解决PC常见问题 篇八十六:理论+实测数据对比丨NAS/笔记本换成板载内存究竟是进步还是退步
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⏹ 前言
最近拆机拆的有点多,发现个非常有趣的现象,笔记本和NAS这类高度集成设备在更换内存形态,将传统SO-DIMM槽取消掉,换成了直接把颗粒焊在主板上的板载形式。
这个改动到底是好还是不好得打个问号,还是用最简单的量化对比法简单一些,本文就拿数据说话,对比下两者的优劣势,觉得有所帮助欢迎关注点赞收藏三连哈。
⏹ 本文目录
由于是比较严谨的科普评测,所以本文分为理论解析和实际测试两段,实际测试包含性能与空闲率两部分。
⏹ 纸面参数解析
先聊一聊内存的类型,数据来源为JEDEC协会和Intel公开资料,这一段不包含常规PC和服务器,有机会单独说。
1️⃣ 物理形态
目前的笔记本电脑和NAS如果支持自行替换内存,一般使用的是SO-DIMM槽,也就是小型双列直插内存模块,和第几代DDR没有直接关系:
好处在于更高的频率与可替换,用户可以自行调整更换原生内存容量与频率。
缺点就在于兼容性和稳定性上,毕竟这两类设备几乎都会根据外壳模具去定制主板,用户自行增加/替换出现不兼容很正常。
板载就比较简单了,通过焊接方式将封包好的内存颗粒直接焊在主板上,手机、苹果笔记本、部分NAS(主要是ARM)产品都在使用这个方案:
好处在于只要品控达标很难出现松动导致的接触不良,也不会因为用户替换兼容性差的内存导致过不了自检。
坏处就是原装内存没办法很方便的直接替换,必须要吹下来重新焊接,并且也需要考虑替换颗粒的兼容性。
除了手机以外,偏向高性能的中高端笔记本电脑和NAS型号现在会选择折中方案,主流趋势是将原厂配置的内存用板载形式焊接在主板上,同时会给一个额外的SO-DIMM槽方便用户自己加装,刚拆解过的华硕无双15就是这样的方案。
2️⃣ 电压性能
操作过手动内存超频的朋友一定知道,内存性能和电压直接挂钩,目前DDR4和DDR5范畴中,JEDEC将低功耗/移动端内存按照电压分为普通DDR、LPDDR和LPDDRX三种标准。
标准DDR多数使用可拔插的SO-DIMM接口,一般电压在1.2V,频率上限较高,DDR4的频率一般为2666MHz和3200MHz,DDR5则是4800MHz和5200MHz,多数用于性能向笔记本上。
LPDDR(LowPowerDDR)顾名思义就是低电压标准,JEDEC给的定义就是Mobile(移动端),存在形式以板载为主,LPDDR4电压在1.1V(比标准DDR低了0.1V),性能比DDR略低,具体性能得看主板设计和厂商调教,一般以板载形式运用在手机、轻薄本和NAS上。
LPDDRX可以理解LPDDR的进阶版本,存在形式以板载为主,LPDDR4X电压下限比标准DDR低了一半(0.6V-1.1V),性能上限则是和LPDDR4相同,在设计合理的情况下能耗比会比LPDDR强很多,手机、工控机、智能家居、电动汽车、上网本和NAS都有在用。
3️⃣ 平台匹配
就设备工作原理而言,内存的存在就是为了服务CPU,所以具体性能功耗的取舍还是得看平台整体调教程度。
以华硕无双14为例,这台笔记本使用平台为i5-12500H,Intel官方介绍如下:
在使用DDR4(SO-DIMM)的时候,传输最大支持到3200MT/s。
在使用DDR5(SO-DIMM)的时候,传输最大支持到4800MT/s。
在使用LPDDR4X(板载)的时候,传输最大支持到4267MT/s
在使用LPDDR5(板载)的时候,传输最大支持5200MT/s
这里就很有意思了,虽然JEDEC说的是LPDDR4X的读写上限比DDR4要低,实际上就i5-12500H这个平台而言,使用LPDDR4X/LPDDR5会更合适一些。
NAS则以威联通TS-464C为例,这台NAS使用平台为N5095,Intel官方介绍如下:
内存类型同时支持DDR4和LPDDR4X,也就是SO-DIMM和板载都可以。
最大性能并没有用传输速度这个维度,最大频率只支持到2933MHz,但支持双通道。
单独说一下N5xxx归属的赛扬平台,Intel对其定位为主打能耗比的低功耗平台,但对内存的描述其实不准确,比如N5095上两条16G其实能识别到32G并正常使用,所以实测才有意义。
4️⃣ 纸面总结
根据上述理论知识和行业标准参数而言,我们可以得出以下结论:
如果设备使用的是纯SO-DIMM槽方案,好处在于用户可以轻松替换调整,但实际内存性能并不一定会比板载形式强,并且也需要考虑到兼容性问题。
如果设备使用的是板载+留空SO-DIMM槽方案,将原生内存从可拔插换成板载并不算开倒车,甚至在稳定性上有所增强,毕竟暴力运输或者自行更换都可能导致松动。
如果设备上只有板载内存没有给用户预留空的槽位,厂商调教强+平台适配合适的前提下性能和稳定性会比插槽形式更好,但用户必须得自行确认板载内存容量是否与需求匹配,手机和苹果笔记本就是典型案例。
⏹ 实际性能比对
接下来开始实测,看看具体差差距有多大,软件使用版本同为6.7的AIDA64作为测试工具。
PS:这一段只比对X86架构平台,手上没DDR4/LPDDR4X的ARM平台设备了。
1️⃣ 可拔插DDR4丨台电凌珑M(准系统)
凌珑M是标准的类NUC迷你主机,平台同下面的威联通TS-464C一致为N5095,作为准系统预留了双通道SO-DIMM槽供用户自行安装,这里测试内存使用的是单根阿斯加特DDR4普条。
这条内存性能参数为16G+3200MHz+C19,AIDA64测试分数如下所示:
读取速度:14761MB/s
读取速度:16884MB/s
拷贝速度:13476MB/s
延迟:69.2ns
由于只有单通道,即使怼到16G容量,实际上内存IO能力依旧是这组对照设备中最差的。
2️⃣ 板载LPDDR4X丨威联通TS-464C
为了测试严谨,这里为464C引导WindowsPE作为使用系统,使用内存为板载LPDDR4X。
PS:相信应该有朋友对如何给威联通NAS装其他系统感兴趣,为了不影响数据对比放在最后手把手讲解。
这组内存颗粒的性能参数为8G+4266MHz+C20,AIDA64测试分数如下所示:
读取速度:16720MB/s
读取速度:27393MB/s
拷贝速度:24815MB/s
延迟:67.0ns
通过跑分可以看到,虽然威联通比较良心用了4266频率+C20的颗粒并且走的是双通道,但由于平台限制IO也读取速度只比上面16G的DDR4内存高了13%,写入速度倒是提升了62%。
另外比较有趣的一点是网卡,通过AIDA64可以看到网口信息,新款的TS-464C将之前的8125B替换成了更为稳定+性能略微有所提升的i225-V,这点真不错。
3️⃣ 混用方案丨华硕无双15笔记本电脑
华硕无双15作为中端笔记本,内存为板载+SO-DIMM的组合,测试时候除了板载以外还插有一条8G的DDR4内存。
这对板载+可拔插内存的性能参数为16G+3200MHz+C22,AIDA64测试分数如下所示:
读取速度:41585MB/s
读取速度:41485MB/s
拷贝速度:39665MB/s
延迟:83.4ns
可以看到DDR4+LPDDR4X混用的双通道情况下,实测数据贴近Intel对i5-12500H定义的极限能力,IO能力比上面凌珑M的单通道16G翻了接近两倍。
4️⃣ 实测总结
根据上述测试实测数据,我们可以得出以下结论:
华硕和威联通选用的板载LPDDR4X性能都比我自己采购的DDR4强不少,所以就性能而言,将可拔插SO-DIMM取消掉换成板载可能是一种升级,注意是可能。
同样使用板载LPDDR4X内存方案的华硕笔记本比威联通464C的IO能力要高很多,所以具体性能得看设备所用CPU、主板以及厂商调教,并不是说用哪个颗粒/方案就肯定很强。
⏹ 实际容量测试
IO性能是一部分,常规使用更看重基础容量,这段模拟常规使用,推导最合适低功耗平台的合适容量。
1️⃣ Windows空闲率测试
以N5095的凌珑M为例,使用系统为Windows11专业版,版本号为22H2。
无任务运行的空载待机状态下,Windows本身要吃掉2.8G左右的内存容量用于系统运行,也就是说去掉核显吃掉的0.2G,还有13G的可用容量。
适配环境这里我模拟轻办公,同时开启Edge浏览器播放B站视频+腾讯文档+微信+WPS后内存实际使用量也才6.7G,当然CPU已经满载,剩下的9G多内存浪费了,如果是酷睿级别常规笔记本,16G容量才能最大程度发挥CPU性能。
2️⃣ 威联通QTS空闲率测试
不吹不黑,威联通NAS的待机内存利用率在所有NAS系统中算比较高,毕竟基础服务就有很多,更何况还有QMaggie、HBS3这类存储刚需套件。
下图是开机很久的TS-264C测试机,上述常规服务(看右下统计)都启用外加开了Qbittorrent等少量Docker项目也就用了2.21G,CPU利用率也只是在4.6%,所以对威联通QTS系统来说8G容量已经很富裕了。
除了威联通自研套件和Docker项目以外,还有些用户可能会创建Windows虚拟机挂一些只能在win下使用的项目,这里用VirtualizationStation3创建一个Win10虚拟机作为测试。
上面的凌珑M测试结果已经能看到,原版Win11其实非常吃内存,这里测试使用的是Lopatkin基于Windows10(2016LTSB)制作的精简64位版本。
VirtualizationStation3和VM、Vbox这类虚拟机平台一样,按照用户配置直接调用物理内存容量创建虚拟内存,期间会有容量损失,虽然我切了4096MB的容量,实际上可用只有3.94G,同时程序本身也会吃掉500MB左右的内存。
将AIDA64复制到虚拟机中,重跑内存性能测试:
读取速度:14840MB/s
读取速度:18212MB/s
拷贝速度:13878MB/s
延迟:53.3ns
对比之前TS-464C安装Windows直接测试,虚拟出来的内存不仅可用容量有损失,IO能力也下降了非常多,唯一提升的就是延迟。
3️⃣ 实测总结
根据上述测试数据,我们可以得出以下结论:
对笔记本电脑而言,内存容量和性能不会是瓶颈,在CPU性能足够强劲的前提下尽量上16G容量,特别是使用板载内存的型号,这个预算必须得加上去。
对低功耗主机而言,赛扬系列CPU性能实在是有限,内存8G已经足够匹配,建议使用精简版本Windows降低操作系统对CPU+内存的固定占用。
对NAS而言,由于系统对空载的优化比Windows强很多,不用虚拟机的前提下8G内存富裕太多,但开虚拟机就有点捉襟见肘,建议能用Docker解决就尽量不要虚拟机。
⏹ 彩蛋安装教程
为威联通设备安装其他第三方系统相当简单,并且可以轻松恢复成原生的QTS系统。
1️⃣ 流程说明
威联通NAS硬件组成和普通电脑没什么区别,只不过主板上多了个板载EMMC用于存放QTS系统,BIOS也没有屏蔽硬件挂载,所以安装第三方系统的流程和普通电脑没啥区别:
制作系统安装盘→进入BIOS更改引导顺序→执行系统安装流程
为了不水字数,对安装系统感兴趣的新手朋友请移步到更详细的保姆级教程,制作安装盘的流程就不再赘述,推荐使用Ventoy,下面简单提一下重点步骤。
2️⃣ 正常U盘安装
所有第三方系统安装都离不开U盘引导,开机操作前首先需要做的是接键盘鼠标和HDMI线,并插入用于承载第三方系统的硬盘,机械硬盘或者2.5寸固态硬盘都可以。
确认制作好系统安装盘后,接入威联通TS-464C的前面板USB接口,按开机键开机,威联通开机会比较慢,听到嘀一声的蜂鸣器提示后,连续按键盘的F2键进入BIOS配置页面。
进入BIOS后,可以看到,威联通的BIOS界面还是公版,相信经常装系统的朋友就懂了:
第一步,用键盘→键,移动到Save&Exit。
第二步,用键盘↓键,移动到BootOverride这里,找到UEFI开头的Ventoy引导盘,直接回车会开始从U盘引导,名字可能不一样,不是QnapOS开头的那个就是了。
特别说明:如果是想用威联通设备跑黑群晖、PVE、UnRAID等放在U盘上的系统也是一样的操作,这些黑系统目前均有支持i225网卡的版本。
进入Ventoy后选择你需要安装的系统,回车键开始安装流程,先别急着关掉本文。
重点来了,之前说过威联通几乎所有NAS都有一个存放QTS系统的eMMC(相当于一个独立的小固态硬盘),在安装系统的时候可以看到它,看总大小即可判断。我这里是驱动器1,这个eMMC的上分区千万不要删,删除后将无法恢复QTS系统。
之后走正常流程安装即可,另外需要注意的是Windows11我测试了下安装失败,即使关闭TPM验证也无法给硬盘分区,应该是主板BIOS不带CSM验证的问题,所以如果你想要装Windows系统,正常安装Win10就好。
3️⃣ 恢复原生系统
恢复威联通原生的QTS系统就很简单了:
第一种方式,相信很多朋友会拿16G或者32G这种小SATA固态硬盘给威联通装第三方系统,关机把Windows系统所在的那块硬盘拔掉,直接不用这块硬盘即可,这是最简单的方法。
第二种方式,PE盘接威联通,引导进入威联通后拿DiskGenius删掉windows系统所在硬盘上的所有分区后重启开机即可,不然每次都会优先引导进Windows,切记别删成eMMC上的包含QTS的分区。
⏹ 相关案例设备
列一下本次测试使用的设备,内存设计都不一样,比较有代表性。
1️⃣ 笔记本电脑丨华硕无双15
简介:本文案例设备,作为通过EVO认证的本子,无双15使用的i5-12500H作为能耗比相当不错的CPU,12核+16线程+4.5GHz频率可以胜任常规多开任务,自带的80EU核显也能胜任基础剪辑直播和普通网游,内存为板载+SO-DIMM的混合方案。
2️⃣ NAS丨威联通TS-464C
简介:本文案例设备,也是威联通第一批取消SO-DIMM改成板载内存的型号,CPU使用的是N5095,作为NAS性能富裕很多,同时网卡也换成了比8125B或者i213v更好的i225v,根据上文实测数据评估,内存和网口改动是升级。
3️⃣ 迷你主机丨台电玲珑M(准系统)
简介:本文案例设备,N5095双网口的类NUC主机玩法太多了,轻NAS、软路由、HTPC、轻挂机等等,如果不怕炸还可以做AllinOne,性价比在这儿摆着,如果你买的是准系统版本,根据实测上一条8G内存就可以适配CPU,4G*2的双通道更好。
4️⃣ 机械硬盘丨东芝N300
简介:东芝的机械硬盘一直都是以性价比出名,N300作为高端型号用上了自家所有高精尖技术以确保7*24运行的稳定性,7200r+256MB的大缓存也能提供274MB/s的读写速度,对数据存储要求高的朋友推荐入手。
5️⃣ 组网设备丨蒲公英X1
简介:如果是刚入NAS坑的新手,外网访问可以考虑接一台蒲公英X1做SD-WAN组网,相对而言操作难度较小并且国内使用传输也比较稳定,对于没有公网IP/不适合走IPv6访问的用户来说帮助很大。
⏹ 总结
给一拉到底的朋友总结下:
第一,根据本文三台设备的理论+实测比对,板载LPDDR4X的性能确实是比常规DDR4强一些,LPDDR5X和DDR5暂时没有案例实测,我估计也差不多情况。
第二,由于LPDDR-X的稳定性和性能上限比传统DDR强一些,相信接下来一段时间会有更多的笔记本电脑/NAS/迷你主机会选择板载内存方案,笔记本可能是板载+SO-DIMM可拔插混用。
第三,板载内存方案虽然性能和稳定性确实比较强,但是纯板载不支持扩展就需要用户自己评估买什么容量合适,使用定制系统的赛扬系列NAS上8G稳稳够用,使用i5以上酷睿的Windows系统笔记本建议16G起步。
以上就是本次的结果与个人看法,感谢观看,觉得有所帮助记得点赞收藏关注三联。
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1.开头就说了,最近摸得几台设备都改成了板载方案,所以写了这篇科普+横评测试,毕竟如果板载内存成为主流方案的话,再骂也没用,提前了解下也是好的。
2.关于LPDDR性能提升这块,确实有,数据在那儿,低功耗平台提升不算大,最大的好处还是在于稳定性和兼容性,总不能JEDEC和Intel一起配合我“吹”吧,没那么大本事。
3.说我来回测取最大值确实是想多了,都是单次直接测试取的值,华硕笔记本那个IO甚至还算低于平均水平(常规在50000MB/s+),都怕厂商来找我麻烦,希望你们罩着我点。
4.看到前排几个评论多说一句,文中标明实际利用率和我个人的看法,只要不玩虚拟机,所有常规NAS正常8G内存足够,劝人不加钱的时候咋没人说我是水军了?
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