DDR4 vs. DDR5 – Est-ce qu’il vaut le coup de changer ?

Nous allons jeter un oeil aux caractéristiques de la toute nouvelle RAM pour voir s’il vaut le coup de changer de la DDR4 vers la DDR5

La DDR5 est la dernière génération de RAM et elle a fait l’objet de spéculations depuis quelques années. La sortie de ce standard était auparavant prévue pour 2018, mais a été reportée plusieurs fois, sa sortie officielle s’étant produite le 14 juillet 2020. Les premières puces DDR5 ont été présentées par SK Hynix le 6 octobre 2020, mais ciblait les spécialistes (Big Data, IA, et Machine Learning), et non le gaming. Nous devrions voir quelques modèles pour serveurs début 2021, et une disponibilité plus large pour les PC de bureau mi-2021.

Généralement avec la RAM, et plus qu’avec d’autres composants comme les CPU et GPU, il y a un long temps d’adaptation avant que le reste du matériel informatique ne parvienne à tirer pleinement parti de la nouvelle technologie. Pour la DDR5, comme ce fut le cas avec la RAM des précédentes générations, les cartes mères et CPU les plus récents (et même les derniers CPU AMD 5000 Series) ne sont pas compatibles avec la DDR5, même si la 12ème génération d’Intel, Alder Lake, prévue pour fin 2021, devrait l’être. Il n’y a pas encore d’annonce officielle sur de futurs CPU AMD compatibles DDR5, bien qu’une fuite récente de GamingNexus sur la roadmap d’AMD pour le développement CPU montre que les CPU Zen 4 prévus pour 2022 devraient être compatibles DDR5.

De fait, la DDR5 n’est même pas encore vraiment une option. La question est, lorsqu’elle sortira, est-ce qu’elle en vaudra le coup ? Jetons un oeil à ce que nous savons déjà.

Les caractéristiques

Comme on le voit ci-dessous, la DDR5 promet des améliorations dans des domaines clés par rapport à la DDR5, qui devraient affecter le gaming et la bureautique : capacité de mémoire, vitesse, et efficience énergétique. Comme nous allons cependant le voir, beaucoup de ces améliorations n’auront pas pour le moment de réel impact sur nos PC.

Consommation d’énergie de la DDR5

Bien qu’une consommation électrique réduite pour une puce plus puissante semble contre-intuitif, la réduction de la taille des transistors de la nouvelle génération permet des améliorations dans les deux sens, comme c’était le cas avec les dernières générations de DDR5. La réduction de 0,1 V (8,4 %) peut sembler dérisoire, et ne risque pas de changer grand chose pour l’utilisateur moyen, mais implique une amélioration visible de la durée de vie de la batterie des mobiles une fois que la technologie y sera intégrée.

Fait intéressant, les puces DDR5 se démarquent des précédentes générations avec la capacité de réguler son propre voltage, contrairement à un contrôle par la carte mère. Cela devrait (nous l’espérons) réduire le prix des cartes-mères à l’avenir.

Compatibilité de la DDR5

Il est important de noter que, comme c’était le cas entre DDR3 et DDR4, la disposition des pins a changé entre la DDR4 et la DDR5. Cela signifie que les cartes mères DDR4 et la DDR5 ne seront pas compatibles.

DDR5 Error Correcting Code (ECC)

La vérification d’erreurs mémoire est une fonctionnalité très importante pour les serveurs, qui doivent rester en ligne en permanence. La DDR5 promet une amélioration de la vérification d’erreurs par rapport à la DDR5, et de transférer l’intégralité de ce contrôle sur les puces de RAM elles-mêmes. Le retrait de cette fonction du contrôleur principal du CPU vers la RAM devrait libérer de la puissance de calcul.

Fréquence et Data Rate de la DDR5

La RAM DDR (Double Data Rate Random Access Memory) se nomme ainsi car elle transfert deux fois plus d’informations à chaque cycle d’horloge que ne le pouvaient les plus anciennes versions de RAM, en utilisant la partie “retour” du signal numérique ainsi que la partie “aller” pour transmettre des informations. De fait, bien que le taux de transfert effectif de la DDR3-2000 par exemple atteigne 2000 Gbps, sa fréquence d’horloge réelle est en vérité de 1000 MHz.

Le data rate “d’origine” de la DDR4 est 1600-3200 Gbps, et pour la DDR5, il est de 4800-6400 Gbps (le double), bien que les fabricants soient en réalité capables de monter cette fréquence bien plus haut. Il existe de la DDR4 à 5100 Gbps, bien qu’elle coûte plus de 900 € et est virtuellement inutile pour le gaming. L’overclock de la RAM dans le BIOS permet également des améliorations notables. Au final, la DDR5 offre un potentiel bien plus élevé de fréquences d’horloge, et un potentiel d’overclock plus important, bien qu’il faudra du temps pour voir réellement ces avancées, et qu’on ne sache pas encore vraiment ce que cela apportera aux gamers. Les caractéristiques de la RAM offrent des rendements décroissants dès qu’on dépasse ce dont ont besoin les CPU et autres composants pour fonctionner au maximum de leurs capacités. Nous savons par exemple que les nouveaux processeurs AMD Ryzen 5000 Series fonctionnent de façon optimale avec de la RAM à environ 4000 Gbps, soit 2000 MHz.

Latence et timings mémoire de la DDR5

La DDR5 devrait avoir une latence similaire à celle de la DDR4, bien que des améliorations technologiques sur l’accès à la mémoire même lorsqu’une partie des banques mémoire sont en rafraîchissement pourraient donner quelques améliorations par rapport à la génération précédente, lorsque la technologie sera bien rodée.

Nous n’avons pas accès à de quelconques informations sur les timings mémoire de la DDR5 à l’heure actuelle. Cet élément clé, marqué sur les puces mémoires est représenté par quatre nombres séparés par des tirets, et indiquent le nombre de cycles d’horloge nécessaires pour que la mémoire sorte une donnée. De gauche à droite, ces nombres représentent CAS, tRDC, tRAP, et tRAS ; qui représentent chaque fois le nombre de cycle pour différentes opérations. Par exemple, certaines barrettes de RAM DDR3-2000 ont une fréquence d’horloge réelle de 1000 MHz (2000 Gbps de transfert réel / 2), ce qui signifie pour un cycle d’horloge de 1 seconde / 1000 = 1 ns (nanosecond) ; si le CAS est de 6, la procédure dure 6 ns.

Historiquement, les premières puces DDR4, malgré leurs fréquences d’horloge plus élevées et leur plus grande capacité que la DDR3 se montraient plus lentes à leur sortie du fait de timings nettement plus élevés. Il a fallu un peu de temps aux constructeurs pour atteindre le stade où la DDR4 était réellement plus rapide que la DDR3. Seul le temps nous dira s’il en est de même pour la DDR5.

Capacité mémoire de la DDR5

Nous savons que la DDR5 a le potentiel d’atteindre 4x la capacité de la DDR4 : jusqu’à 64 Go par puce pour de la mémoire UDIMM – celle des PC fixes. Il peut y avoir jusqu’à 8 de ces puces sur une carte mère entièrement compatible (minimum 2022), ce qui signifie une RAM système de 512 Go, ce qui est absurdément grand. Gardez à l’esprit que jusqu’à il y a peu, un PC gaming moyen devait contenir 8 Go de RAM, bien que 16 Go soient le standard actuel. Lorsque nous avons testé les processeurs Ryzen 5000 Series, nous avons remarqué que passer de 16 Go à 32 Go offrait un gain de performances notable. L’architecture AMD, Infinity fabric notamment, nécessite une capacité mémoire suffisante pour en tirer pleinement parti. Pour ceux qui font du montage vidéo, 32 Go de RAM est une bonne base, et 64 Go sont plus adaptés au traitement de la 4K. Quoi qu’il en soit, atteindre 64 Go de RAM est simple avec 4 barrettes de DDR4. Même en imaginant une situation dans laquelle 64 Go de RAM seraient insuffisants pour une quelconque tâche dans l’année qui vient, ajouter quelques barrettes de DDR4 16 Go serait vraisemblablement l’option la plus viable, plutôt que de passer à la DDR5.

À quel point la RAM affecte les performances ?

Historiquement, la RAM était assez bas dans la liste de priorités d’un PC gaming. Bien qu’un minimum de capacité de RAM soit absolument nécessaire, en particulier si vous souhaitez monter un PC qui servira à du montage vidéo et autre tâche bureautique lourde, le surcoût lié à de la RAM plus rapide est bien moins intéressant que de dépenser cet argent dans un meilleur GPU par exemple. Quoi qu’il en soit, dans certains cas, une meilleure RAM peut apporter un gain d’i/s non négligeable dans certains jeux.

L’amélioration de performances dûe à la RAM peut être particulièrement flagrante en 1080p. Plus vous augmentez la résolution d’un jeu au delà de 1080p, plus les limites de performances se situent au niveau GPU qu’au niveau CPU. Le gaming en 1080p est de fait plus dépendant des performances CPU, et améliorer la vitesse de la mémoire et sa capacité permet d’améliorer les performances du CPU ; la loi des rendements décroissants s’applique cependant dès que la résolution augmente.

De la même façon, certains jeux sont plus dépendants des performances CPU, comme Microsoft Flight Simulator et Kerbal Space Programme par exemple, qui impliquent des simulations physiques poussées, ou des jeux avec des mondes persistants imposants. Les performances dans ces jeux peuvent être améliorées de façon notable via une amélioration de la RAM, car elle permet de lever quelques bottlenecks au niveau des performances CPU. Dans la même logique, les puces graphiques intégrées, comme les AMU d’AMD utilisent la RAM en tant que VRAM, donc une meilleure RAM peut faire beaucoup pour les utilisateurs de PC portables.

Comme nous l’avons mentionné, les CPU AMD Zen 2 étaient plus dépendants de la RAM que leurs rivaux Intel. 16 Go étaient souvent nécessaires pour tirer pleinement parti des Ryzen 3000 Series haut de gamme. L’architecture Zen 3, selon AMD, préfère la RAM à 4000 Gbps pour des performances CPU maximales. Nos propres tests des processeurs AMD Zen 3 montrent que la différence entre 16 Go de RAM et 32 Go de RAM est énorme pour les i/s. Cela montre clairement le bottleneck de performances qui peut survenir lorsque la RAM est insuffisante. Cela signifie également que dépasser 4000 Gbps ou 32 Go de RAM (ce qui est tout à fait possible avec de la DDR4) n’aurait pas vraiment d’impact positif sur les performances CPU, à moins bien sûr qu’une amélioration des timings réduise la latence. Ceci illustre le fait que les potentiels avantages de la DDR5 ne seront probablement pas perceptibles avant que les CPU, cartes mères, et GPU se développent au points de réellement profiter de ce potentiel.

En résumé

Bien que les avantages de la DDR5 soient attractifs, la réalité est que nous ne profiterons pas de ces avantages dans nos PC avant la fin d’année prochaine, et même à ce stade, il est peu probable que les CPU soient capables de profiter pleinement du potentiel de la DDR5 avant 2023. Lorsque la DDR4 est sortie, nous n’avons pas vu de différence majeure au niveau des performances par rapport à la technologie précédente, et c’est resté le cas pendant plusieurs années. De la même façon, la DDR5 a peu de chances de se répendre dans les PC avant 2022, et nous pensons que la DDR4 sera encore très présente sur le marché jusqu’à au moins fin 2022.

Si vous vous procurez un processeur Intel ou AMD compatible DDR5, alors de la RAM DDR5 pourrait bien valoir le coup, bien qu’il soit impossible d’être sûr pour le moment des gains de performances, s’ils existent. Si vous prévoyez de rester sur votre CPU actuel, ou que vous changez pour un Ryzen 5000 Series, alors passer à la DDR5 n’a pas d’intérêt tant que vous ne vous procurez pas des composants compatibles avec la DDR5.

La DDR5 fait grimper significativement le plafond de performances potentielles des CPU et PC gaming en général, mais tant que les autres composants n’atteignent pas un stade où ils peuvent profiter pleinement de la DDR5, elle n’a pas grand intérêt. Bien que de la meilleure RAM puisse faire une différence au niveau des performances, il y a toujours une limite qui, lorsqu’on la dépasse, n’apporte plus aucune amélioration. Et pour l’année à venir, et peut être même encore après, la DDR4 est amplement capable de suivre le rythme.

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