Ryzen CPUの性能を引き出すDDR4メモリの微調整・オーバークロック完全ガイド

AMD Ryzenユーザーの多くは、コンピュータのパフォーマンスを最大限に引き出すために同社のマイクロプロセッサへ投資しています。しかし、Ryzenシリーズの初期状態の性能だけでなく、デバイスのパフォーマンスや最適化には他にもさまざまな要素が関わっていることを知る人は少ありません。テクノロジー愛好家の間で人気の高い手法の一つがCPUのオーバークロックです。クロックと電圧の調整を行うことで、4.2GHz動作のRyzen 9 3900Xを、製造時のポテンシャルである4.6GHzまで引き上げることが可能です。ただし、この手法を活かすには、それを支える十分に高速なメモリが必要です。多くのCPUオーバークロッカーが見落としがちなのが、高性能なプロセッサの潜在能力が、RAMの低い性能によって制限されてしまうという点です。したがって、あらゆるパフォーマンス向上において、RAMの微調整は高速かつ安定したPC環境を実現するために不可欠だといえます。

DDR4メモリのオーバークロックが必要な理由

まず、メモリモジュール(ここではDDR4 RAM)のオーバークロックが、単なるメリット以上に必要となり得る理由を整理しておきましょう。

1. 初期設定は公称速度より控えめ
DDR4 RAMは他の多くのメモリモジュールと同様、パッケージに記載された速度で必ずしも動作するとは限りません。メーカーの初期設定は往々にして保守的になっており、基本設定を超える性能を引き出すには、クロックレートと供給電圧を調整する必要があります。

2. CPUオーバークロックとの整合性
すでにCPUのオーバークロックを行い、ベースクロックも調整済みの場合は、RAM側の設定にも入り込み、周波数値を調整して、新しいプロセッサのベースクロックと適切に同期させ、より安定したシステムを構築する必要があります。

3. 高負荷用途での潜在能力解放
ゲーマーや、シミュレーション、仮想エンジン、グラフィックス負荷の高いゲームなど、CPUに高負荷な作業を行うユーザーにとって、DDR4 RAMのオーバークロックは新たな可能性の扉を開きます。プロセッサとシステムの能力は、システムメモリの速度と利用効率に直接結びついているからです。

追加コストゼロで実現できる性能向上

DDR4 RAMのオーバークロックは一切費用がかからず、追加の冷却装置への投資も不要です。適度なRAMのオーバークロックは、システムを過熱させることも、補助的なハードウェアを必要とすることもなく、大幅なパフォーマンス向上をもたらします。これらの理由を踏まえれば、すでに支払ったメモリモジュールの性能を最大限に引き出さない手はありません。

調整の基本：ベースクロック・倍率・タイミング

Ryzenプロセッサのオーバークロックと同様に、DDR4 RAMのオーバークロックも、ベースクロック、クロック倍率、タイミングパラメータの調整によって行います。クロックの変更に伴い、DDR4 RAMへの供給電圧の変更が必要になる場合があります。具体的には、CPU内蔵メモリコントローラ用の電圧(VTT)、リファレンス電圧、内蔵メモリコントローラに供給されるノースブリッジ電圧(VDDNB)などの調整が挙げられます。まずはDRAM電圧とIMC電圧を調整するところから始めるだけで、オーバークロック作業を進められます。これらのパラメータは同時に変更していく必要があり、どの変更が有効だったのかを記録しておくためにも、ペンと紙を手元に置いておくと便利です。

作業を始める前に、Ryzenプロセッサ向けに新しいメモリの購入を検討している方は、RyzenシリーズCPUにおすすめのDDR4モジュールをチェックしてみてください。

準備と初期値の把握

調整を行うには、デバイスに導入済みのメーカー製ソフトウェアか、マザーボードのファームウェア(BIOS/UEFI)を使ってチューニングを行うことになります。

活用したいソフトウェアとしては、システムの現在設定値を確認できる「CPU-Z」、大規模なストレステストを実施できる「Memtest86+」(Intel Extreme Memoryツールも代用可)、そして実際に常用する予定のアプリケーションで最終的なストレステストを行い、チューニングの効果を測定するという組み合わせがおすすめです。

CPU-Zでは、メモリの周波数、倍率、レイテンシ(CL)、RAS#からCAS#までの遅延(tRCD)、RAS#プリチャージ(tRP)、サイクルタイム(tRAS)、行リフレッシュサイクルタイム(tRFC)、コマンドレート(CR)などを一目で確認できます。実際の操作はマザーボードに直接アクセスして行いますが、CPU-Zで基本値を把握しておくことで、DDR4 RAMがカタログスペックからどれほど乖離しているかを測る指標になります。

オーバークロックの手順

作業を始める前に注意点があります。推奨レベルを超えて電圧を上げると、DDR4 RAMを破損させる恐れがあります。調整は必ず小刻みに行い、次のステップに進む前に必ずシステムが安定していることを確認してください。

STEP 1:現状の把握
まず、CPU-Zを使ってDDR4 RAMの現在の設定値を記録します。次に、前述のストレステストソフトでシステムの安定性を測定しましょう。その上で、システムがどのパラメータで動作していたかをメモしておきます。これは、うまく調整できなかった場合に元へ戻すための重要な情報です。

STEP 2:XMPの適用
続いて、マザーボードのファームウェアまたはメーカー提供のソフトウェアで、メモリ倍率を最大値に設定します。システムのBIOSに入り、オーバークロック関連の値を調整できるページを探してください。ページ名はシステムによって異なります。オーバークロックチューナーのページには、自動オーバークロック、XMPキャリブレーションの実行、DDR4 RAMの手動オーバークロックといった選択肢があるはずです。まず自動機能を試してパフォーマンスの変化を確認し、システムが安定していてさらに追求したい場合は、Extreme Memory Profile(XMP)を適用します。これにより、通常はカタログ公称値まで引き上げられます。システムを起動してストレステストを実行し、再び安定していれば、手動調整に進む準備が整いました。XMP適用後のシステム値をCPU-Zで確認してメモしておきましょう。何か問題が起きたときに戻るべき基準点となります。

STEP 3:ベースクロックの調整
BIOSセットアップで許容される最大のメモリ倍率を設定します。Memtest86+、Super Pi 32M、Intel Extreme Memoryツールなどでストレステストを行い、システムが安定していることを確認します。安定したら、10〜20MHz程度の小幅な増加でベースクロック周波数を上げていきます。各段階ごとにストレンテストを実行し、安定性を確かめてください。なお、すでにCPUのオーバークロックでベースクロックを調整済みの場合は、メモリのオーバークロック時に再度調整しないでください。不安定になった場合は、ベースクロックを少し下げる、最初に最大化したメモリ倍率を下げる、または(CPUをまだ最適化していないのであれば)CPU倍率を上げることで、より安定した状態に近づけられます。

STEP 4:電圧の微調整
メモリのベースクロックを調整するのに合わせて、VTT電圧も調整する必要があります。また、DRAM電圧を0.01V刻みで調整してみて、メモリモジュールのパフォーマンスに影響があるかを確認するのもよいでしょう。値を一つ変更するたびに、必ずストレステストを実行することを忘れないでください。

STEP 5:タイミングの調整
次に、主要なメモリタイミングを変更して、ベースクロックや倍率を上げた状態でもメモリ速度が恩恵を受け、安定動作するかを試します。この段階でレイテンシを緩める(数値を大きくする)のも有効です。一般的には、DDR4 RAMのパフォーマンス向上には主要タイミングを引き締める(数値を小さくする)必要がありますが、使用しているプロセッサやそのオーバークロック状況によっては、逆に数値を緩めたほうが良い結果が出るケースもあります。そのため、引き締める前にまず緩めて試してみることをおすすめします。

STEP 6:停止ラインの判断
DDR4 RAMには明確な周波数の上限がないため、DRAMの安全電圧の上限かベースクロックの上限に達した時点で作業を止めるのが賢明です。メモリモジュールへの熱的・過電圧によるダメージには十分注意してください。最悪の場合、システムが起動しなくなり、電源が切れているため、どの電圧が物理的な損傷を引き起こしたのかを確認することすらできません。DDR4 RAMのオーバークロックには細心の注意を払い、すべての調整を小刻みに行い、その都度入念なストレステストを実施して、システムが完全に安定してから次のステップへ進みましょう。

まとめ

メモリのオーバークロックは、プロセッサのオーバークロック後であっても、CPUの潜在能力をさらに引き出す助けになります。さらに、DDR4 RAMがカタログ通りの速度で動作していないことを考えれば、支払った対価に見合う価値を得るために、オーバークロックを検討する価値は十分にあります。ただし、オーバークロックはリスクを伴う作業であり、少しずつの調整と繰り返しのストレステストの重要性は、いくら強調してもし足りません。RAMのオーバークロックにはアクティブクーラーが不要だと述べましたが、一般的な範囲を大きく超えてDDR4 RAMを追い込む場合は、クーラーの取り付けが必要になることがあります。激しいオーバークロックはメモリモジュールを著しく発熱させるからです。ただし、それは極端なオーバークロックを行った場合に限られる話で、通常のケースでは必要ありません。