Xung RAM cao có thực sự làm tăng khung hình khi chơi game?

Trong bài này sẽ kiểm tra thực nghiệm một thắc mắc về RAM đó là liệu RAM xung cao sẽ khiến trải nghiệm chơi game tốt hơn với khung hình cao hơn hay không? Từ đây nó cũng giải thích luôn chuyện RAM xung cao để làm gì, có cần phải mua Xung Ram cao hay không, lưu ý khi mua và những điểm cần quan tâm khi mua RAM.

Kit RAM mình thử nghiệm là T-Force Xcalibur RGB DDR4-4000 CL18 (18-20-20-44) phiên bản đặc biệt. Nói một chút về kit RAM này thì đây là kit RAM 4000 MHz đầu tiên mình dùng, xưa giờ chỉ toàn dùng các kit RAM tầm 3200 – 3600 MHz. Nó có thiết kế bắt mắt, độc đáo với heatsink bằng nhôm phay xước dày và dải đèn RGB có hoa văn khiến mình nhớ đến mấy cây bút chì màu hồi xưa dù mục đích thiết kế là mô phỏng lại cây kiếm huyền thoại Excalibur.

Mua RAM xung cao cần lưu ý gì?

Ai cũng thích RAM xung cao, những con số khiến chúng ta bị kích thích, chưa kể là những kit RAM xung cao thường là RAM cao cấp, có thiết kế bắt mắt thành ra chúng ta dễ xuống tiền mua mà không suy nghĩ nhiều về nó. Tuy nhiên trước khi quyết định mua thì anh em cần lưu ý: Không phải bo mạch nào cũng hỗ trợ RAM xung cao, không chỉ CPU mà chipset trên bo mạch cũng quyết định chuyện kit RAM bạn mua có chạy được tối đa tốc độ hay không.

Với bo mạch chủ dùng chipset Intel hiện tại, mình đơn cử là dòng Intel 300 series thì chỉ có dòng Z tức Z370 hay Z390 mới hỗ trợ các loại RAM có xung trên 2666 MHz (2666 MT/s). Các dòng thấp như B (B365, B360), H (H370, H310) chỉ hỗ trợ tối đa 2666 MHz. Không nói tới dòng X299 bởi dòng chipset này cao cấp nhất rồi.

Với bo mạch chủ AMD thì vấn đề hỗ trợ và tương thích RAM xung cao vẫn không ngon bằng Intel. Trong khi các dòng cao cấp của Intel có thể chạy những kit RAM xung trên 4000 MHz (4000 MT/s) thì dòng X470 cao cấp nhất của AMD cũng chỉ hỗ trợ các kit RAM xung tối đa ở 3600 MHz (3600 MT/s), trong khi các dòng thấp hơn như B450 cũng chỉ tối đa 3200 MHz (3200 MT/s), số ít hỗ trợ 3466 MHz (3466 MT/s).

Thêm vào đó, CPU Intel và AMD có vi điều khiển DRAM khác nhau và cách hoạt động cũng khác nhau thành ra anh em xài AMD cần lưu ý thêm về yếu tố CPU khi chọn mua RAM. Chẳng hạn như với bo X470, anh em dùng với CPU Ryzen 2000 series (thế hệ 2) tì mới có thể khai thác được các kit RAM 3600 MHz trong khi đó với thế hệ Ryzen 1000 series (thế hệ 1) hay Ryzen 2000 series tích hợp nhân đồ họa Vega hay dòng Athlon với nhân Vega thì xung RAM tối đa hỗ trợ là 3400 MHz hay 3466 MHz.

Như vậy nếu như anh em không nắm thông số của chiếc bo mạch mình đang sử dụng thì việc mua một kit RAM xung cao sẽ trở thành dư thừa nếu như bo mạch không hỗ trợ. Mình lấy đơn cử như chiếc bo đang dùng để test kit RAM Xcalibur 4000 MHz là MSI Z370 Gaming Pro Carbon AC. Trong mục Product Specification hãng này ghi rõ là hỗ trợ nhiều mức xung khác nhau chạy ở chế độ OC bên cạnh 3 mức xung tiêu chuẩn của loại bộ nhớ DDR4 theo JEDEC là 2133, 2400 và 2667 MHz. Như vậy trên lý thuyết, kit RAM Xcalibur có thể chạy trên bo mạch này.

Trong khi đó với chiếc bo ASUS ROG Strix X470-F Gaming mình đang dùng với Ryzen 5 2600 thì xung RAM tối đa mà nó hỗ trợ chỉ là 3600 MHz thành ra kit RAM Xcalibur sẽ không thể chạy ở mức xung tối đa theo thiết kế.

Mình ban đầu cho chạy thử trên bo Gigabyte AORUS Z390 Pro WiFi và mặc dù thông số của nó nói rằng hỗ trợ các kit RAM trên 4000 MHz nhưng Xcalibur không thể chạy ở xung XMP 2.0 trên bo này. Mình kiểm tra sâu hơn trong Memory Support List của chiếc bo Z390 Pro WiFi và nó không liệt kê kit RAM T-Force Xcalibur DDR4-4000 trong QVL tức danh sách các nhà cung cấp đạt chuẩn, chỉ có dòng DDR4-3800 và 3866 của Team được hỗ trợ.

Và rồi mình nghĩ rằng hẳn chiếc bo MSI Z370 Gaming Pro Carbon sẽ hỗ trợ kit RAM trong Memory Support List bởi nó tương thích tốt, chạy được ngay nên mình thử vào kiểm tra danh sách của MSI > không có kit Xcalibur, 2 kit của Team xung 4000 MHz được hỗ trợ rốt cuộc là dòng Xtreem. Vậy ra cứ không phải kit RAM nào nằm trong danh sách mới là kit RAM được hỗ trợ, những kit RAM xung cao như vậy coi bộ rất kén bo.

Xung RAM giải thích vắn tắt:

Xung RAM hay tần số RAM như anh em thấy là con số tính bằng đơn vị Hz và cũng là chu kỳ/giây, nó rất khác với xung nhịp của CPU mặc dù cả 2 đều được thể hiện cùng đơn vị. Ví dụ như kit RAM mình dùng có xung 4000 MHz, mỗi 1 Hz là một chu kỳ xung/giây thành ra 1 MHz sẽ là 1.000.000 Hz tức 1 triệu chu kỳ xung/giây > số chu kỳ xung/giây của 1 thanh RAM 4000 MHz sẽ là 4000 x 1.000.000 = 4 tỉ chu kỳ/giây. Do RAM hiện tại là DDR tức Double Data Rate, mỗi chu kỳ sẽ gởi đi 2 tín hiệu thành ra xung thật hay chu kỳ thật của 1 thanh RAM sẽ bằng 1/2 con số mà anh em thấy trên nhãn, 4000 MHz thì xung thật là 2000 MHz, tương tự DDR4-3200 có xung thật là 1600 MHz. Hoạt động đọc và ghi dữ liệu trên RAM được hoàn tất trong các chu kỳ xung này.

Xung RAM cao được lợi gì nhất?

Băng thông! Công thức tính băng thông của bộ nhớ DDR là anh em lấy (số chu kỳ thực NHÂN 2 tín hiệu/chu kỳ NHÂN với độ rộng bus đơn kênh) chia cho 8 bit. Như thanh RAM 4000 MHz thì băng thông của nó sẽ là (2000 x 2 x 64)/8 = 32.000.000.000 bit/s hay 32 GB/s, tương tự với một thanh RAM DDR4-2400 thì băng thông của nó sẽ là 19,2 GB/s. Cũng cần lưu ý độ rộng bus RAM DDR hiện tại vẫn là 64-bit

Tuy nhiên, con số trên là băng thông của 1 thanh RAM hay đơn kênh, nếu anh em gắn 2 thanh RAM cho chạy kênh đôi (dual-channel) thì băng thông sẽ là gấp đôi bởi độ rộng bus x 2 tức 128-bit. Tương tự với những CPU và bo mạch hỗ trợ nhiều kênh hơn như 4 kênh (quad-channel), 6 kênh (hexa-channel), 8 kênh (octo-channel) thì 64-bit đơn kênh sẽ được mở rộng theo cấp số nhân. Có thể hình dung độ rộng bus 64-bit cũng giống như 64 sợi dây truyền tải dữ liệu của RAM, 2 kênh sẽ có 128 sợi dây như vậy và điều này có nghĩa trong một giây thì lượng dữ liệu truyền tải sẽ tăng gấp đôi.

Và anh em đừng nhầm lẫn giữa số khe RAM và số kênh. Bo mạch chủ có 4 khe RAM hay 2 khe RAM không quyết định chuyện nó hỗ trợ bao nhiêu kênh, thứ quyết định là con CPU. Core i phổ thông cho dù là Core i9 8 nhân đi nữa vẫn chỉ hỗ trợ 2 kênh nhưng nếu là một con Core X chạy trên bo mạch chủ X299 thì nó sẽ hỗ trợ tối đa 4 kênh RAM dù bo mạch có 8 khe RAM hay 4 khe RAM. Như kit RAM mình dùng, dù nó có băng thông đơn kênh là 32 GB/s, mình gắn 2 thanh chạy kênh đôi thì nó cho băng thông là 64 GB/s nhưng nếu gắn cả 4 thanh thì băng thông nó vẫn là 64 GB/s.

Băng thông RAM lớn liệu có cần thiết?

Thử hình dung một kit 2 thanh RAM DDR4-2400 sẽ có băng thông là 19,2 x 2 =38,4 GB/s khi chạy kênh đôi. Một kit RAM DDR4-4000 như mình thử nghiệm dưới đây sẽ có băng thông là 32 x 2 = 64 GB/s chạy kênh đôi.

Thế nhưng anh em có bao giờ để ý rằng Intel liệt kê rất cụ thể loại RAM hỗ trợ với băng thông bộ nhớ tối đa hỗ trợ với mỗi con CPU? Như mình đang sử dụng con Core i5-9400F để kéo 2 thanh RAM DDR4-4000 này nó dường như thừa thải bởi Intel nói rõ băng thông RAM tối đa mà CPU hỗ trợ là 41,6 GB/s, tức là tương ứng với kit RAM DDR4-2666 chạy kênh đôi. Vậy nên dù chạy được ở 4000 MHz với băng thông lý thuyết sẽ là 64 GB/s nhưng kỳ thực RAM và CPU chỉ đang nói chuyện với nhau ở tốc độ lý thuyết là 41,6 GB/s.

Vậy nên xung nhịp của RAM nó không phải là thứ phản ánh chính xác tốc độ của RAM. Lúc này anh em nên nhìn vào thông sống CAS Latency:

Kit RAM mình đang dùng nếu bật XMP 2.0 thì nó có CL 18 20 20 44 tức CAS là 18, tRCD là 20, tRP là 20 và tRAS là 44. Trong số 4 con số này thì quan trọng nhất là con số đầu tiên tức 18 hay CL18. Đây là số chu kỳ xung mà CPU phải đợi để nhận được phản hồi từ RAM kể từ khi gởi yêu cầu truy xuất – cũng là độ trễ truy xuất. Với CL18 thì CPU phải đợi 18 chu kỳ xung để có được dữ liệu nó cần thành ra nếu anh em ra mua 1 kit RAM cùng là 3200 MHz, kit RAM nào có CL thấp hơn thì nên chọn kit đó. Bởi lẽ:

Lấy chu kỳ xung chia cho xung thật nhân 1000 (đơn vị nano giây) thì chúng ta có độ trễ cụ thể. Ví dụ với kit RAM DDR4-4000: 18/2000*1000 = 9 ns. Vậy nên trong bài test dưới đây, mình thử cho kit RAM này chạy ở nhiều mức xung và timing khác nhau. Những thiết lập cho độ trễ CL thấp thường đạt được con số kết quả tốt hơn. Khi OC RAM cũng vậy, mục tiêu là vừa đạt xung cao, vừa giữ được CL thấp thì nhờ đó hiệu năng mới được tăng cường.

Những kit RAM xung cao mình thường test trên nền tảng Intel bởi tính tương thích tốt hơn so với AMD cũng như sẽ có thể dễ dàng OC hơn. Tuy nhiên, những con CPU như Ryzen dùng kiến trúc Zen mới được lợi lớn từ những kit RAM xung cao bởi nó cải thiện rất đáng kể hiệu năng xử lý của CPU. Tuy nhiên với Intel, mọi một kit RAM xung cao chưa chắc làm nên chuyện. Cấu hình thử nghiệm:

• MOBO: MSI Z370 Gaming Pro Carbon AC;
• CPU: Intel Core i5-9400F 6 nhân 6 luồng, 2,9 – 4,1 GHz, 9 MB Cache, TDP 65 W;
• GPU: MSI GeForce GTX 1080 Gaming X;
• RAM: T-Force Xcalibur DDR4-4000 CL18 8 GB x2;
• SSD: Plextor PX-512M9PeG 512 GB PCIe 3.0 x4 NVMe;
• Cooler: MSI Frozr Core XL;
• PSU: Gamdias Astrape M1 650W.

Thử nghiệm với AIDA64 Cache & Memory Benchmark với nhiều mức xung và timing khác nhau, mặc định kit RAM này khi bật XMP 2.0 chạy ở xung 4000 MHz với CL 18 20 20 44 (CAS – tRCD – tRP – tRAS) ở 1,35 V và không bật XMP sẽ chạy ở 2400 MHz với CL 16 16 16 39. Sự chênh lệch về băng thông đọc, ghi và copy (đọc xong ghi) giữa các mức xung và timing có giữa mức xung mặc định 2400 MHz với các mức xung cao hơn khá rõ ràng, nhất là mức xung 2400 với 3200 MHz, cách 800 MHz nhưng băng thông đọc tăng 27%, đọc xong ghi là 41%. Mức xung 2400 MHz với CL16 có độ trễ là 13,3 ns, 3200 MHz CL14 có độ trễ 8,75 ns, 3733 CL17 có độ trễ 9,1 ns, 3866 MHz CL18 có độ trễ 9,3 ns và 4000 MHz CL18 có độ trễ là 9 ns. Có thể thấy các mức xung với độ trễ lý thuyết khoảng 9 ns như 3733 MHz, 3866 MHz, 4000 MHz đạt hiệu năng gần như tương đương nhau.

Thế nhưng khi xét về tốc độ phản ứng, độ trễ thì chưa chắc xung cao đã mang lại hiệu năng rõ ràng hơn. Mình cho chạy bài test PCMark 10 Express để đo hiệu năng tổng thể của hệ thống thì kết quả từ bài test trên cũng phản ánh điều này. Mức xung 2400 MHz CL16 có điểm số thấp nhất và 3733 MHz CL17 đạt điểm số cao nhất. Các mức xung và CAS Latency còn lại có điểm số tương đương nhau. Bài test PCMark 10 Express chỉ bao gồm các tác vụ cơ bản như Word, xử lý bảng tính Excel, gọi video call theo nhóm và xử lý đa nhiệm. Vậy còn game thì sao?

Mình test các mức xung RAM và CAS Latency với tựa game chơi hàng ngày là Ghost Recon Wildlands. Anh em có thể thấy sự chênh lệch về tỉ lệ khung hình không đáng kể. Ngay cả mức xung thấp nhất khi không bật XMP thì tỉ lệ khung hình đã đạt 49 fps trung bình. Với các mức xung cao hơn thì tỉ lệ khung hình cũng chỉ xê dịch quanh quẩn 48 – 48 fps trung bình. Tựa game này mình chơi ở thiết lập đồ họa Ultra với độ phân giải QHD 2560 x 1440 px.

Nói tới đây chắc anh em đã có được sự hình dung về xung RAM và có thể đưa ra lựa chọn phù hợp khi mua RAM. RAM xung cao không phải là không có giá trị, nó mang lại băng thông lớn thành ra với một số tác vụ đặc thù cần nhiều băng thông RAM thì xung cao sẽ phát huy hiệu quả. Dù vậy với hầu hết các tác vụ thông thường cũng như đa phần game hiện tại vốn cần sức mạnh của GPU nhiều hơn thì việc đầu tư một kit RAM xung cao đắt tiền không mang lại giá trị bằng một kit RAM có mức xung vừa đủ. Anh em có thể mua những kit RAM DDR4-2666 hay DDR4-2400 theo thông số hỗ trợ mặc định của CPU và bo mạch với CAS Latency thấp. Ngoài ra 3200 MHz CL14 hay CL16 cũng là một mức xung và độ trễ thường thấy, dễ mua và tính tương thích cao hơn với nhiều loại bo mạch thay vì 4000 MHz CL18 như kit mình thử nghiệm.

Thứ chúng ta cần đầu tư phải là dung lượng RAM. Dung lượng là thứ tác động rõ ràng nhất đến hiệu năng của máy, một chiếc máy thiếu RAM sẽ khiến mọi thứ chậm đi, giảm hiệu năng xử lý đa nhiệm cũng như những ứng dụng cần nhiều tài nguyên bộ nhớ như biên tập video sẽ hoạt động kém hiệu quả hơn do liên tục thiếu bộ nhớ.

Theo Tinhte