DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

A ce stade de son existence, la DDR4 offre-t-elle des performances vraiment supérieures à celles de la DDR3 ? Réponse en pratique avec les cartes mères ASRock Fatal1ty Z170 Gaming K4 et K4/D3, respectivement compatibles DDR4 et DDR3.

Introduction

La notion d’équité a beau être très importante en matière de tests, elle est parfois laissée pour compte lorsque de nouvelles technologies débarquent. En règle générale, la technologie qui se voit remplacée est arrivée à un stade de maturité très avancé, tandis que la nouvelle technologie coûte souvent bien plus cher. C’est donc assez souvent la question du prix qui donne un argument décisif à la première, tout du moins dans un premier temps. La nouvelle technologie gagne petit à petit en maturité, rendant ainsi la précédente franchement obsolète, jusqu’à ce que l’on arrive à un nouveau cycle. L’opposition entre deux technologies est donc particulièrement intéressante durant la phase de transition, lorsque la nouvelle technologie reste plus onéreuse.

A quelques occasions, de nouveaux produits ont mis un temps conséquent à s’imposer, et plus rarement encore, ils se sont avérées être des voies sans issue. Le Pentium IV en est le parfait exemple : il a fallu attendre la révision de son core (avec changement de socket au passage) pour qu’il arrive enfin à distancer significativement le Pentium III. Le rendement du Pentium IV s’est avéré si mauvais pour en arriver là qu’Intel s’est appuyé sur le Pentium III pour concevoir la première version de l’architecture Core. Les partisans de la DDR3 pourraient théoriquement développer des arguments dans le même sens avec les récentes barrettes basse tension, lesquelles proposent des latences nettement inférieures à celles des barrettes de DDR4 à tension comparable.

Image 1 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Ceci étant dit, est-ce que la latence plus faible de la DDR3 se traduit par un avantage en pratique ? La DDR4 ne parvient-elle pas à se détacher grâce à sa fréquence plus élevée ? Pour répondre à ces questions, nous avons réuni deux cartes mères quasiment identiques à l’exception de leur compatibilité mémoire.

Image 2 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Il s’est avéré bien plus difficile d’arriver à une comparaison équitable entre barrettes DDR3 et DDR4. Klevv nous a fait parvenir deux kits mémoire : l’Urbane KM3U4GX2Y-2800-14-14-14-36-0 (DDR3-2800) et le Cras KM4C4GX4N-3000-16-18-18-36-0 (DDR4-3000). Les valeurs annoncées caractérisent la différence typique de latence entre un kit de DDR3 ultra rapide et un kit de DDR4 modérément performant, tandis que les fréquences sont assez proches.

Image 3 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Pour revenir à nos cartes mères, la Fatal1ty Z170 Gaming K4/D3 ne se distingue donc de sa variante DDR4 qu’avec le suffixe « D3 », signalant la présence de slots de mémoire DDR3. L’utilisation de DDR3 standard va à l’encontre des restrictions exprimées par Intel (Skylake est théoriquement limité à la DDR4 et à la DDR3U synonyme de basse tension), mais ASRock n’en a que faire puisque nos barrettes ont reçu d’emblée une tension de 1,6 Volt !

Image 4 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

L’agencement et les fonctionnalités de la Fatal1ty Z170 Gaming K4/D3 sont identiques à celles de son alter ego en DDR4 : on retrouve ainsi un contrôleur réseau Killer 2400, un port USB 3.0 dépendant du chipset pour connecteur Type-C, un deuxième port PCIe 16x relié par quatre lignes depuis le chipset. Autrement dit, la Fatal1ty Z170 Gaming K4/D3 est une carte mère orientée overclocking à prix abordable comprenant un régulateur de tension un peu plus développé que la moyenne ainsi qu’un unique contrôleur d’interface au goût du jour. Le constat n’est pas mauvais vu le prix demandé, à savoir 150 €.

Image 5 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Les deux cartes mères proposent le même kit d’installation, ainsi que trois mois d’abonnement au service de streaming/enregistrement vidéo XSplit.

Image 6 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

L’utilitaire F-Stream propre à la marque nous a permis d’atteindre 4,5 GHz pour 1,36 Volt sur notre Core i7-6700K, à comparer aux 4,3 GHz atteints sur la variante DDR4. Il s’agit d’une nouvelle version de ce logiciel, laquelle aurait gagné à proposer quelques optimisations supplémentaires.

Au niveau de l’UEFI, la seule différence notable entre les deux cartes mères tient à l’intervalle proposé pour la tension mémoire : celui-ci se réduit sur une plage allant de 1,3 à 1,8 Volt.

Benchmarks, overclocking et conclusion

Lors de la préparation de cet article, il nous a semblé essentiel de faire des comparaisons équitables. Le fait que la DDR3-2800 coûte pratiquement autant que la DDR4-3333 est justement un indicateur en ce sens : il n’aurait pas été possible de partir sur de la DDR4-2800 sous peine de rendre les comparaisons insensées. Le fait est qu’à chaque niveau de prix, la DDR4 propose un débit plus important ainsi que des timings plus lents que la DDR3.

Mais ces timings sont-ils vraiment en nette régression ? Dans les faits, le CAS le plus courant pour les barrettes de DDR3-1600 est de 11, tandis que la DDR4-2133 est majoritairement proposée avec un CAS 15. Sachant qu’un cycle d’1 GHz s’écoule en une seconde, on obtient :

  • (1 / 2,133) x 15 = 7,032 ns
  • (1 / 1,600) x 11 = 6,875 ns

L’écart n’est donc pas aussi important qu’on ne pourrait l’imaginer.

Les barrettes Klevv utilisées pour cet article sont certifiées DDR3-2800 CAS 14 pour un kit et DDR4-3000 CAS 16 pour l’autre, valeurs que les cartes mères entrée de gamme d’ASRock ne sont pas en mesure d’atteindre. En se limitant aux valeurs par défaut des barrettes, à savoir CAS 11 et 1,5 Volt pour la DDR3 contre CAS 15 et 1,3 Volt pour la DDR4, nous avons tout de même été en mesure d’atteindre des valeurs DDR3-2400 et DDR4-2666. Les barrettes DDR3 partent ainsi avec un avantage en termes de latence : 4,58 ns contre 5,625 ns pour la DDR4. Nul doute que si nous avions cherché à mettre la DDR3 sous un meilleur jour, les partisans de la DDR4 auraient crié au scandale.

Configuration du test

Image 7 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Core i7 6700K

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Image 8 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

be quiet! Dark Power Pro 10 (850W)

Image 9 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Lian-Li PC-T80

Image 10 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Microsoft Windows 8.1 Professional

Pilotes
GPUGeForce 353.30
ChipsetIntel INF 10.0.27
Benchmarks
Jeux
Battlefield 4Version 1.0.0.1, DirectX 11, 100 secondes sous Fraps, “Tashgar”
Test 1: profil Medium, sans AA, AF 4x, SSAO
Test 2: profil Ultra, MSAA 4x, AF 16x, HBAO
Grid 2 Version 1.0.85.8679, Direct X 11, benchmark intégré
Test 1: profil High, sans AA
Test 2: profil Ultra, MSAA 8x
Arma 3Version 1.08.113494, secondes sous Fraps, “Infantry Showcase”
Test 1: profil Standard, sans AA, AF standard
Test 2: profil Ultra, FSAA 8x, AF Ultra
Far Cry 3Version 1.04, DirectX 11, secondes sous Fraps, “Amanaki Outpost”
Test 1: profil High, No AA, ATC standard, SSAO
Test 2: profil Ultra, MSAA 4x, ATC amélioré, HDAO
Adobe Creative Suite
Adobe After Effects CCVersion 12.0.0.404: création d’une vidéo à partir de 3 flux, 210 images, rendu de multiples images en simultané
Adobe Photoshop CCVersion 14.0 64 bits : Filtrage d’une image TIF de 16 Mo (15000×7266)
Filtres: flou radial, flou de forme, médiane, coordonnées polaires
Adobe Premiere Pro CCVersion 7.0.0 (342), projet MFX de 6,61 Go MXF transcodé de H.264 vers H.264 Blu-ray, sortie en 1920×1080, qualité maximale
Transcodage Audio/Vidéo
iTunesVersion 11.0.4.4 x64: CD audio (“Terminator II” SE), 53 min.
Conversion au format par défaut (AAC)
Lame MP3Version 3.98.3: CD audio “Terminator II SE”, 53 min, conversion de WAV à MP3, commande: -b 160 –nores (160 kb/s)
Handbrake CLIVersion 0.99: vidéo issue d’un Canon EOS 7D (1920×1080, 25 ips), 1 minute 22 secondes
Audio: PCM-S16, 48000 Hz, 2 canaux, conversion en AVC1 & AAC (profil élevé)
TotalCodeStudio 2.5Version 2.5.0.10677: MPEG-2 vers H.264, codec H.264/AVC MainConcept, 28 secondes de TVHD 1920×1080 (MPEG-2), audio MPEG-2 (44.1 kHz, 2 canaux, 16 bits, 224 kb/s), codec H.264 Pro, mode PAL 50i (25 ips), Profil: H.264 BD HDMV
Tests pratiques
ABBYY FineReaderVersion 10.0.102.95: importation d’un .pdf en .doc, source: Political Economy (J. Broadhurst 1842) 111 pages
Adobe Acrobat 11Version 11.0.0.379: impression PDF depuis un diaporama PowerPoint, chiffrage 128 bits RC4
Autodesk 3ds Max 2013Version 15.0 64 bits: Space Flyby Mentalray, 248 images, 1440×1080
BlenderVersion 2.68A, Cycles Engine, lignes de commande blender -b thg.blend -f 1, 1920×1080, AA 8x, rendu THG.blend frame 1
Visual Studio 2010Version 10.0, compilation de Google Chrome, scripté
Compression de fichiers
WinZipVersion 18.0 Pro: compression d’un dossier THG-Workload (464 Mo) en .ZIP, lignes de commande “-a -ez -p -r”
WinRARVersion 5.0: compression d’un dossier THG-Workload (464 Mo) en .RAR, lignes de commande “winrar a -r -m3”
7-ZipVersion 9.30 alpha (64 bits): compression d’un dossier THG-Workload (464 Mo) en .7z, lignes de commande “a -t7z -r -m0=LZMA2 -mx=5”
Tests synthétiques
3DMark 11Version 1.0.5.0, benchmark seul
3DMark ProfessionalVersion 1.2.250.0 (64 bits), benchmark Fire Strike
PCMark 8Version 1.0.0 64 bits, test complet
SiSoftware SandraVersion 2014.02.20.10, Test CPU = arithmétique / multimédia / chiffrement, bande passante mémoire

Tests synthétiques

Dès les premiers benchmarks, on peut voir que la DDR3-1600 CAS 11 pénalise le score Physics de notre machine de test sous 3DMark 11. Une fois paramétrées en DDR3-2400, on constate que nos barrettes ne sont pas loin de faire jeu égal avec l’autre kit en DDR4-2666. En parallèle, le handicap de latence propre à la DDR4 semble être sans conséquences en pratique.

Le benchmark en chiffrement sous Sandra met à l’amende la configuration DDR3-1600 CAS 11. Par ailleurs, la DDR4 offre à nouveau une bande passante légèrement supérieure à la DDR3-2400, tandis que la DDR4 n’est que très peu pénalisée par sa latence, supérieure à celle de la DDR3. Voyons ce qu’il en est avec les tests pratiques.

Jeux

Battlefield 4 plafonne à 200 ips maximum, ce qui limite l’importance des performances mémoire lorsque l’on utilise des réglages graphiques suffisamment faibles pour les mettre en évidence. A contrario, Grid 2 favorise les timings serrés et l’importance de la bande passante, d’où le fait que la DDR3-2400 CAS 11 soit à peu près au même niveau que la DDR4-2666 CAS 15.

Arma 3 favorise les timings étant donné que la DDR3-2400 CAS 11 surpasse la DDR4-2666 CAS 15. De son côté, Far Cry 3 pénalise l’utilisation de DDR3-1600, mais il est difficile de savoir si cela vient des timings ou du débit mémoire vu qu’une fréquence peu élevée correspond à un cycle plus long.

Transcodage, imagerie et bureautique

Si Adobe Premiere a une préférence pour la bande passante de la DDR4-2666 par rapport à la DDR3-2400, la plupart des benchmarks mettent ici les deux configurations au même niveau.

Consommation, dissipation thermique et rendement

Précisons que le kit DDR4 utilisé pour cet article dispose de LED, ce qui n’est pas le cas du kit DDR3. Ceci étant dit, les LED ne consomment pas plus d’énergie lorsque la mémoire est chargée, or c’est précisément dans ce contexte que la carte mère DDR4 est en retrait alors qu’elle envoie 1,3 Volt aux barrettes mémoire contre 1,5 Volt pour son équivalent DDR3. A en juger par ces benchmarks, il semblerait qu’il soit plus intéressant sur un plan énergétique d’utiliser de la DDR3 basse tension que de la DDR4 à tension identique.

Les dissipateurs volumineux sur nos barrettes de DDR3 nous ont conduits à monter le ventilateur processeur un peu plus haut, augmentant ainsi la température du régulateur de tension sur la carte mère DDR3 par rapport à sa rivale en DDR4. En règle générale, une température plus élevée diminue le rendement d’un composant, mais notre configuration DDR3 est tout de même parvenue à un meilleur rendement relatif en se montrant plus économe à la prise.

Overclocking

Réglages proposés : fréquences et tensions
 ASRock Fatal1ty Z170 Gaming K4/D3ASRock Fatal1ty Z170 Gaming K4
UEFIP1.50 (11/11/2015)P2.20 (11/11/2015)
Base Clock100-340 MHz (100 kHz)100-340 MHz (100 kHz)
Coeff. CPU
8x-120x (1x)8x-120x (1x)
DRAM
800-4133 (100/133,3 MHz)800-4133 (100/133,3 MHz)
Vcore CPU 0,90-1,52V (5 mV)0,90-1.52V (5 mV)
System Agent0,95-1,35V (10 mV)0,95-1,35V (10 mV)
CPU E/S0,85-1,25V (5 mV)0,85-1,25V (5 mV)
Tension PCH0,90-1,30V (5 mV)0,90-1,30V (5 mV)
Tension DRAM1,30-1,65V (5 mV)1,00-1,80V (5 mV)
CAS
4-31 cycles4-31 cycles
tRCD8-31 cycles8-31 cycles
tRP8-31 cycles8-31 cycles
tRAS28-63 cycles28-63 cycles

Image 11 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

Sachant que cet article oppose deux cartes mères équivalentes en plus de comparer DDR3 et DDR4, il est appréciable de constater que les deux modèles ont le même potentiel d’overclocking processeur. Malheureusement, nous n’avons pas été en mesure de pousser la DDR3 aussi loin que la fréquence certifiée par le fabricant des barrettes, y compris en baissant le CAS. Il a donc fallu se contenter d’une valeur DDR3-2533. Ce phénomène s’éclaircit avec les résultats obtenus sur les barrettes DDR4 : la stabilité de l’overclocking mémoire semble limitée par le régulateur de tension DRAM des deux cartes mères.

Prix et conclusion

Difficile de départager les deux cartes mères sur le prix : la variante DDR4 (Fatal1ty Z170 Gaming K4) coûte 153 euros contre 150 euros pour la Fatal1ty Z170 Gaming K4/D3.

Intel insiste sur le fait que Skylake a été conçu pour être utilisé avec de la DDR4 ou de la DDR3 basse tension, mais les fabricants de cartes mères se sont aperçus du fait que la DDR3 standard était tout à fait compatible. Alors que personne ne sait encore exactement dans quelle mesure la DDR3 standard – et par conséquent la tension qu’elle nécessite –  influe sur la durée de vie d’un processeur Skylake, on peut voir depuis un certain temps des overclocking CPU à 1,45 Volt. Bien que la tension nominale du  contrôleur mémoire de la  Fatal1ty Z170 Gaming K4/D3 devrait lui permettre de gérer une tension DRAM plus élevée, nous conseillons de rester en-dessous  de 1,65 Volt d’ici à ce que l’on ait suffisamment de preuves qu’une valeur supérieure ne pose pas de problème.

Image 12 : DDR3 ou DDR4 : quelle RAM choisir pour son CPU Skylake ?

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On aime
  • Potentiel d’overclocking CPU satisfaisant, capacité à gérer la DDR3 et donc à diminuer le prix d’un renouvellement de configuration.
On n’aime pas
  • Potentiel d’overclocking mémoire très limité, la DDR3 ne progresse plus tandis que la DDR4 a l’avenir devant elle.

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