Tuning DDR4 di Ryzen 9 3900X ‘Zen2’ : Mengejar Performa Gaming Core i9-9900K

Reading time:
July 8, 2019

AMD Ryzen 3rd Gen: Clock, Voltage, Settings

Clock: FCLK, UCLK, MEMCLK

Selain CPU clock, chip AMD Zen 2 yang agak kompleks ini juga memiliki beberapa clock domain yang berbeda, kami jabarkan berikut ini:

MEMCLK: Clockspeed dari memori DDR4 yang terpasang

 

  • Sesuai dengan spesifikasi AMD, 3rd Gen Ryzen Zen 2 akan mendukung pengoperasian hingga DDR4-3200 (pada konfigurasi 2 keping RAM), walau AMD masih memberikan opsi overclocking untuk mencapai kecepatan jauh lebih tinggi.
  • Perlu diketahui, nilai MEMCLK adalah nilai frekuensi ‘real’ dari modul DRAM-nya, bukan nilai frekuensi efektif yang dikali 2 karena mode DDR. Sehingga nilai DDR4-3200 (atau 3200 MT/s) ini akan juga diterjemahkan sebagai 1600Mhz MEMCLK.

 

 

FCLK (dikenal juga dengan Infinity Fabric clock atau Data Fabric clock )

  • FCLK akan menentukan clock dimana data fabric/infinity fabric akan beroperasi, berperan dalam menentukan kecepatan komunikasi antar CCX, CCD, dan Memory controller.
  • Normalnya, FCLK akan berlaku 1:1 (sinkron) dengan MEMCLK. Ini berarti DDR4-3200 (1600Mhz MEMCLK) akan membuat FCLK beroperasi pada 1600Mhz.
  • Berbeda dengan generasi sebelumnya, nilai FCLK bisa diganti secara bebas per 33 – 66 Mhz step pada BIOS.
  • Berdasarkan data dari AMD dan observasi pribadi kami di lab (jumlah sample 3-4 CPU Zen 2), hampir semuanya bisa beroperasi pada FCLK 1800Mhz, batas atas FCLK ada di 1900Mhz.

 

UCLK  (Memory Controller Clock)

  • UCLK adalah clock memory controller, normalnya akan beroperasi 1:1 sinkron dengan MEMCLK (UCLK : MEMCLK 1:1)
  • Pada DDR4-3200 (1600Mhz MEMCLK), maka UCLK ada di 1600Mhz juga.
  • Cukup umum untuk menjumpai FCLK: UCLK : MEMCLK semua sinkron (1:1:1), setidaknya hingga DDR4-3600 dengan UCLK dan FCLK di 1600Mhz
  • UCLK Berhubungan dengan FCLK dan MEMCLK, dimana saat FCLK diset dibawah MEMCLK, maka UCLK akan beroperasi pada 1/2 MEMCLK (UCLK: MEMCLK 1:2)

 

Relasi FCLK/UCLK/MEMCLK dengan Voltage

  • Berbeda dengan CPU Clock yang dipengaruhi langsung oleh ‘CPU Core Voltage’ (VCore), kestabilan sistem saat overclocking Memory Clock dan FCLK dipengaruhi oleh ‘CPU NB/SOC Voltage’ dan ‘VDDG’
  • VDDG adalah voltage yang diturunkan dari NB/SOC Voltage, sehingga Nilai VDDG tidak bisa di atas NB/SOC Voltage (VDDG < NB/SOC Voltage)
  • Nilai umum untuk banyak chip sampai dengan kecepatan DDR4-3600 adalah 1.1v pada NB/SOC Voltage (VDDG auto, atau sama dengan NB/SOC)
  • Penggunaan NB/SOC (dan VDDG) agak tinggi seperti 1.15 – 1.2v kadang dibutuhkan untuk mencapai kestabilan pada DDR4-4000+, namun NB/SOC di atas 1.1v tercatat akan membuat mode transmisi PCIe Gen 4 tidak stabil.
  • Tentu DRAM Voltage (‘VDIMM’) juga mempengaruhi kemampuan chip memori mencapai rating tertentu, nilai ini SANGAT bergantung tiap-tiap chip memori, namun nilai 1.35 – 1.4v merupakan nilai yang masuk batas aman
  • Pada beberapa modul RAM high-end, dan suhunya terjaga, nilai DRAM Voltage 1.45v masih aman digunakan.

 

Catatan Tambahan mengenai FCLK / UCLK / MEMCLK

  • AMD menyarankan penggunaan DDR4-3600 dengan semua sinkron (berarti MCLK / FCLK / UCLK 1800Mhz)
  • Mengingat batas atas pengoperasian FCLK adalah 1800-1900Mhz, maka penggunaan DDR4-4000(MEMCLK 2000) dengan FCLK 1800Mhz akan menghasilkan UCLK 1000 Mhz karena beroperasi pada 1/2 MEMCLK
  • Dengan mode UCLK 1/2 MEMCLK, DDR4 kecepatan tinggi (DDR4-4000+) sekarang bisa dikerjakan pada Ryzen 3rd Gen, hanya saja karena UCLK beroperasi lebih lambat ada tambahan latency dari konfigurasi ini
  • Batas atas pengoperasian DDR4 yang optimal untuk Ryzen 3rd Gen saat ini adalah DDR4-3733 (MEMCLK 1866Mhz) hingga DDR4-3800 (MEMCLK 1900Mhz), dengan FCLK diset manual untuk 1:1 dengan MEMCLK

 

TEST 1: Memory Frequency vs Timing

Konfigurasi & Benchmark sintetis

Berikut ini, kami menjalankan pengujian benchmark sintetis Geekbench 4 dan melihat Memory Bandwidth & Latency yang terjadi pada beberapa konfigurasi (Dijalankan pada Ryzen 9 3900X, Motherboard MSI MEG X570 GODLIKE, dan G.Skill TridentZ Royal DDR4-3600 CL16 2x8GB).

Berikut setting yang kami jalankan di BIOS:

Konfigurasi 1: DDR4-3200 CL14-14-14-34

  • Set DRAM Frequency ke DDR4-3200 (MEMCLK 1600Mhz)
  • Set Timing Manual 14-14-14-34 (CAS-TRCD-TRP-TRAS)
  • Set DRAM Voltage 1.35v
  • Set FCLK AUTO (Otomatis menjadi 1600Mhz, UCLK:MCLK Sinkron 1:1)
  • CPU NB/SOC Voltage : AUTO (Nilai otomatis ada di 1.05v)

 

Konfigurasi 2: DDR4-3600 CL16-16-16-36

  • Set A-XMP Profile 1 (XMP ENABLED)
  • Set DRAM Frequency AUTO (Otomatis jadi DDR4-3600, MEMCLK 1800Mhz)
  • Set Timing AUTO (Otomatis jadi 16-16-16-36, CAS-TRCD-TRP-TRAS)
  • Set DRAM Voltage AUTO (Otomatis jadi 1.35v)
  • FCLK AUTO (Otomatis menjadi 1800Mhz, UCLK:MCLK Sinkron 1:1)
  • CPU NB/SOC Voltage : AUTO (Nilai otomatis ada di 1.1v)

 

Konfigurasi 3: DDR4-4000 CL18-22-22-42

  • Set DRAM Frequency ke DDR4-4000 (MEMCLK 2000 Mhz)
  • Set Timing Manual 18-22-22-42 (CAS-TRCD-TRP-TRAS)
  • Set DRAM Voltage 1.4v
  • Set FCLK 1800mhz (Karena FCLK < MEMCLK, UCLK:MCLK 1:2)
  • CPU NB/SOC Voltage : AUTO (Nilai otomatis ada di 1.15v)

 

Konfigurasi 4: DDR4-4400 CL22-26-26-43

  • Set DRAM Frequency ke DDR4-4400 (MEMCLK 2200 Mhz)
  • Set Timing Manual 22-26-26-43 (CAS-TRCD-TRP-TRAS)
  • Set DRAM Voltage 1.45v
  • Set FCLK 1800mhz (Karena FCLK < MEMCLK, UCLK:MCLK 1:2)
  • CPU NB/SOC Voltage : AUTO (Nilai otomatis ada di 1.25v)

 

Konfigurasi 5: DDR4-4500 CL18-20-20-44

  • Set DRAM Frequency ke DDR4-4500 (MEMCLK 2250 Mhz)
  • Set Timing Manual 22-26-26-43 (CAS-TRCD-TRP-TRAS)
  • Set DRAM Voltage 1.45v
  • Set FCLK 1800mhz (Karena FCLK < MEMCLK, UCLK:MCLK 1:2)
  • CPU NB/SOC Voltage : AUTO (Nilai otomatis ada di 1.25v)

 

Hasil – Geekbench 4

Berikut ini hasil benchmark kami dengan Geekbench 4 (Bagian memory score) :

*Klik untuk memperbesar

 

Keterangan:

  • Konfigurasi yang memberikan Memory Latency terbaik adalah konfigurasi DDR4-3600 CL16-16-16-36 dengan semua sinkron (FCLK/ UCLK/ MCLK 1800Mhz)
  • Bandwidth terbesar didapatkan pada DDR4-4500 CL18-20-20-44, FCLK 1800Mhz , UCLK 1/2 MEMCLK (MEMCLK 2250Mhz, UCLK 1125Mhz)
  • Meski DDR4-4400 dan DDR4-4500 memberikan bandwidth besar, namun latency mereka belum mengalahkan mode DDR4-3600 sinkron karena UCLK-nya rendah (1/2 MEMCLK)

 

TEST 2: DDR4-3800, Sub-timing Tuning & Gaming Performance

DDR4-3800 1:1 Sinkron (FCLK/ UCLK/ MCLK 1900Mhz)

Berikutnya, kami ingin mencoba melakukan konfigurasi demi performa tertinggi – latency rendah, bandwidth besar. Jelas bahwa ini harus dicapai dengan semua-nya sinkron, dan karena FCLK maksimal yang bisa kami capai adalah 1900Mhz, maka berarti kecepatan DDR4-nya akan ada di DDR4-3800 (1900Mhz MEMCLK).

Untuk mencapai ini kami melakukan setting:

  • Set DRAM Frequency ke DDR4-3800 (MEMCLK 1900 Mhz)
  • Set Timing Manual 16-16-16-36 (CAS-TRCD-TRP-TRAS)
  • Set DRAM Voltage 1.4v
  • Set FCLK 1900mhz (UCLK:MCLK Sinkron 1:1)
  • CPU NB/SOC Voltage : AUTO (Nilai otomatis ada di 1.1v)

 

Subtiming tuning

Perlu diingat, pada beberapa setting kecepatan DRAM Frequency tertentu, ada motherboard yang ‘melonggarkan’ beberapa bagian latency pada RAM untuk alasan stability dan compatibility, bagian yang ‘dilonggarkan’ ini bukan pada ‘main timing’, melainkan ‘sub-timing‘.

Berikut ini yang kami coba terapkan secara manual pada semua konfigurasi pengujian kami:

*klik untuk memperbesar
  • tRC dari 85 ke 52
  • tRFC dari 631 ke 520
  • tWR dari 26 ke 16
  • tRRD_S dari 5 ke 6
  • tRRD_L dari 10 ke 8
  • tRTP dari 14 ke 8
  • tFAW dari 38 ke 24
  • tCWL dari 16 ke 14

*Catatan: Tuning Subtiming dipengaruhi banyak faktor, mulai dari kemampuan chip DRAM yang dipakai, kemampuan memory controller, sampai konfigurasi PCB motherboard(jumlah layer, desain trace layout/routing, dsb). Subtiming yang kami coba ini masih bisa beroperasi pada sistem kami hingga ke setting DDR4-4400, hanya saja bagian tRFC dan tCWL harus diset ke AUTO.

 

Subtiming bisa dibaca lewat AMD Ryzen Master Utility:

*klik untuk memperbesar

 

Stability Test

Setelah tuning frekuensi dan subtiming, kami menjalankan stability test, sistem berhasil menjalankan MemTest lebih dari 5 Jam, nampak stabil untuk penggunaan harian.

STABILITY TEST PASS – Klik untuk memperbesar

 

 

Gaming Performance Test

Berikutnya, kami menjalankan pengujian game (Ryzen 9 3900X, X570, GTX 1080 Ti) dengan RIse of the Tomb Raider, salah satu game test kami yang paling menunjukkan peningkatan performa karena memory performance. Berikut hasilnya:

Ada beberapa konfigurasi lain yang kami bandingkan di sana, seperti setting DDR4-4000 CL18, DDR4-4400 CL22, dan kami juga menjalankan tuning subtiming pada beberapa konfigurasi tersebut.

  • Dengan default subtiming, DDR4-4000 CL18 memiliki performa lebih buruk dari DDR4-3600 CL16,  karena UCLK-nya 1/2 MEMCLK.
  • Tuning subtiming pada DDR4-4000CL18 membuatnya sedikit lebih kencang dari DDR4-3600 CL16 sinkron
  • konfigurasi DDR4-4400 CL22 yang di-tuning subtiming-nya sekalipun tidak menunjukkan banyak perbedaan performa dari DDR4-4000CL18
  • DDR4-3800 CL16 sinkron menunjukkan performa gaming tertinggi – mengejar Core i9-9900K dengan ram DDR4-3600 XMP!

 

3900X + DDR4-3800 CL16 subtiming tuned : Mengejar Core i9-9900K DDR4-3600 XMP

Karena sedikit tidak percaya dengan hasil di atas, kami mengulang seluruh benchmark gaming 1080p pada konfigurasi tersebut:

Nampak terbukti bahwa tuning ram DDR4-3800 CL16-16-16-36 sinkron (FCLK 1900Mhz, UCLK:MCLK 1:1), serta Subtiming optimized membuat sebuah Ryzen 9 3900X bisa makin memperkecil jarak ke performa gaming Core i9-9900K.

 

Kesimpulan

Persis sama seperti yang terjadi di Ryzen generasi sebelumnya, tuning dan optimalisasi memori masih memberikan efek positif bagi performa gaming Ryzen 3rd Gen.  Di pengujian kami ini, Core i9-9900K sudah hampir bisa dikejar sebuah Ryzen 9 3900X, walau perlu dicatat bahwa sistem Intel-nya sendiri belum mengalami tuning juga.

Anda yang sering mengamati berbagai news perihal overclocking pastinya juga tahu bahwa Intel Core sejak generasi 6(skylake) lalu sudah mengizinkan pengoperasian pada DDR4-3800 ke atas, bahkan tidak sulit menjumpai pengguna Intel Core 7th Gen (Kaby Lake) menggunakan DDR4-4266+ harian. Core i9-9900K kali ini tidak di-tuning RAM-nya lebih jauh karena skor-nya hanya kami gunakan sebagai baseline.

Nah, dengan eksperimen tuning yang kami lakukan ini, setidaknya ada harapan bagi pengguna AMD Ryzen 3rd Gen untuk mem-push performa sistemnya lebih jauh lagi.

Sampai jumpa pada artikel selanjutnya!

 

Tambahan/Rekomendasi setting

Berikut ini beberapa catatan hasil observasi kami sepanjang pengujian/tuning DDR4 pada Ryzen 3rd Gen:

  • Prosesor 2-CCD memiliki lebih banyak jalur komunikasi antar CCD ke IOD dibanding model 1-CCD (8-core ke bawah). Ini membuat prosesor 2-CCD berpotensi memiliki karakteristik scaling terhadap RAM yang berbeda dibanding Prosesor 2-CCD (12-core ke atas).
  • Pengunaan device PCIe Gen 4, seperti SSD dan GPU PCIe Gen 4 akan memberi beban tambahan, berpotensi membuat pencapaian FCLK menjadi relatif lebih rendah. (Walau umumnya 1700-1800Mhz masih cukup mudah digunakan)
  • Rekomendasi nilai NB/SOC Voltage: 1.1v (aman digunakan setidaknya sampai DDR4-3600 – DDR4-3800)
  • Kebanyakan motherboard akan melakukan seting FCLK sinkron secara otomatis sampai dengan kecepatan DDR4-3600 (Kalau Anda ingin memastikan semua sistem sinkron, set FCLK manual sama dengan MEMCLK)
  • Pengujian kami menggunakan BIOS pre-release dengan AGESA Combo-AM4 1.0.0.2Penggunaan AGESA baru bisa jadi mengubah compatibility RAM dan pencapaian FCLK.
  • Saat artikel ini dibuat kecepatan RAM maksimal untuk harian dengan bandwidth/latency terbaik adalah DDR4-3800 CL14, sinkron.
  • Penggunaan mode UCLK:MEMCLK 1:2 pada DDR4-4000+ memberikan bandwidth tinggi, namun kami lebih banyak menjumpai skenario dimana konfig sinkron 1:1 lebih optimal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Load Comments

Extreme OC

November 28, 2019 - 0

Overclocking Extreme AMD 3rd Gen Ryzen Threadripper 3970X : Rekor Dunia Berjatuhan!

Setelah mengumumkan kemunculannya pada awal November ini, AMD akhirnya meluncurkan…
September 16, 2019 - 0

Overclocking RAM di MSI MPG Z390I Gaming Edge AC : Motherboard Pemecah Rekor DDR4-6000

Lebih Dekat Dengan MSI Z390I Gaming Edge AC Link Produk…
October 10, 2018 - 0

Overclocking Review Gigabyte Z390 AORUS MASTER : Watercooling + LN2 Cooling

Tampilan Fisik – VRM – Cooling Spesifikasi Singkat VRM –…
August 13, 2018 - 0

Ryzen Threadripper 2990WX + MSI X399 MEG Creation + LN2 OC = Cinebench 8000+

Tidak terasa, sudah lebih dari setahun lalu AMD meluncurkan prosesor…

Easy OC

October 11, 2018 - 0

Hands-On Feature: Asus ROG AI Overclocking (di ROG Maximus XI Hero Wi-Fi)

BIOS Option – AI Overclocking Pada bagian ini kami akan…
February 16, 2018 - 0

Overclocking RAM Murah dan Mudah: Memory Try It pada MSI A320M Pro-VD/S (Ryzen 3 2200G ‘Raven Ridge’)

Memory Try It Secara singkat, Memory Try It adalah sebuah…
August 21, 2017 - 0

Easy OC Core i9-7900X di MSI X299 Tomahawk Arctic: Enhanced Turbo dan GameBoost

Test – CPU OC Performance Pada keadaan default, Core i9-7900X…
April 30, 2017 - 0

Video: Easy OC Ryzen 7 1700 dengan AMD Ryzen Master

Bagi overclocker yang gemar mencari performa ekstra, prosesor AMD Ryzen…

General OC

September 17, 2020 - 0

Hands-on & Overclocking – MSI GeForce RTX 3080 Gaming X Trio 10G

Hasil Pengujian   Test 1: Analisis Boost Clock (Default) Dengan…
August 8, 2020 - 0

Eksperimen : ASRock A300 Deskmini + AMD RYZEN 3 PRO 4350G ‘Renoir’

Hasil Pengujian   Analisis – Clockspeed CPU Kami menjalankan Cinebench…
June 16, 2020 - 0

Overclocking & Review : MSI MAG B550 TOMAHAWK (Feat. Ryzen 9 3950X)

B550 TOMAHAWK: Tampilan Fisik & VRM   Board    …
June 15, 2020 - 0

Overclocking & Review : MSI MEG Z490I UNIFY Mini-ITX (feat. Intel Core i9-10900K)

MSI MEG Z490I UNIFY: Tampilan Fisik Board Part 1 Mari…