تفاوت DDR5 و DDR4 در چیست؟

هرچند سال یک بار، نسل جدیدی از رم، به استاندارد پذیرفته شده تبدیل می‌شود. رم DDR5 جدیدترین نسل حافظه است که در نهایت در ۴ نوامبر ۲۰۲۱ برای کاربران عرضه شده است. انتشار مشخصات استاندارد DDR5 در ابتدا برای سال ۲۰۱۸ برنامه ریزی شده بود، اما بارها و بارها تا ۱۴ جولای ۲۰۲۰ به تعویق افتاد.

در حال حاضر، اکثر رایانه‌های مدرن برای استفاده از رم DDR4 ساخته شده‌اند و با نسخه‌های قبلی سازگار نیستند. به این ترتیب، اگر مادربرد قدیمی‌تری دارید که از رم DDR3 استفاده می‌کند، نمی‌توانید رم DDR4 را بدون تعویض کل مادربرد با موفقیت در آن نصب کنید. این مبحث درباره سازگاری DDR5 با مادربرد‌های DDR4 نیز صادق است.

علاوه بر این، مدتی طول کشید تا اینتل و AMD مادربردهایی را منتشر کنند که از پروتکل DDR5 پشتیبانی کنند. در حال حاضر تنها مادربردهای سری ۶۰۰ اینتل از رم DDR5 پشتیبانی می‌‎کنند. این شامل چیپست‌های Z690 ،B660 و H610 است. از آنجایی که ماژول‌های رم DDR5 با DDR4 یکسان نیست، نمی‌توانید از ماژول رم DDR5 در مادربرد DDR4 استفاده کنید.

رم DDR5 به طور قابل ملاحظه‌ای گران‌تر از رم DDR4 است. DDR5 سرعت بیشتر، پهنای باند بیشتر، بهره وری انرژی بهتر، فرکانس‌ بالاتر و حداکثر ظرفیت حافظه بیشتر را ارائه می‌دهد. اما آیا نسبت به قیمتش ارزش خریدش را دارد؟

---

رم DDR5 چیست؟

اولین تراشه DDR5 در واقع توسط SK Hynix در ۶ اکتبر ۲۰۲۰ منتشر شد، و این تراشه برای متخصصین داده‌های بزرگ، هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ بود. در مراحل بعدی در دسترس بودن برای سرورها اولویت قرار گرفت. اما نوامبر ۲۰۲۱ بود که گیمرها توانستند برای اولین بار از DDR5 استفاده کنند، یعنی زمانی که پردازنده‌های نسل دوازدهم اینتل و مادربردهای Z690 عرضه شدند.

پردازنده‌های هسته‌ای نسل دوازدهم اینتل، با اسم Alder Lake، به تازگی وارد بازار شده‌اند و با آن‌ها عصر DDR5 آغاز می‌شود. با پردازنده‌های جدید دو فناوری جدید نیز ارائه می‌شود که شامل حافظه DDR5 و گذرگاه PCI Express (PCIe) 5.0 است.

DDR5 جدیدترین استاندارد برای ماژول‌های حافظه در رایانه‌های شخصی مصرف کنندگان است که در هماهنگی با پردازنده‌های نسل دوازدهم اینتل به سرپرستی Core i9-12900K و مادربردهای تراشه Z690 به بازار آمده است. مادربردهایی که از چیپست Z690 استفاده می‌کنند اولین بردهای مصرفی هستند که از ماژول‌های حافظه DDR5 و تراشه‌های Alder Lake پشتیبانی می‌کنند.

اما، بسته به رایانه شخصی یا مادربرد Alder Lake، انتقال به DDR5 می‌تواند یک سوئیچ کامل باشد. زیرا بردهایی که با DDR5 سازگار هستند به دلیل تفاوت طرح پین‌ها با نسل‌ قبلی با سری DDR4 سازگار نخواهند بود. این بدان معناست که مادربردهای DDR4 نیز از حافظه DDR5 پشتیبانی نخواهند کرد.

درایو توسعه DDR5 عمدتا به افزایش ظرفیت ۶۴ گیگابیت آن در هر مدار مجتمع یا IC یا همان تراشه‌های روی ماژول‌های حافظه مربوط می‌شود. این نشان دهنده افزایش چهار برابری نسبت به DDR4 است. نسل‌های قبلی حافظه‌های DDR معمولا ظرفیت دو برابری نسبت به نسل‌های قبلی خود داشتند.

سایر پیشرفت‌ها، مانند افزایش نرخ داده یعنی دو برابر شدن آن، می‌تواند برای کسانی که استفاده بیشتری از گرافیک‌های یکپارچه روی پردازنده‌های پشتیبانی‌شده دارند، مفید باشد. DDR5 ممکن است جوان باشد، اما آینده است.

---

تفاوت DDR4 و DDR5 در چیست؟

اگر به جدول نگاه کنید، خواهید دید برخی از آمارها، مانند پهنای باند، می‌تواند تقریبا از یک نسل به نسل دیگر افزایش زیادی داشته باشد، در حالی که در برخی دیگر مانند ولتاژ بهبود کمی مشاهده شود.

ویژگی	DDR4	DDR5
نرخ داده‌ها	۳۲۰۰Mhz	۴۸۰۰-۶۴۰۰mhz
ظرفیت	۱۶GB Max	۶۴GB
پهنای باند	۲۵.۶GB/s	۳۲GB/s
ولتاژ	۱.۲	۱.۱
انتقال دادن (Prefetch)	۸n	۱۶n
CRC	Write	Read/Write

نرخ داده و فرکانس ساعت

رم DDR یا حافظه موقت با سرعت دو برابری داده (Double Data Rate Random Access Memory) به این دلیل نامیده می‌شود که با استفاده از قسمت «falling» سیگنال دیجیتال و همچنین با قسمت «upward» اطلاعات را در هر چرخه ساعت دو برابر نسبت به نسخه‌های قدیمی رم حمل می‌کند. این بدان معناست که بخشی، برای حمل اطلاعات است.

نرخ داده‌های موجود برای DDR4 ۱۶۰۰-۳۲۰۰Gbps است و برای DDR5 ۴۸۰۰-۶۴۰۰Gbps یعنی دو برابر است، اگرچه در واقعیت تولیدکنندگان این فرکانس را تا حد قابل توجهی فراتر از این افزایش می‌دهند. حافظه‌های DDR4 با سرعت ۵۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه در بازار موجود است، اورکلاک رم در بایوس نیز می‌تواند دستاوردهای بیشتری به همراه داشته باشد. در نهایت DDR5 این پتانسیل را برای فرکانس‌های ساعت ارائه می‌کند که حتی بیشتر از این هم افزایش می‌یابد.

در پایین سمت چپ، می‌توانیم ببینیم که چگونه پهنای باند مؤثر رم DDR4 ۳۲۰۰ گیگابیت در ثانیه با رم DDR5 مقایسه می‌شود. افزایش چشمگیر ۳۶٪ (یعنی x ۱.۳۶) را می‌بینیم. نرخ داده پایه ۴۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه DDR5 و پهنای باند استاندارد (پیش اورکلاک) ۳۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه DDR4 را تا ۸۷ درصد اضافی (یعنی x ۱.۸۷) کاهش می‌دهد.

پهنای باند

پهنای باند کامپیوتر شما با استفاده از چندین پارامتر مختلف محاسبه می‌شود. با این حال، در ساده ترین عبارت، هرچه سرعت RAM شما به مگاهرتز بیشتر باشد، عملکرد آن بیشتر خواهد بود. علاوه بر این، به خاطر داشته باشید که اندازه رم شما نیز تفاوت ایجاد می‌کند. رم بیشتر تقریبا همیشه بهتر از رم سریعتر خواهد بود. به عنوان مثال، اگر ۳۲ گیگابایت رم در ۲۴۰۰ مگاهرتز دارید، در بیشتر موارد، بهتر از ۱۶ گیگابایت رم در ۳۶۰۰ مگاهرتز کار می‌کند.

ولتاژ

به عنوان یک قاعده کلی، هرچه ولتاژ رم بیشتر باشد، عملکرد بهتری دارد البته در یک نسل اینگونه خواهد بود. RAM با ولتاژ بالاتر نیز گرمای بیشتری تولید می‌کند. با این حال، ضروری است که ولتاژ RAM شما با ولتاژ مادربرد شما مطابقت داشته باشد.

Prefetch

اساسا، زمانی که SDRAM داده‌ها را می‌خواند، یک واحد داده را در یک زمان می‌خواند. با این حال، رم DDR1 که دارای بافر پیش واکشی ۲n است، دو واحد داده را در یک زمان می‌خواند. یعنی دو برابر سریعتر از SDRAM است. RAM در حال خواندن دو واحد داده است که در مجاورت یکدیگر قرار دارند زیرا فرض می‌کند که CPU به آن داده‌ها نیاز دارد.

به طور قابل پیش بینی، هرچه بافر پیش واکشی رم شما بیشتر باشد، داده‌های بیشتری را در یک زمان خوانده می‌شود. به این ترتیب، رم DDR4 هشت برابر سریع‌تر از SDRAM عمل می‌کند، زیرا دارای بافر پیش واکشی ۸n است. از طرف دیگر رم DDR5 این پتانسیل را دارد که ۱۶ برابر سریعتر از SDRAM باشد.

زمان بندی و تأخیر حافظه

DDR5 تقریبا همان تأخیری را که دارد DDR4 دارد، اگرچه پیشرفت‌های فناوری که دسترسی به حافظه را امکان‌پذیر می‌سازد، حتی در حالی که برخی از بانک‌های حافظه آن در حال تازه‌سازی هستند، پس از تنظیم دقیق فناوری، نسبت به نسل قبلی خود بهبودهایی را به همراه خواهد داشت.

زمان‌بندی حافظه یک معیار کلیدی است که در قسمت جلوی یک تراشه RAM به صورت چهار عدد از هم جدا شده توسط خط فاصله نوشته شده است و تعداد چرخه‌های ساعتی را که برای بازیابی داده‌ها طول می‌کشد را نشان می‌دهد. خواندن از چپ به راست این چهار عدد عبارتند از: CAS، tRCD، tRAP، و tRAS. که همه آنها تعداد چرخه‌هایی را که برای RAM طول می‌کشد تا یک عملیات خاص را انجام دهد نشان می‌دهد.

از لحاظ تاریخی، اولین تراشه‌های DDR4، علی‌رغم داشتن سرعت کلاک و اندازه حافظه بالاتر نسبت به نسل‌های قبلی DDR3، در واقع به دلیل داشتن زمان‌بندی بسیار بالاتر، در زمان عرضه کندتر عمل کردند. مدتی طول کشید تا تولیدکنندگان این فناوری را تا حدی اصلاح کنند که نسبت به نسل قبلی بهتر عمل کند. فقط زمان نشان خواهد داد که آیا این موضوع برای DDR5 نیز صادق است یا خیر.

ظرفیت حافظه

DDR5 دارای پتانسیل ۴ برابری نسبت به حافظه DDR4 است یعنی حداکثر ۶۴ گیگابایت در هر چیپ برای حافظه UDIMM است. یعنی برای رایانه‌های رومیزی استفاده می‌شود. این پتانسیل انباشته شدن ۸ تا از این تراشه‌ها، باعث می‌شود رم سیستم ۵۱۲ گیگابایت شود که مقدار حافظه غیرمعمولی است.

به خاطر داشته باشید که تا همین اواخر تنظیمات بازی با مشخصات پایین شما فقط به 8 گیگابایت رم نیاز داشت، اگرچه ما اکنون ۱۶ گیگابایت را به عنوان استاندارد توصیه می‌کنیم. هنگام آزمایش پردازنده‌های جدید سری Ryzen ۵۰۰۰ متوجه شدیم که جهش از ۱۶ گیگابایت به ۳۲ گیگابایت تفاوت قابل توجهی در عملکرد ایجاد کرده است.

معماری AMD، به ویژه پارچه Infinity، به ظرفیت حافظه کافی نیاز دارد تا بیشترین بهره را از آن ببرید. برای ویرایشگرهای ویدئویی، ۳۲ گیگابایت رم استاندارد خواهد بود. با این حال، افزایش رم تا ۶۴ گیگابایت به راحتی با استفاده از ۴ تا DDR4 قابل انجام است.

حتی اگر شرایطی را تصور کنیم که در آن ۶۴ گیگابایت هنوز برای یک کاربر دسکتاپ در سال ۲۰۲۲ کافی نیست، افزایش رم با ۱۶ گیگابایت حافظه DDR4 اضافی احتمالاً مناسب ترین گزینه خواهد بود، نه اینکه مجبور به انتقال به DDR5 باشیم.

---

آیا ECC On-Die DDR5 از سیستم من در برابر خطاهای گذرگاه داده محافظت می‌کند؟

بررسی خطای حافظه یک ویژگی است که برای سرورها بسیار مهم است، که باید همیشه آنلاین بماند. DDR5 نوید بهبود خطا در بررسی DDR4 و انتقال کنترل کامل بر این ویژگی را می‌دهد. حذف کنترل‌کننده حافظه که بر این عملکرد نظارت می‌کند از CPU روی RAM، خود باعث افزایش قدرت پردازش می‌شود.

---

آیا DDR5 نسبت به DDR4 بازده انرژی بیشتری دارد؟

مصرف انرژی کمتر نسب به DDR4 برای این تراشه قدرتمندتر منطقی است و کوچک شدن اندازه ترانزیستور در نسل جدید به معنای افزایش قابلیت در هر دو مبحث بوده‌ است، همانطور که در مورد نسل‌های پیشین DDR این پیشرفت‌ها دیده می‌شد. با صرف ۰.۱ ولت که DDR5 را از سطوح ولتاژ DDR4 جدا می‌کند، ما انتظار حداقل تغییرات مصرف برق را برای یک کامپیوتر معمولی داریم.

گفته می‌شود، در حالی که کاهش ۰.۱ ولت (۸.۴٪) ممکن است زیاد به نظر نرسد و احتمالا تفاوت زیادی برای کاربران رایانه شخصی ایجاد نکند، اما بطور قابل توجه در عمر باتری تلفن‌های همراهی که از این فناوری استفاده می‌کنند و همچنین در سیستم‌هایی که از ماژول‌های زیادی استفاده می‌کنند مانند سرورها و سیستم‌های مراکز داده، تاثیر گذار خواهند بود.

نکته قابل توجه در تراشه‌های DDR5 در مقایسه با نسل‌های پیشین خود توانایی تنظیم ولتاژ توسط خودش است، در صورتی که این ویژگی همواره توسط مادربرد کنترل می‌شد. این موضوع ممکن است هزینه‌های مادربردها را در آینده کاهش دهد.

---

رم چقدر روی عملکرد سیستم تاثیر می‌گذارد؟

از نظر فنی، وقتی صحبت از اجزای ساخت بازی جدید می‌شد رم در لیست اولویت‌ها جایگاه پایین داشت. اگرچه حداقل مقدار ظرفیت رم کاملا ضروری است، به خصوص اگر به دنبال اسمبل رایانه شخصی خود هستید که می‌تواند برای ویرایش ویدیو و سایر کارهای استفاده شود.

استفاده از رم گران‌تر در مقایسه با صرف هزینه روی یک GPU برتر منطقی‌تر است. با این وجود، در برخی موارد، رم بهتر می‌تواند به معنای افزایش قابل توجه فریم در ثانیه (FPS) باشد مثالا، هنگام بازی کردن.

افزایش رم می‌تواند به ویژه هنگام اجرای بازی با وضوح ۱۰۸۰p بطور قابل توجه اثر گذار باشد. هر چه رزولوشن بازی را بالاتر از ۱۰۸۰p افزایش دهید، CPU محدود می‌شود. بنابراین، بازی با وضوح بیشتر از ۱۰۸۰p به عملکرد CPU وابسته است و بهبود سرعت و اندازه حافظه باعث بهبود عملکرد CPU می‌شود.

به طور مشابه، برخی از عناوین بازی بیشتر به عملکرد CPU وابسته هستند، مانند Microsoft Flight Simulator و Kerbal Space Programme، که در آن شبیه سازی‌های پیچیده فیزیکی مورد نیاز است، یا در عناوین بزرگ و پایدار جهانی.

عملکرد FPS در این بازی‌ها را می‌توان با ارتقای RAM به طور قابل توجهی بهبود بخشید، زیرا این کار گلوگاه‌های عملکرد CPU شما را از بین می‌برد. با همان منطق «گرافیک داخلی» مانند APU AMD، از رم داخلی به عنوان VRAM استفاده می‌کند، بنابراین رم ارتقا یافته ممکن است برای کاربران معمولی لپ تاپ شما سود بیشتری داشته باشد.

این به وضوح گلوگاه عملکردی را نشان می‌دهد که در صورت کافی نبودن RAM ممکن است رخ دهد. با این حال، این مورد نیز وجود دارد که هر چیزی بالاتر از ۴۰۰۰ گیگابایت در ثانیه و ۳۲ گیگابایت رم که همه آن‌ها را می‌توان با DDR4 برآورده کرد به هیچ وجه تفاوت مثبت زیادی با CPU نخواهد داشت.

مگر در عملکرد، اینکه در زمان‌بندی‌های بهبود یافته شاهد کاهش تأخیر باشیم. این واقعیت را نشان می‌دهد که مزایای بالقوه DDR5 تا زمانی که فناوری CPU، مادربرد و GPU به نقطه‌ای نرسد که این پتانسیل باز شود، احساس نخواهد شد.

---

تاثیر DDR5 در بازی‌ها چگونه است؟

Assassin's Creed Valhalla

با شروع بازی Assassin's Creed Valhalla، شاهد بهبود عملکرد ۱۳ تا ۱۵ درصدی با حافظه جدیدتر DDR5 هستیم که میانگین نرخ فریم را از ۱۲۱ فریم بر ثانیه در ۱۰۸۰p به ۱۳۷ فریم در ثانیه می‌رساند. اما تاثیرگذارتر از آن، افزایش عملکرد ۱۷ درصدی بود که در ۱۴۴۰p مشاهده می‌شد، وقتی به پایین‌ترین سطح ۱ درصد با افزایش ۱۲ درصدی به میانگین نرخ فریم نگاه می‌کردیم.

همانطور که انتظار می‌رفت، حاشیه‌ها در ۴K نزدیک می‌شوند، جایی که GPU به عامل محدودکننده کلیدی تبدیل می‌شود. بنابراین DDR5 یک مزیت عملکرد واضح در Assassin's Creed Valhalla ارائه می دهد.

Battlefield 2042

بازی‌ای که از استفاده از حافظه DDR5 بهره نمی‌برد، Battlefield 2042 است. اگرچه این داده‌ها بر اساس اجرای آسان‌تر مسابقه ربات ما هستند، اما حالت‌های ۱۲۸ بازیکن با حافظه DDR5 با پهنای باند بالاتر نیز هیچ پیشرفتی را مشاهده نمی‌کنند.

Call of Duty Vanguard

Call of Duty Vanguard بازی دیگری است که در آن تفاوت ناچیزی بین این دو نوع حافظه حتی در ۱۰۸۰p پیدا می‌کنیم. بنابراین به نظر می‌رسد این بازی محدود به پهنای باند حافظه نیست.

Counter Strike Global Offensive

Counter Strike Global Offensive یک بازی به شدت محدود با CPU است و در اینجا می‌بینیم که پهنای باند بیشتر به پردازنده کمکی در بهبود عملکرد در ۱۰۸۰p و ۱۴۴۰p نمی‌کند، اگرچه ما فقط در مورد تفاوت جزئی تک رقمی صحبت می‌کنیم.

Far Cry 6

جالب اینجاست که Far Cry 6 به طور گسترده از پهنای باند بیشتر حافظه DDR5 سود می‌برد.

Fortnite

در Fortnite نیز مزایای استفاده از حافظه DDR5 را می‌توان دید، اگرچه در بیشتر موارد حاشیه ها کمتر چشمگیر بودند. ما شاهد افزایش ۱۲ درصدی تا ۱ درصد در ۱۰۸۰p بودیم، با بهبود ۶ درصدی برای میانگین نرخ فریم و این میزان به ۵ درصد در ۱۴۴۰p کاهش یافت و سپس هیچ چیز در ۴K کاهش یافت.

Hitman 3

عملکرد در Hitman 3 با استفاده از DDR5 تقریبا هیچ افزایشی ندارد، ما شاهد افزایش بسیار جزئی در ۱۰۸۰p هستیم و اساسا هیچ چیز در ۱۴۴۰p و ۴K وجود ندارد.

PUGB

آزمایش PUGB بهبود کوچکی را به حداقل ۱٪ با DDR5 نشان می‌دهد، حدود ۵ تا ۷٪. در همین حال، میانگین نرخ فریم تقریبا ثابت باقی مانده است، بنابراین هر کدام از این فناوری‌های حافظه به شما این امکان را می‌دهد که بیشترین بهره را از CPU Alder Lake در این بازی ببرید.

Riftbreaker

در اینجا می بینیم که حافظه DDR5 با پهنای باند بالاتر، عملکرد را در ۱۰۸۰p تا ۱۵ درصد افزایش داده است و همین امر در ۱۴۴۰p نیز در هنگام نگاه کردن به ۱ درصد پایین مشاهده می شود. حتی در ۴K، با حافظه جدیدتر، شاهد افزایش ۶ درصدی کوچک به ۱ درصد هستیم.

---

کلام آخر

بنابراین، به طور خلاصه، نتایج مقایسه DDR4 در مقابل DDR5 چیست؟ در حالی که مزایایی که DDR5 ارائه می‌کند هیجان‌انگیز است، واقعیت این است که ما نخواهیم دید که رایانه‌های شخصی پتانسیل DDR5 را تا سال ۲۰۲۲ به طور کامل داشته باشند.

در زمانی که DDR4 عرضه شد، تفاوت چندانی با مدل قبلی خود در عملکرد مشاهده نکردیم و این موضوع برای چندین سال ادامه داشت. به طور مشابه، بعید است که DDR5 تا اواخر سال ۲۰۲۱ در اکثر رایانه‌ها استفاده شود، و می‌توانیم انتظار داشته باشیم که DDR4 همچنان بخش بزرگی از بازار تا اواخر سال ۲۰۲۲ باشد.

اگر در نهایت یک CPU اینتل یا AMD سازگار با DDR5 از آخرین نسل خریداری کنید، ممکن است رم DDR5 ارزش خرید داشته باشد. اگر قصد دارید CPU فعلی خود را نگه دارید یا در واقع یکی از سری‌های جدید Ryzen ۵۰۰۰ را خریداری کنید، ارتقاء به DDR5 تا زمانی که تصمیم نگیرید کامپیوتر خود را با اجزای سازگار با DDR5 ارتقا دهید ارزشی ندارد.

در نهایت DDR5 سقف عملکرد بالقوه پردازنده‌ها و رایانه‌های بازی را به طور کلی افزایش می‌دهد، اما تا زمانی که این اجزای دیگر به سطحی برسند که واقعا بتواند این میزان را برآورده کنند، و تا آن زمان ارتقا به DDR5 احتمالا بی‌معنی خواهد بود.

اگرچه رم بهتر می‌تواند تفاوتی در عملکرد ایجاد کند، اما هنوز آستانه‌ای وجود دارد که افزایش‌های اضافی فراتر از آن به معنای پیشرفت‌های ناچیز است و حداقل برای سال آینده، DDR4 برای رسیدن به این آستانه کافی به نظر می‌رسد.