 - Résultats

Les résultats en 4-4-4-12

Toutes les barrettes supportant le mode DDR2-800 (soit 400 MHz réels) avec des timings de 4-4-4-12 avec une tension de 2.1V. 3 Modules, dont les 2 Kingston, ne vont pas plus loin que 420 MHz, soit seulement 5% de plus, et seuls 2 vont jusqu'à 460 MHz, à savoir les deux kits OCZ DDR2-1066 testés. Juste derrière à 450 MHz on retrouve un nouveau kit OCZ DDR2-800, un kit G.Skill, un Crucial et un Corsair.
Les résultats en 5-5-5-15

Premier point, les barrettes de DDR2-800 4-4-4 ne supportent pas forcément le mode DDR2-1066 5-5-5. C'est notamment le cas des G.Skill F2-6400CL4D-4GBPI ainsi que des deux kits OCZ DDR2-800. Le kit Corsair lui y arrive au prix d'une tension élevée.

Les meilleurs résultats sont obtenus avec les modules Crucial BL2KIT25664AA80A et G.Skill F2-8500CL5D-4GBPI avec une fréquence de 560 MHz en 2.1V.


Page 6 - Conclusion

Conclusion
La bonne nouvelle, c'est que toutes les barrettes testées lors de ce comparatif se sont avérées stables aux spécifications annoncées. Bien entendu c'est censé être une évidence mais il est déjà arrivé par le passé que ce ne soit pas le cas !


Il n'y a donc pas vraiment de modèle à éviter pour une utilisation classique. Pour une utilisation plus poussée, c'est-à-dire avec de l'overclocking, il faudra une barrette assez flexible. On évitera donc les modèles Corsair TWIN2X4096-6400C4DHX, G.Skill F2-6400CL4D-4GBPI, OCZ 2P800EB4GK et OCZ 2RPX800EB4GK qui ne sont pas capables de supporter le mode DDR2-1066 en 5-5-5 à une tension classique. Certes, il s'agit à la base de modules DDR2-800, mais d'autres modèles parviennent parfaitement à être stable sur la plage de fréquences testées.


Les meilleures barrettes ont pu ainsi à la fois atteindre les 450 MHz en 4-4-4 et les 550 MHz en 5-5-5 : Corsair TWIN2X4096-8500C5D, Crucial BL2KIT25664AA80A, G.Skill F2-6400CL4D-4GBPK et OCZ 2P10664GK. Il s'agit donc de kits DDR2-800 chez Crucial et G.Skill, et DDR2-1066 pour OCZ. Les modules DDR2-800 sont en pratique les moins chers, puisqu'à l'heure du test on peut les trouver à moins de 50 € !
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