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想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

從11代酷睿處理器開始,Intel就緊跟AMD銳龍的步伐,引入「記憶體分頻機制」。最新12代酷睿平臺既支援DDR5記憶體又支援DDR4記憶體,關於D4部分,記憶體分頻機制仍被保留下來。在使用「高頻記憶體」,或者對「記憶體超頻」時,如果不深入瞭解這個機制,就無法得到相應的高頻,或增加超頻失敗的機率。

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

什麼是記憶體分頻?

記憶體工作頻率受到記憶體控制器的制約。記憶體控制器是CPU控制記憶體的一片區域,負責控制記憶體的工作。現代處理器快取結構複雜,要想提升外部訪問記憶體的讀寫效能,可以說是牽一髮而動全身的技術難題。於是AMD和Intel不約而同的都走到了一條相似的道路:加入分頻器。將原本1:1的同步分頻改為了在高頻時自動切換為1:2的非同步分頻機制。

記憶體分頻具體的工作模式?

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

CPU-Z中,可看到Gea1和Gear2模式兩者區別

記憶體分頻機制下,有「Gear1模式」和「Gear2模式」。Gear1模式即1:1,記憶體控制器頻率和記憶體工作頻率之比是1:1,兩者同步工作,記憶體延遲低,效能最大化。而Gear2模式為1:2,記憶體控制器的頻率只有記憶體頻率的一半,可減輕記憶體控制器壓力,讓記憶體更容易得到更高的頻率。

為什麼3600MHz是分頻的臨界點?

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

首先我們要知道一個概念,記憶體的頻率是怎樣構成的?記憶體頻率=Ratio倍數×基礎頻率(100MHz)×參考系數(Reference Clock,有1。0和1。33兩種)。

基礎頻率是整個電腦平臺協調工作的頻率,和跳長繩一樣,大家必須一起跳一起落才能協調不被絆倒。電腦平臺的各個配件也必須要保證一個相同頻率來工作同步,通常電腦裡的基礎頻率就是100MHz。(Z系列晶片組可微調)

Ratio倍數有點類似CPU的倍頻,在一個跳繩的週期裡,你自己一個人多跳幾次,其他人還是正常速率,只要時機合適,你也不會被絆倒。(在電腦裡,這個時機合適就必須要保證是整數倍才可以。)

參考系數是一種非同步工作的技術,可以讓記憶體工作在基頻的1。33倍上,維持和其他裝置的同步運轉,也可以正常工作在1。0和其他裝置完全同步。(K系列CPU兩個自由切換,非K系列的CPU只支援1。33)

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

拿11代酷睿處理器來說,它配備的記憶體控制器體質大多數的Ratio倍數只能到27-30倍。板廠一般採取保守策略,預設27倍就是上限。這就意味著,最高只能用27 × 100MHz × 1。33 = 3600MHz。所以在記憶體Gea1模式下,工作頻率最高3600MHz。

12代酷睿處理器的機制與此相同,這時候聰明的你肯定會來問了,這豈不是11、12代酷睿處理器DDR4記憶體頻率只能支援到3600MHz了?4000MHz高頻甚至更高頻率怎麼辦?這個時候Gear2模式就有了用武之地。

Gear2模式下,哪些高頻不能上?

首先這個情況有些複雜。

Intel陣營中K系CPU的參考系數可以選1。33和1。0,而非K的只有1。33;Z系列主機板由於有Clock Gen,可以動基礎頻率,B系主機板大多數沒有Clock Gen,不能動基礎頻率;所以有【K-U配Z板,非K-U配Z板,K-U配B板,非K-U配B板】這四種組合。

用這個公式 Ratio x 2 x 100MHz(固定)x1。33(非K處理器只能是1。33)=(可以超到的頻率),而且有個前提,Ratio必須是整數。

整數就那麼幾個,在最終頻率超過3600MHz的同時,我們將整數逐個代入公式,很容易就可以得到Gear2模式下符合要求的頻率分佈,如下圖。像3700、3900、4100、4300、4900、4933MHz……頻率都不能執行。

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

11代酷睿帶K和不帶K處理器,搭配Z590主機板,可支援的記憶體頻率(灰色代表不支援)。

想玩記憶體超頻,你搞明白記憶體的分頻機制嗎?

11代酷睿帶K和不帶K處理器,搭配B560主機板,可支援的記憶體頻率(灰色代表不支援)。

Gear2只是會單純的影響記憶體控制器,不會影響整個CPU,隨著記憶體頻率的提高,延遲和頻寬表現都明顯爬升。Gear2模式的存在,可以讓原本不能支援的高頻記憶體變得更容易執行,不會受到記憶體控制器的體質和效能等限制。

不過,大家還要明確一個點,記憶體超頻想要超到更高的頻率,除了搞清楚新平臺新記憶體分頻機制外,還要求你選購的記憶體顆粒體質足夠好,不然超頻也將舉步維艱。