RAM compatibili per Ryzen
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Un ringraziamento particolare va all’autore di questa guida che mi ha concesso la possibilità di poter divulgare il suo enorme lavoro, non smetterò mai di ringraziarti R3d3x!
Ryzen: RAM con alte Frequenze o basse Latenze
Molti avranno sentito dire che le RAM con Memorie Samsung B-Die sono le migliori per Ryzen.
Alcuni non sanno neanche il motivo e si chiedono inoltre perché pagare un sovrapprezzo che caratterizzano alcuni banchi di ram.
Le CPU Ryzen preferiscono le alte frequenze alle latenze, ma quest’ultime non sono da ignorare.
3200 MHz C14 (Chip B-Die) = 1000/1600*14 = 8.75 ns
3200 MHz C16 (Chip x-Die) = 1000/1600*16 = 10.00 ns
2933 MHz C14 (Chip x-Die) = 1000/1466*14 = 9.54 ns
Possiamo notare come con un buon gap di latenze da C14 a C16 comporti però una moderata riduzione dell’aumento delle prestazioni.
Infatti l’aumento dei soli 266MHz continua ad aumentare le nostre prestazioni anche se in misura lievemente inferiore.
A stesse latenze, una frequenza superiore porta notevoli vantaggi.
Questo perché l’interconnessione ad alta larghezza di banda utilizzata per collegare i due quad-core complex (CCX) dei Processori Ryzen con altri componenti.
Stessa cosa avviene sul Root-Complex del PCIe e southbridge integrato; viene sincronizzato con il clock della Memoria RAM.
Infinity Fabric, un successore di Hyper Transport, è l’ultima tecnologia di interconnessione di AMD.
Quest’ultimo collega i vari componenti sul processore Ryzen “Summit Ridge”, e sulla prossima famiglia di GPU “Vega”.
Secondo AMD, la cosiddetta Crossbar è una barra trasversale bidirezionale a 256 bit.
All’interno del CCX, la cache L3 esegue alcune connettività inter-core.
La velocità della Crossbar Infinity Fabric su un processore Ryzen “Summit Ridge” è determinata dal clock della memoria.
Ad esempio, quando è associata alla memoria DDR4 – 2133MHz, la Crossbar lavora a 1066 MHz con un rapporto 1:1.
Da questo comunicato di AMD emerge che l’utilizzo di memorie più veloci ha quindi un impatto diretto sulla larghezza di banda di questa interconnessione.
Per questo le Memorie Samsung B-Die sono così ricercate, poiché riescono ad arrivare a frequenze più alte e latenze minori rispetto alle altre Memorie.
AMD X370 e B350 con la Gen 1 partiamo dalla situazione iniziale per i Ryzen di prima generazione (R7 1800X, 1700X, 1700, R5 1600X 1600 etc.)
La situazione iniziale all’uscita di Ryzen era che la stragrande maggioranza delle RAM non arrivavano e non erano stabili nella modalità XMP o AMP, alcune addirittura non bootavano per problemi di incompatibilità e si è dovuto quindi fare svariati aggiornamenti al BIOS, in particolare ad AGESA.
AGESA
AGESA è l’acronimo per AMD Generic Encapsulated Software Architecture ed è il nucleo del BIOS di AMD.
Soprattutto con le schede madri di prima generazione B350 e X370 è importantissimo aggiornare il BIOS all’ultima versione.
Il nucleo del BIOS, con i suoi aggiornamenti ha migliorato sia la compatibilità base verso tutte le RAM sia il loro overclock/XMP.
Così facendo sono riusciti a far arrivare le RAM almeno alle frequenze dell’XMP o comunque almeno a 2933 MHz.
XMP
L’XMP è semplicemente un profilo estremo delle memorie (eXtreme Memory Profile) che vengono mandate a frequenze testate e certificate dal produttore.
Come profilo base hanno tutte le RAM un profilo di 2133MHz (in realtà 2133MT/s), che viene portato tramite un overclock per così dire “automatico” alle frequenze di XMP alle quale ci vengono vendute quindi 3000, 3200, 3600 MHz etc.
Per attivare questo XMP o AMP basta andare nel BIOS e abilitare la voce XMP/AMP.
Una volta usciti dal BIOS, quest’ultimo farà riavviare il PC, e se l’operazione va a buon fine il pc seguirà la procedura di avvio (bootstrap).
Questa situazione ha portato ad una notevole differenza di prestazioni tra i vari chip delle RAM.
In generale su Ryzen con delle RAM Samsung B-Die si arriva molto facilmente a frequenze di 3200MHz C14 senza BSOD o crash o incompatibilità o instabilità.
Con un po’ di abilità si arrivava anche a frequenze di 3466/3600MHz con latenza C16, cosa alquanto impensabile con altri banchi di RAM che nella maggior parte dei casi neanche partivano all’inizio.
Questo però non avviene con gli altri Chip, infatti la maggior parte delle restanti RAM si sale a 2933/3000 MHz C15 con le Samsung D/E/S-Die e con le Hynix A/M-Die, solo se utilizzate un BIOS AGESA 1 .0 .0 .6+.
Versioni precedenti addirittura hanno difficoltà a salire a 2666/2800MHz o a fare un qualsiasi overclock.
La situazione spesso peggiorava con le Dual Rank.
RAM DUAL RANK E SINGLE RANK
Bisogna dire che a quanto pare le RAM Dual Rank sono più veloci delle Single Rank, per esempio 2933 MHz Dual Rank sono più veloci delle 3200 MHz Single Rank, ma siamo in attesa di maggiori conferme in quanto le stesse si bloccano a frequenze più basse.
NB: Single/Dual Rank non va però confuso con Single/Dual Channel, tra 1/2/4 banchi Ryzen preferisce il Dual Channel.
Dato l’allora prezzo ancora non troppo conveniente per le RAM sopra i 3000MHz, si consigliava un 2666/2800MHz per le build più economiche e almeno delle 3000MHz C15 per le build più prestanti.
Mentre per le top di gamma erano consigliate le RAM B-die che reggevano tranquillamente i 3200 che spesso le altre non reggevano, era molto raro che un chip A-die andasse in XMP/AMP a 3200 in modo stabile senza alcun BSOD.
IL RANK
Spesso si confondono le RAM Single/Dual Rank o con Single/Dual Channel.
Sono due cose completamente diverse, si tratta di una tecnologia che aumenta la quantità di dati e il loro trasferimento aggiungendo più canali di comunicazione.
Mentre le RAM Single/Dual Side rappresentano il posizionamento dei chip di memoria su di uno o due lati del PCB.
1) Single Rank Single Side (64 bit)
2) Single Rank Dual Side (64 bit)
3) Dual Rank Dual Side (64bit+64bit)
Il termine rank è stato creato e definito dal JEDEC, l’associazione preposta al controllo degli standard nel settore delle memorie.
Un rank di memoria è semplicemente un’area dati indipendente a 64 bit di un modulo di memoria.
Ogni rank deve avere un’ampiezza dati di 64 bit, tranne che sui moduli di memoria che supportano la funzionalità Error Correction Code (ECC), dove l’area dati da 64 bit richiede anche un’area ECC da 8 bit per un’ampiezza totale di 72 bit.
- I moduli a più Rank consentono diverse pagine aperte per ogni Rank (8 pages per Rank), ciò aumenta la possibilità di beccare un indirizzo di riga già aperto.
Il guadagno di prestazioni che si può ottenere è fortemente dipendente dall’applicazione e dalla capacità del controller di memoria di sfruttare le pagine aperte.
- I moduli a più Rank hanno un carico superiore sul bus dati (e su DIMM non bufferizzati e sul bus CA).
Quindi se più delle Dual Rank DIMMS sono collegati in un canale, la velocità potrebbe essere ridotta (Quad Rank, etc.).
- Escludendo alcune limitazioni, i Rank possono essere raggiunti indipendentemente, anche se non contemporaneamente, poiché le righe di dati sono ancora condivise tra le posizioni di un canale.
Ad esempio, il controller può inviare dati di scrittura a un Rank mentre attende dati di lettura precedentemente selezionati da un altro Rank.
Mentre i dati di scrittura vengono utilizzati dal bus di dati, l’altro Rank potrebbe eseguire operazioni legate alla lettura, ad esempio l’attivazione di una riga o il trasferimento interno dei dati ai driver di output.
Una volta che il bus CA è privo di rumore della precedente lettura, la DRAM può disattivare i dati di lettura.
Densità dei moduli RAM
La densità di un modulo di memoria è determinata dai piccoli chip DRAM neri che lo costituiscono.
Meno chip ci sono sul modulo, a parità di capienza, maggiore è la densità.
I moduli ad alta densità elaborano la stessa quantità di informazioni alla stessa velocità delle parti a bassa densità, ma utilizzano meno chip.
La maggior parte degli IC adottati nei banchi di RAM DDR4 hanno densità di 8Gb, ovvero, un banco di RAM da 8GB è composto da 8 piccoli chip, disposti su un solo lato del modulo.
Alcuni IC hanno densità inferiore, pari a 4Gb e, per la realizzazione di un banco di RAM da 8GB, sarà necessario utilizzarne una quantità doppia.
In questo caso, il banco da 8GB sarà costituito da 16 chip DRAM, disposti su entrambi i lati.
Un banco di RAM da 16GB, è composto da 16 chip, ognuno con densità pari a 8Gb.
Esistono in commercio IC che adottano chip con densità di 16Gb, ma i moduli che li adottano sono molto rari e perlopiù utilizzati in ambito server.
Solitamente, i moduli di RAM che hanno i chip disposti soltanto su un lato, salgono di frequenza più facilmente.
Le frequenze raggiungibili con 4 banchi di RAM single sided tendono ad essere molto simili a quelle che si raggiungerebbero con due banchi di RAM dual sided (e, non sempre, ma nella maggior parte dei casi è così, dual rank).
Per questo motivo, in base al quantitativo di RAM di cui si necessita, conviene prediligere la configurazione di moduli che permetta di raggiungere il quantitativo di RAM desiderato.
In modo da avere installato il minor numero possibile di banchi (non meno di due, per sfruttare il dual channel) con layout single rank.
Se si necessitano di soli 8GB, due banchi da 4GB (single rank e single sided) saranno la soluzione ideale, analogamente, per 16GB converrà acquistare due banchi da 8GB single rank e single sided.
Per una configurazione con 32GB di ram, le due soluzioni (4x8GB e 2x16GB) non fanno troppa differenza.
Mentre se si volessero installare 64GB di ram, la scelta di 4 banchi da 16GB sarebbe praticamente obbligata.
AMD X470 e B450 con la Gen 2
Passiamo alla seconda generazione di Ryzen (R7 2700X, 2700, R5 2600X, 2600 etc.).
Qui con le nuove mainboard B450 e X470 passiamo ad un supporto nativo fino a 2933MHz dai 2666MHz della prima generazione, ma soprattutto migliora il design del PCB e delle memory trace.
Quest’ultime generalmente sono più corte per ridurre le interferenze così come il circuito di memoria è isolato per ridurre le interferenze ulteriormente.
Anche queste schede madri hanno ricevuto parecchi update del BIOS, in particolare su AGESA.
In questo modo si è migliorata la compatibilità con le RAM riuscendo a supportare tutte le RAM senza problemi con i profili XMP/AMP sui 3200 MHz.
Poche schede madri in genere sono instabili, la maggior parte riesce a mantenere stabilmente questa frequenza, mentre alcuni con i chip b-die hanno sfondato il tetto dei 3733MHz arrivando fino ai 4000MHz con i migliori chip.
Naturalmente non sempre con un’ottima stabilità e con latenze non affatto basse ma si è riusciti comunque a bootare il sistema.
La soluzione migliore con questi Ryzen è prendere RAM minino da 3000MHz C15 o C16 per le build economiche, fino ad un massimo di 3200MHz C16 per restare ancora in budget, o arrivare a delle 3200MHz C14 B-Die per ottenere ottimi risultati.
AMD X570 e B550 con la Gen 3
Passiamo alla terza generazione di Ryzen (R9 3950X, 3900X, R7 3800X, 3700X, R5 3600X etc.).
Qui con le più recenti schede madri X570 e con le future B550 siamo passati ad un supporto nativo fino a 3200MHz dai 2933MHz della seconda generazione dai 2666MHz della prima.
Il tessuto dell’Infinity fabric funzionava 1:1 con le RAM, adesso ha un funzionamento diverso.
Fino a 3733MHz arriva ad un rapporto 1:1 mentre quando sale oltre i 3800 MHz inizia ad utilizzare un rapporto 2:1.
Ciò permette alle RAM di arrivare laddove prima era impensabile come un XMP/AMP a 4200MHz senza problemi o addirittura a record di oc fino a 5133MHz.
AMD dice: “Abbiamo sviluppato un modo per disaccoppiare queste due velocità, in modo da non dover tenere Infinity Fabric e la velocità della memoria direttamente legati.
Questo è importante perché Infinity Fabric è legato alla GMI (global memory interconnect) che parla dal controller ai chiplet, e quel collegamento ha dei limiti, non puoi andare più veloce di così.
A 4200MHz è legata con un rapporto 2:1 alla frequenza della memoria, ed ecco perché 3733 MHz è la frequenza massima che potete avere in quel collegamento.
Andando oltre il nostro software le disaccoppia in modo che il collegamento GMI non vada in crash.”
Una volta oltrepassati circa 3800 MHz, il sistema passa da un rapporto 1:1 a 2:1 e questo conferisce maggiore libertà di salire con la frequenza, a spese della latenza.
Le soluzioni migliori con questi Ryzen sono per fascia:
Economiche – prendere delle RAM da 3000 C15 o 3200 C16 per le build più economiche.
Prestanti – andare o per delle 3200 C14 B-Die o per delle 3600 C16/C17 o 3733 C17/C18 con qualsiasi IC.
Elite – dei chip B-die a 3600MHz con latenze C15 (nella loro fascia sono le migliori), oppure delle 3733 C17 B-Die, inoltre in overclock cercando di tirare i Timings al loro limite estremo, fin dove possono essere tirati restando fermi con le frequenze.
Differenza tra Samsung B-Die, E-Die, D-Die, S-Die
Le B-Die sono chip selezionati per la loro capacità di scalare a frequenze di memoria elevate con tempi decenti a tensione moderata e anche di consentire tempi più brevi con tensione addizionale.
Dovrebbe esistere una versione più recente chiamata C-Die ma al momento non è disponibile per il mercato consumer.
Le D-Die, E-Die, S-Die sono delle Dual Rank da 4GB (Ci sono quindi due IC su di un solo banco) in genere si differenziano per il processo produttivo e la densità di memoria.
Le E-Die sono più recenti a 20nm, mentre le D-Die sono più vecchia a 25nm, quindi meno efficienza.
Per le S-Die non si conosce il loro processo produttivo, sono fin troppo rare per quanto ne so.
In genere le lettere di Samsung in qualche dovrebbero classificare le generazioni del Die.
Inoltre ci sono delle memorie server chiamate F-Die, sono delle RAM Premium per server, dovrebbero avere minori consumi, quindi probabilmente un affinamento del processo produttivo rispetto alle non-F-Die.
Differenza tra le SK Hynix A-Die e M-Die
Semplicemente 20nm per le A-Die più recenti e 25nm per le M-Die più vecchie.
Indifferentemente dal rank al quale Hynix non pone differenze, le A-Die sono di produzione più recente e quindi con un affinamento del processo produttivo.
Classifica preferenziale delle RAM
Non esiste una vera classifica, ma la seguente classifica è stata creata con i dati che abbiamo scritto sopra e i vari test condotti:
- Samsung C-Die, l’evoluzione delle B-Die, non sono ancora in circolo a quanto pare.
- Samsung B-Die (20nm) migliori performance raggiunge i clock più alti ai migliori timing, si può fare pure OC rispetto all’XMP.
Presto in EOL (End of Life)
- Samsung E-Die (20nm) ottimo scaling per le tensioni. EOL (End of Life)
- Hynix C-Die (18nm) e Hynix D-Die (17nm) ottima scelta.
- Micron E-Die (19nm) ottima scelta.
- Hynix J-Die (18nm), versione economica delle Hynix C-Die.
- Samsung S-Die (20nm) Sconsigliate.
- Hynix A-Die (20nm) tempo fa erano economiche rispetto alle Sams B-Die, ormai sconsigliate e surclassate da C-Die e D-Die della stessa Hynix.
- Micron D-Die (20nm) Sconsigliate.
- Samsung D-Die (25nm) Sconsigliate.
- Hynix M-Die (25nm) Sconsigliate.
- Micron B-Die (25nm) Sconsigliate.
- Micron A-Die (30nm) Sconsigliate.
- Le F-Die non rientrano in quanto usate per Server.
Altri modi di classificazione delle memorie
Controllo del Tipo di Memorie
Per controllare basta scaricare il programma Thaipoon Burn.
Scaricate la freeware version, estraete l’archivio e avviate il .exe.
N.B.: Dovete avviarlo come amministratore quindi premete tasto destro del mouse sull’eseguibile e fate Esegui come Amministratore.
Vi si aprirà il programma, da qui premete il tasto Read, scegliete un banco e su Die Density / Count troverete che tipo di RAM sono.
Da qui potrete vedere quindi se sono B-Die o meno, sotto riporterò la lista delle B-Die conosciute grazie ad una lista creata da utenti di Reddit e alcune delle informazioni sopra citate.
N.B.: Sono tutti banchi da 8GB Single Rank e Single Sided e vengono venduti tutti in 2x8GB.
Molti pensano che le ram con Timings uguali, ad esempio 15-15-15 siano delle B-Die, ma non è così.
Molte di quelle presenti nell’elenco non hanno timings uguali e viceversa alcune che li hanno non sono B-Die.
Inoltre ci sono le varianti di G.Skill, RAM nelle quali cambia soltanto il colore ed è possibile aspettarsi che quindi abbiano la stessa IC della versione “standard”.
Ecco perché le versioni RGB o con colore diverso dallo “standard” sono elencate come la versione “standard”, quindi ad esempio:
GVR -> GVK mentre GTZKW -> GTZ, tranne nel caso in cui non esista una versione “standard” per esempio le F4-3000C15D-16GVR & F4-3000C16D-16GTZR.
