La RAM est régulièrement résumée à un chiffre spectaculaire : 3200, 5600, 6000, 7200… Plus le nombre est gros, plus la mémoire serait rapide. L’idée n’est pas complètement fausse, mais elle mélange plusieurs notions : débit de transfert, fréquence d’horloge, largeur du bus, nombre de canaux et latence.
Une mémoire capable de transférer énormément de données chaque seconde n’est pas nécessairement celle qui répond le plus rapidement à une requête isolée. À l’inverse, une excellente latence ne compense pas toujours un débit insuffisant lorsqu’un CPU multicœur ou un GPU intégré réclame plusieurs dizaines de gigaoctets par seconde.
La bande passante mesure combien de données peuvent circuler par seconde. La latence mesure combien de temps il faut attendre. Ce sont deux performances différentes.
MT/s, MHz et bande passante : remettre les unités dans le bon ordre
DDR signifie Double Data Rate. La mémoire transfère des données sur les deux fronts du signal d’horloge. Une mémoire DDR4-3200 fonctionne donc avec une horloge d’environ 1600 MHz mais réalise 3200 millions de transferts par seconde.
| Notation | Horloge mémoire | Débit de transfert |
|---|---|---|
| DDR-400 | 200 MHz | 400 MT/s |
| DDR2-800 | 400 MHz | 800 MT/s |
| DDR3-1600 | 800 MHz | 1600 MT/s |
| DDR4-3200 | 1600 MHz | 3200 MT/s |
| DDR5-5600 | 2800 MHz | 5600 MT/s |
La valeur commerciale devrait donc être exprimée en MT/s, pas en MHz. Dire « DDR5-6000 à 6000 MHz » reste extrêmement courant, mais l’horloge correspondante est d’environ 3000 MHz.
Pour un canal DDR classique transportant 64 bits de données, soit 8 octets par transfert, la bande passante maximale théorique se calcule ainsi :
Bande passante = débit en MT/s × 8 octets × nombre de canaux
Il ne faut pas ajouter un second facteur ×2 : celui-ci est déjà incorporé dans le nombre de MT/s.
| Mémoire | 1 canal de 64 bits | 2 canaux |
|---|---|---|
| DDR3-1600 | 12,8 GB/s | 25,6 GB/s |
| DDR4-3200 | 25,6 GB/s | 51,2 GB/s |
| DDR5-4800 | 38,4 GB/s | 76,8 GB/s |
| DDR5-5600 | 44,8 GB/s | 89,6 GB/s |
| DDR5-6000 | 48,0 GB/s | 96,0 GB/s |
Ces valeurs sont exprimées en GB/s décimaux et représentent un maximum théorique. Une application réelle n’obtiendra pas nécessairement 96,0 GB/s simplement parce que le BIOS affiche DDR5-6000.
Canaux mémoire : pourquoi la configuration des DIMM compte
Le contrôleur mémoire d’un processeur peut disposer de plusieurs canaux indépendants. Sur une plateforme desktop classique, on rencontre très souvent deux canaux ; les stations de travail et serveurs peuvent en proposer beaucoup plus.
Deux canaux de 64 bits permettent théoriquement de transporter deux fois plus de données qu’un seul canal :
DDR4-3200 : 25,6 GB/s × 2 = 51,2 GB/s
Mais installer deux barrettes ne garantit pas automatiquement que la configuration exploite correctement les deux canaux. Il faut respecter la topologie prévue par la carte mère, généralement indiquée dans son manuel. Sur une carte possédant quatre emplacements, les deux slots recommandés sont souvent A2 et B2, mais il faut vérifier le modèle précis.
Le cas particulier de DDR5
DDR5 modifie l’organisation interne du module. Un DIMM standard comporte deux sous-canaux indépendants de 32 bits. Avec une longueur de burst adaptée, cette organisation permet au contrôleur de traiter plus efficacement plusieurs opérations simultanées.
Il faut cependant distinguer :
- les sous-canaux internes d’un DIMM DDR5 ;
- les canaux mémoire du contrôleur du processeur.
Un PC desktop annoncé comme « dual-channel DDR5 » reste donc une plateforme à deux canaux mémoire principaux, même si chacun des DIMM DDR5 possède lui-même deux sous-canaux.
Cette évolution améliore notamment la concurrence des accès et l’utilisation effective de la bande passante. DDR5 ne se contente donc pas d’augmenter les MT/s : son organisation interne a également évolué.
DDR4-3200, PC4-25600 et autres noms sympathiquement redondants
Deux nomenclatures ont longtemps coexisté. La première indique le débit de transfert :
DDR4-3200 = 3200 MT/s
La seconde indique la bande passante théorique du module :
PC4-25600 = 25 600 MB/s
| Notation DDR | Notation PC | Bande passante par canal |
|---|---|---|
| DDR-400 | PC-3200 | 3,2 GB/s |
| DDR2-800 | PC2-6400 | 6,4 GB/s |
| DDR3-1600 | PC3-12800 | 12,8 GB/s |
| DDR4-3200 | PC4-25600 | 25,6 GB/s |
| DDR5-5600 | PC5-44800 | 44,8 GB/s |
La relation reste simplement :
MT/s × 8 = MB/s
La notation PC est aujourd’hui moins visible sur beaucoup de fiches commerciales, mais elle reste utile pour comprendre d’où viennent des nombres comme PC4-25600.
Timings : pourquoi CL16 et CL30 ne se comparent pas directement
Les timings indiquent des délais exprimés en cycles d’horloge mémoire. Une notation comme 16-18-18-36 décrit plusieurs contraintes temporelles, dont les plus connues sont :
| Timing | Rôle simplifié |
|---|---|
CL |
Délai CAS entre une commande de lecture appropriée et les données |
tRCD |
Délai entre activation d’une ligne et accès à ses colonnes |
tRP |
Temps nécessaire pour précharger avant l’ouverture d’une autre ligne |
tRAS |
Durée minimale pendant laquelle une ligne doit rester active |
Comparer uniquement le nombre après « CL » est trompeur. Un cycle d’une DDR5 rapide est plus court qu’un cycle d’une DDR4 plus lente.
La latence CAS théorique en nanosecondes peut être approximée par :
Latence CAS (ns) = CL × 2000 / débit en MT/s
| Exemple | CL | Latence CAS théorique |
|---|---|---|
| DDR4-3200 | 16 | 10,0 ns |
| DDR4-3600 | 18 | 10,0 ns |
| DDR5-4800 | 40 | 16,7 ns |
| DDR5-5600 | 36 | 12,9 ns |
| DDR5-6000 | 30 | 10,0 ns |
Ces exemples montrent pourquoi « CL30 est presque deux fois plus lent que CL16 » est faux. Le CL doit toujours être rapporté à la vitesse de la mémoire.
Et même cette valeur ne représente que la latence CAS théorique. Un accès réel peut également attendre l’activation d’une ligne, une précharge, un rafraîchissement ou sa place dans la file du contrôleur mémoire. Ajoutez ensuite les caches du CPU, l’interconnexion interne et les éventuels domaines NUMA : la simplicité vient officiellement de quitter le bâtiment.
Bande passante théorique et performances réelles
La bande passante calculée sur une fiche technique est une capacité maximale du bus. Le débit réellement observé dépend beaucoup de la charge de travail.
Il est notamment influencé par :
- le contrôleur mémoire du processeur ;
- le nombre de canaux réellement actifs ;
- le nombre et l’organisation des ranks ;
- les timings ;
- les accès séquentiels ou aléatoires ;
- la concurrence entre les cœurs ;
- les caches du processeur ;
- les rafraîchissements DRAM ;
- la topologie NUMA sur les gros systèmes ;
- l’utilisation éventuelle d’un GPU intégré partageant la RAM.
Une application travaillant principalement dans les caches L2 ou L3 peut être presque indifférente à une énorme augmentation de bande passante RAM. À l’inverse, calcul scientifique, compression, rendu, certaines bases de données ou GPU intégrés peuvent être beaucoup plus sensibles au débit mémoire.
C’est aussi pourquoi un benchmark synthétique mesurant 90 GB/s ne signifie pas que toutes vos applications viennent de devenir deux fois plus rapides qu’avec 45 GB/s.
Capacité, canaux et fréquence : choisir les priorités
Pour une machine réelle, la première priorité reste généralement de posséder assez de RAM. Passer de 16 à 32 Go peut transformer une charge qui swap constamment, alors que gagner 5 % de bande passante ne changera presque rien.
Ensuite viennent une configuration de canaux correcte, une vitesse adaptée au contrôleur mémoire et des timings raisonnables. Les derniers pourcents obtenus par réglage manuel ont beaucoup moins d’intérêt si la machine échoue à un test mémoire toutes les six heures.
XMP, EXPO et timings agressifs
Les kits mémoire vendus avec des vitesses élevées utilisent fréquemment des profils Intel XMP ou AMD EXPO. Ceux-ci enregistrent des paramètres de fréquence, timings et tension que le BIOS peut appliquer automatiquement.
Il faut comprendre ce que cela implique : XMP et EXPO sont des mécanismes d’overclocking mémoire. Une barrette annoncée DDR5-6000 peut démarrer initialement avec un profil standard plus conservateur tant que son profil de performance n’a pas été activé.
La stabilité dépend alors de l’ensemble :
CPU + contrôleur mémoire + carte mère + BIOS + DIMM + timings + tension
Une configuration stable avec deux modules peut ne plus l’être avec quatre. Une fréquence supportée avec un seul DIMM par canal peut devoir être réduite lorsqu’on augmente la charge électrique du contrôleur.
Abaisser manuellement CL, tRCD ou tRP peut réduire certaines latences, mais il faut ensuite tester la stabilité. Une RAM légèrement instable est particulièrement désagréable : au lieu de planter immédiatement, elle peut produire une erreur rarissime au milieu d’une compilation, d’une archive ou d’un système de fichiers.
Une mémoire qui réussit à démarrer n’est pas nécessairement stable. Le POST n’est pas un benchmark de fiabilité.
Augmenter les tensions peut parfois aider dans un contexte d’overclocking, mais cela augmente également contraintes thermiques et électriques. Les valeurs acceptables doivent être déterminées selon le processeur, la génération de mémoire, la carte mère et les spécifications du fabricant, pas selon la tension utilisée par un inconnu dans une capture d’écran de forum datant de 2019.
Les règles essentielles à retenir
| Notion | À retenir |
|---|---|
| MHz | Fréquence d’horloge ; DDR4-3200 utilise environ 1600 MHz |
| MT/s | Transferts par seconde ; le facteur DDR ×2 est déjà inclus |
| Bande passante | MT/s × octets par transfert × canaux |
| DDR4-3200 | 25,6 GB/s par canal de 64 bits |
| Dual-channel DDR4-3200 | 51,2 GB/s théoriques |
| DDR5 | Deux sous-canaux de 32 bits par DIMM standard, 64 bits de données au total |
| CL | Nombre de cycles, pas une durée directement comparable entre vitesses différentes |
| Latence CAS | CL × 2000 / MT/s donne une approximation en ns |
| XMP / EXPO | Profils facilitant l’overclocking mémoire |
| Performance réelle | Dépend de la charge, du contrôleur, des caches, des canaux et des timings |
Conclusion : ne jugez pas une RAM sur un seul nombre
La mémoire rapide repose sur plusieurs caractéristiques complémentaires. Les MT/s déterminent le rythme auquel les données peuvent être transférées. La largeur du bus et le nombre de canaux déterminent combien peuvent circuler en parallèle. Les timings influencent les délais nécessaires aux opérations internes.
Une DDR5-6000 n’est donc pas « deux fois meilleure » qu’une DDR4-3200 simplement parce que 6000 est presque deux fois plus grand que 3200. Elle fournit davantage de bande passante et bénéficie d’une architecture plus récente, mais les performances observées dépendent entièrement du processeur et du logiciel exécuté.
La formule fondamentale reste heureusement simple : pour un canal de 64 bits, multipliez les MT/s par 8 pour obtenir les MB/s théoriques.
Et si quelqu’un multiplie encore le résultat par deux « parce que c’est de la DDR », vous savez désormais exactement où les gigaoctets imaginaires ont été fabriqués.