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Intel Z87平台内存调试心得

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royalk 发表于 2013-7-24 16:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:28434|回复数:131
前言

Haswell平台已经发布有快两个月了,虽然高发热、性能提升小、价格高,加上芯片组有bug等问题让大家对HSW大失所望,很多用户选择观望,但我不得不说HSW有一个很大的提升就是内存超频能力。回忆一下DDR3超频内存的发展历程,我们发现,Nehalem时代我们一般内存跑上DDR3-2000以上就是很强了,SNB时代我们便当DDR3-2133,IVB变数比较大,因为内存控制器体质差异很大,一些不带K的CPU或者E3-1230V2甚至2133都跑不上,而带K的用户跑2400-2666的都有,甚至有用户能跑DDR3-2800日常使用,普遍集中在2133-2400之间。那么到了HSW,内存控制器(IMC)已经基本不构成瓶颈,就算是E3-1230V3和i5-4430都有人跑上了DDR3-3000以上,加上现在可以选择的颗粒已经少了许多,超频内存的选择似乎就变得容易了。这里我就几个比较常见又好超频的颗粒在HSW平台上分享一下调试心得。

首先简单做一下市场分析。我们认为,DDR3内存目前已经走到后期,加上行业洗牌导致颗粒制造商的减少,基本上DRAM已经被SK Hynix和Samsung两个韩国企业垄断,而美光收购了尔必达的生产线,紧随其后,再加上市场上的一些存量PSC、南亚、尔必达等颗粒,已经只能在低端产品上看见。各产品线已经趋于稳定,只是价格会随着行情变化,例如今年年初开始内存价格就大幅上涨,直到现在也还未停止涨势,短期内想回到去年白菜价的行情已经不可能了。所以一个季度之前我们做的内存导购帖,目前依然适用。

经过大半年,集邦DXI指数已经从去年年底最低的3000点以下涨到最高的5200点以上,现在依然维持在5125点。


Haswell平台内存超频要点综述(一)

首先我们明确几个大家公认的观点,如果你不接受或者认为对你没用,就可以不用浪费时间和精力往下看了,PCEVA还有很多其它的精彩文章等着你去看。
1. 内存超频目标:我们日常使用的最大目标内存频率。由于IMC的进步,玩家们对内存频率的追求自然越来越高,SNB时代为2133,IVB时代2133到2666,HSW时代为2400到2933。
2. 要频率还是要时序:优先频率,第一时序次之,越高频时序越不重要。但要优先保证第三时序不能太渣,下边会提到第三时序。
3. 超频内存的作用:大多数时候内存对整体性能影响不大,仅在一些大规模浮点运算,例如压缩、转码、渲染,和对内存延迟敏感的计算,例如SuperPI中影响较大。但作为DIY玩家,内存超频是一项很有可玩性的挑战。
4. 我们说长期使用的内存安全电压不建议超过1.65V,但这是个很保守的建议。你爱用1.7V、1.75V也挂不了,但万一你中500万彩票的运气来了,挂掉了,我可不管。
5. 内存马甲到底有无必要:如不是为了美观则没必要,最多加个普条高度的马甲匀一下发热量。你摸着烫手也就50度,烫不死内存颗粒的。这年头内存过热烧坏的可能性很低,大多数时候是电压过高击穿,发生的概率极小,所以卖内存的才敢终身质保。(当然烧毁有外观损伤的可能不在保修之列)
6. 好周期、纯血混血颗粒到底对体质有多大影响:有影响,但千万不可迷信。目前内存模组厂都会跟DRAM制造厂进一大堆颗粒来筛选,体质最好的内存都是用仪器挑出来的,挑剩的颗粒自然会标到比较平民化的型号上,但也不代表它们没有超频能力。你没那条件或者金钱就不要想拿到那样的顶级体质内存,买个普通内存日常使用无需纠结那么多,能买到所谓的好周期、纯血,当然是更好的,但这些都不属于特挑,只是踩雷的几率小一些而已。

再讲一下HSW的IMC。HSW的IMC电压还是System Agent电压,由于HSW集成了FIVR,SA电压只能用Offset方式加压,一般风冷跑到DDR3-3000这样都是不用加的,而HSW的IMC频率支持极限通常在DDR3-3400以上,所以大家不用担心IMC体质差,随便抓一颗CPU都足够你发挥内存频率的了。另外,HSW对CL12以上、单条8GB内存和四条内存一起插满的支持度有了比较大的提升,一切为了大容量和高频率,虽然HSW的核心不怎么样,但内存控制器中一般人看不见的进步还是很多的。

下面开始讲时序。首先我们超频内存的基本原则:依照颗粒特性设置频率、时序依然没变,这可以帮助你决定影响最大的第一时序,即CL-tRCD-tRP-tRAS这四个,许多用户设置到这一步基本就可以顺利跑上2133甚至2400,BIOS好或者有XMP的帮助,2666以上都是可以的。在HSW平台上,大多数颗粒在SNB、IVB上跑什么时序还跑什么时序,例如Hynix CFR颗粒,在SNB、IVB上跑2133 9-11-10-28,在HSW上还是一样的。

第二时序有时候会影响你超频,尤其注意tRRD和tRFC这两个时序,其它的则一般不影响。一般来说,第二时序可对照下图中的文字说明来设置,不同品牌主板BIOS会有不一样,但时序的名字基本不会变。


以下是技嘉主板的BIOS第一、第二时序设置画面。顺便提以下,tCKE本该属于第二时序,但却在第三时序的最下边。


Haswell平台内存超频要点综述(二)

对于第三时序,在SNB之前并未引起注意,因为2133以下的频率第三时序影响并不大。但在IVB时代,我们跑高频的时候已经发现了3rd timing(第三时序)对性能的影响,尤其是tRRSR和tWWSR(又叫tRDRD和tWRWR)这两个时序对内存带宽的影响非常大,最小值设为4个周期,每加1个周期,内存读写性能就会掉非常非常多,就算你把频率提上去了也得不到性能提升。所以在保证性能的同时,我们尽可能把这两个时序设为4。到了HSW平台,也是一样的。

另外,HSW平台的第三时序比IVB还多,而且我们发现就是那几个字母的组合,很容易混淆。其中RD代表Read,WR代表Write,小写的dr代表different rank,小写的dd代表different DIMM;老版本的BIOS中用R代表RD,W代表WR,SR代表single rank,DR、DD也都是大写。所以老版本中的tRRSR和新版本中的tRDRD是一回事,老版本中的tRRDD和新版本中的tRDRD_dd是一回事。具体含义大家没必要搞懂,我也不费篇幅介绍了。

下图是技嘉主板BIOS的第三时序设置画面:


其中,tWRWR下边的先不管,基本可以无脑设为1T,tCKE本该属于第二时序,上边已经介绍过。那么还剩下12个,是我们说的第三时序,我们可以把这些第三时序归为三类,以方便记忆。

第一类,最重要的tRDRD和tWRWR。上边说了,这两个时序对内存的带宽有非常巨大的影响,最小是4T最大是7T,每提升一个周期大约会掉10%-15%的内存带宽。许多厂商的BIOS把这两个时序设得比较保守,于是就出现了我们看到的不同主板跑在同一频率和时序,效能差别很大的问题。一般来说,tWRWR全程可以跑4T,而tRDRD在内存频率跑在2600到2666以下可以跑4T,2666以上则可能需要跑5,视内存体质而定。下面我记录一些数据,给大家看看tRDRD和tWRWR对内存带宽影响有多大,如果你发现你的AIDA64测试数据不正常,请先检查这两个时序设对没有。


第二类,上图中有四个达到9以上的。其中三个是tRDWR、tRDWR_dr和tRDWR_dd,这三个时序对效能影响不大也不小,一般2400-2800这段频率都设置在10-12,2133以下可使用BIOS Auto。另外还有一个最大的tWRRD,一般在2400以下可设16,2666以上需要设到20,对性能影响不大。

第三类,除了上边提到的之外剩下其它的六个。这当中除了tRDRD_dr和tWRWR_dr之外,其它四个都可以设为1T,但我们发现设为4T效能最好,不过影响其实都非常非常小。而tRDRD_dr一般设为5T不用动,tWRWR_dr大多数时候可设为4T,单条8G的跑高频(2666以上)可能要设为8T。

PSC A3G颗粒:低延迟,小容量

PSC(力晶)颗粒风靡了整个DDR3时代。从最开始活在Elpida Hyper颗粒阴影下被人看不上,到后来的高频低延迟神颗粒,随着内存频率的提高,体质差异大、兼容性较差的Elpida Hyper颗粒渐渐淡出视野,Elpida BBSE和PSC颗粒逐渐被人追捧。而PSC颗粒相比BBSE更容易买到,因此普及化程度也更高。PSC颗粒在DDR3-2133时可运行7-10-7-28的时序,DDR3-2400只要把TRCD放到11即可。

PSC颗粒只有ETT颗粒,没有打上PSC的标,但从下图中唯一一行字,也就是A3G-A结尾可识别出是PSC颗粒。除了A3G-A之外,还有A3G-U、A3G-P、A3G-W等结尾,都是PSC的单颗128MB颗粒。而B3G、C3G则分别为256MB、512MB的颗粒,它们的超频能力都不好。


但是,PSC颗粒有WCL bug,也就是CL比WCL低的时候效能会非常差,到了HSW上,CL比WCL低似乎是点不亮的,所以在跑DDR3-2400时,除非狠加压,否则WCL很难跑到或者6,所以我们通常选择跑CL8,WCL跑7,这样在1.65-1.7V左右即可稳定。所以PSC颗粒比较理想的日常使用设定,在HSW平台上的第一时序是:8-11-7-28,频率为DDR3-2400,第二时序也可以收得比较紧,这是PSC颗粒的进阶特性。


第三时序参考设定:


CPU超频到4.5G时的SuperPI 32M和AIDA64成绩:


进一步加电压到1.93V,WCL可以跑到6,同时也可以跑CL7,SuperPI 32M成绩又有接近1秒的提升。有人说,我在IVB上1.65V就可以跑7-11-7-28 2400了,我说你那是WCL跑8的,受WCL bug影响,效能还不如CL8,你跑CL8看看是不是电压更高?


小结:PSC颗粒的特点是延迟低,非常适合跑SuperPI 32M这类对延迟敏感的计算,但两条内存加起来也只有4GB的容量,对现在来说是少了点,所以PSC颗粒虽然一直很出彩,但很多玩家都仅是收藏着一对,拿来日常使用的并不多。

Hynix CFR:较容易买到,中高频日常选择

现在市面上采用Hynix CFR颗粒的内存还是比较多的,除了普条能买到之外,一些主流高频型号,例如前阵子我们一直推荐的G.Skill F3-17000CL11D-8GBXL就是采用Hynix CFR颗粒,另外海盗船复仇者部分Ver5.12、金士顿的HyperX DDR3-1600 LV、宇瞻盔甲武士DDR3-2133、芝奇的狙击手DDR3-1866等的单条4G或4GBx2套装内存,都有采用Hynix CFR颗粒。

Hynix CFR颗粒的识别特征:第二行编号为H5TQ2G83CFR,下边H9C、PBC都无所谓,标注的频率不一样而已,前者为1333 CL9,后者为1600 CL11。


Hynix颗粒上高频比较容易,而且兼容性较好,四条一起插也很少见出现兼容问题或者超频能力大打折扣的。

对普通体质的Hynix颗粒,我们推荐使用设置:
DDR3-2133 9-11-10-28 1.6-1.65V
DDR3-2400 10-12-11-28 1.65-1.7V
DDR3-2666 11-13-13-30 1.65-1.75V
DDR3-2800 11-14-14-35 1.7-1.8V

以下是Hynix CFR超频到DDR3-2800和2933的时序设置:第二时序不会太好,但总比那些XMP好多了。基本上tRRD在2666-2933都可以跑6,tWTR和tRTP在2933时设为7可在一定程度上帮助稳定。


第三时序:tRDRD设为5,tRDWR的三组适当放宽至12-12-11,tWRRD设为20,其它可保持4。Hynix CFR颗粒大约在DDR3-2600这样tRDRD就要设为5了。


DDR3-2933 11-14-14-35的AIDA64内存带宽测试,并通过SuperPI 32M,时间为6分49秒296,比PSC颗粒稍微快一点点。不过这个时候电压比较高了,达到1.83V。


进一步提升频率到DDR3-3000,电压1.86V,不过由于TREFI我手动设成7936,所以成绩没2933的时候快。


DDR3-3000时的AIDA64内存带宽:


小结:Hynix CFR属于兼容性好,能屈能伸的那个类型。首先它是4x4GB的首选颗粒,在绝大多数主板上插满四条都不会明显影响超频,体质好的Hynix CFR更是可以在HSW平台上跑四根一起DDR3-3000以上。其次,Hynix CFR颗粒在电压不是很高的时候就能跑到很高的频率,使得2666、2800甚至2933日常使用都成为可能,加上可选择的产品很多,所以对于日常使用超频的用户而言,我首推Hynix CFR颗粒。但它也有个缺点,那就是时序不怎么好看,上高频的代价就是放宽时序,例如2800就要走11-14-14的时序了。

三星Rev.D(30nm):单条4GB跑效能首选

三星30nm颗粒在前段时间被热炒过无数次,从最开始的金条到后来的黑条,商家使用各种包超手段来吸引消费者。但是如今金条已经停产,黑条体质越来越差,好的三星颗粒都被超频内存模组厂例如海盗船、芝奇、Team、金士顿等拿去做高端型号了,我们看到很多标称DDR3-2666 CL10的高端内存,它们实际上都是采用三星颗粒。

三星Rev.D颗粒(30nm)的识别特征:第二行编号为K4B2G0846D,右上角有可能是HCH9、HYK0、HCK0,都无所谓,标称的速度不同而已。有些人说这些标称不同会导致超频能力表现有所不同,有一定道理,毕竟标的高的颗粒可能是经过筛选比较好的,但这也只是超频实战得到的结果,却没有官方的直接证据。


普通的三星颗粒体质差异是比较大的,许多用户只知道走2133 9-10-10 1.5V的便当时序,但是,体质好的三星颗粒,其实有很大的潜力可挖掘。在HSW平台上,我们推荐使用如下设定:
DDR3-2133 9-10-10-24 1.45-1.55V
DDR3-2400 10-11-11-24 1.5-1.6V
DDR3-2400 9-11-11-24 1.65-1.7V
DDR3-2666 10-12-12-28 1.65-1.7V
DDR3-2800 10-12-12-28 1.7-1.8V
DDR3-2800 11-13-13-28 1.65-1.7V

我们看到三星颗粒的推荐设置非常多,可玩性还是很多的,在HSW上如果你还继续便当2133那就太埋没三星颗粒的实力了。下面看风冷状态下优化到极致效能的BIOS设置。首先是DDR3-2800,第一时序设为10-12-12-18,三星颗粒tRAS设低之后SuperPI的成绩会提升,如果你的三星颗粒体质比较好,而且你舍得加电压,加压到2V左右甚至可以走2800CL9。第二时序,tRRD和tRTP可设为3,tWCL设为7,tFAW设为16,tRFC设为120。


第三时序,跟Hynix CFR差不多,tWRRD可设为18,tWRRD_dr/dd设为3效能会最佳。


超频到DDR3-2933,保持CL10不变,tRCD和tRP从12放到13,如果体质好可保持12,tRAS放到21,体质好可保持18。其他均可保持2800时的设定。


第三时序,可保持DDR3-2800时的设定。


按上边BIOS设定优化第二时序之后,SuperPI 32M跑到6分47秒655,超过PSC颗粒的表现。


进一步提升频率到DDR3-2933,虽然第一时序有所放宽,但SuperPI 32M成绩还略微有所提升,达到6分47秒593。


小结:三星Rev.D颗粒效能无疑是单条4G颗粒中的冠军,虽然时序表现不像PSC那么惊艳,但凭借着高频在风冷下能表现出很高的效能。当然,在液氮下,BBSE和PSC可以跑到2666 CL5、CL6这样很变态的时序,又会超越三星重新拿回头把交椅。不过,三星rev.D颗粒四条一起插的时候对体质要求很高,如果有一条体质不好,那么超频能力将会大打折扣。另外,目前市场上三星颗粒体质参差不齐、高端内存天价的状况,也在阻碍玩家选择产品。

Hynix MFR:大容量日常使用首选

Hynix MFR颗粒是单颗512MB的颗粒,也就是可以组成单条8GB的容量。目前Hynix和三星在单颗512MB颗粒中的形势各不相同,其中三星的颗粒比较多,已经到Rev.D了,目前Rev.B的体质还可以,但不方便上高频,基本上IVB就能发挥它的全部潜力,Rev.C则不太行,Rev.D还是未知。而Hynix目前只有MFR和AFR两个颗粒,其中MFR占据市场份额的绝大多数,而且AFR体质还不如MFR,我们就姑且先谈MFR。

Hynix MFR颗粒的识别特征:第二排编号为H5TQ4G83MFR,颗粒封装比较大。


Hynix MFR颗粒体质差异也比较大,并且在提升频率至接近极限时稳定性界限模糊,表现为放大TRFC就能提升一点点稳定性,但要损失很多性能。所以,推荐大家摸到自己的MFR颗粒的极限频率之后,降低1-2个分频(也就是2933过PI32M的降到2666,3000过PI32M的降到2800),跑memtest就比较容易了。

在HSW平台上,MFR颗粒的超频能力比IVB好不少,尤其是对高频的稳定性有了不小的提升,在DDR3-2666时tRFC设为256就可以了。我们推荐的MFR颗粒日常使用设定如下:
DDR3-2133 9-11-11-24 1.6-1.65V
DDR3-2400 10-12-12-28 1.65-1.7V
DDR3-2666 11-13-13-30 1.65-1.7V
DDR3-2800 12-14-14-35 1.65-1.75V

Hynix MFR颗粒和三星的情况有点类似,好的颗粒都拿去做超频内存了,卖出天价,目前单条8GB或者8GBx2套装中最顶级的型号都是使用Hynix MFR颗粒的。剩下的中端采用Hynix MFR颗粒的内存,体质都不是最好的,但也基本能跑到2666这一档。由于大号三星(就是三星Rev.B)的出货量不是很大,目前除了Team LV-2133、芝奇F3-2400C10D-16GTX和海盗船白金灯条的一些Ver 4.13型号之外,大部分单条8G在2133以上频率的都是Hynix MFR颗粒。

先看BIOS设置:以下是超频到DDR3-2933的设置。第一时序没什么好说了,第二时序由于是单条8GB的内存,单颗512MB的颗粒,TRFC要比较大,其它跟CFR颗粒设置基本一样。我们做个极致优化,同样是tRRD、tRTP和tCKE都跑3,tFAW跑16。


第三时序有个不一样的地方,就是tWRWR_dr要跑8而不是4,其它都一样。


DDR3-2933跑SuperPI 32M,电压1.8V。虽然第二时序已经优化了,但成绩并不是很好,达到6分51秒767,原因是tRFC太大。


DDR3-3000就不能那么容易通过SuperPI 32M了,把第三时序放到非常渣的程度才勉强通过,这时候使用时间达到7分钟以上,并且可以从AIDA64带宽测试中看出效能比上图中大幅下降,基本和DDR3-1866一个水平。


1.65V DDR3-2666 11-13-13-30,第二时序效能优化,可轻易通过memtest:


小结:我们看到Hynix MFR颗粒在延迟方面表现并不是很好,但在跑DDR3-2666时我们手上这套内存依然可以跑tRDRD=4,这样AIDA64内存读取速度就能达到40000MB/s以上,对一些大规模浮点运算,例如渲染类,高内存带宽对性能提升是有一定帮助的。但不管怎么说,以不是很高的电压跑稳DDR3-2666,并且两条就能组16GB的容量,四条兼容性还算不错的颗粒来说,日常使用的需求它都满足了。

结语

上边我们分别测试了四种主流内存颗粒在HSW平台上的表现,首先我们做个成绩汇总,取每个颗粒的最好成绩。

SuperPI 32M,在HSW平台上风冷是三星颗粒最快,但是在液氮下,PSC颗粒肯定会反超,并且BBSE颗粒会比PSC更快。


AIDA64内存带宽,频率最高的HY CFR自然快。HY MFR和三星都跑2933,自然是三星延迟更低的更快一点。


另外在最后教给大家一个跑SuperPI 32M的小技巧,那就是CPU每个核心速度不一样,不仅是HSW,其它架构的CPU也是一样的。首先,SuperPI 32M想取得好的成绩,首先要使用WinXP、2003系统,并做很多优化,优化方法每个超频玩家都自己有一套心得,并且是对外保密的。这里我不是为了破世界纪录,就直接用Win7跑,简单优化一下系统能跑得更快。
1、在BIOS里关闭CPU超线程、关闭声卡、网卡、USB3.0、串口等,以及节能、虚拟化;
2、用诊断模式启动系统;
3、把主题设为Windows经典;
4、把系统进程的核心相关性去掉一个核心;
5、打开SuperPI,把它的进程相关性设为刚才去掉的那个核心;
6、把SuperPI进程优先级设为实时。

首先,我们看一下分别指定核心0/1/2/3跑SuperPI,其它核心跑系统进程,四个核心的成绩对比。由于版面关系,我只上最快的那张图。


四个核心的成绩数据对比:


我们看到,我这颗CPU是第二个核心(核心1)速度最快,比其它三个核心快了0.5-1秒。根据一些玩家的经验,似乎大多数CPU都是这样的,但也有少数CPU例外。所以,建议大家可每个核心单独试验。

总的来说,HSW CPU对内存超频的限制已经彻底解放,当内存控制器不再构成瓶颈,对大容量内存支持更好时,限制超频的因素自然也就落在内存本身上。鉴于当今内存模组厂对内存颗粒筛选机制越来越严格,想要捡漏基本已经不可能了,所以,建议大家保持一颗平常心,自己没有条件特挑或者不愿意砸钱买特挑内存,就要学会知足,一套能满足日常超频使用的好内存就足够了。

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参与人数 3活跃度 +15 收起 理由
kl12345 + 5 收藏~~~~
陈佳鑫陈帆 + 5 R大如同神一般的存在了
einstein86 + 5 赶紧加分……收藏学习了。

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900698 发表于 2013-7-24 16:11 | 显示全部楼层
先占位 再仔细拜读~~~
大D来了 发表于 2013-7-24 16:13 | 显示全部楼层
前排占位
einstein86 发表于 2013-7-24 16:14 | 显示全部楼层
这文章太棒了,继续学习了。
大D来了 发表于 2013-7-24 16:21 | 显示全部楼层
主要是跑32M的调试心得给力= =
龙抬头 发表于 2013-7-24 16:26 | 显示全部楼层
好文章啊,拜读中,顶!顶!顶!
libossking 发表于 2013-7-24 16:28 | 显示全部楼层
-3- 超内存没什么意义了,打游戏基本没差别,还是显卡CPU超频实在
sohueasy 发表于 2013-7-24 16:29 | 显示全部楼层
mark。以后得端着笔记本一边配置一边看此文了
seeya 发表于 2013-7-24 16:30 | 显示全部楼层
MARK一记 慢慢学习
wanfeng304 发表于 2013-7-24 16:50 | 显示全部楼层
这么好的技术文章,当然是要收藏的
哇噻噻 发表于 2013-7-24 16:50 | 显示全部楼层
好好学习,,,R爷辛苦
rivaldokfc 发表于 2013-7-24 18:52 | 显示全部楼层
这篇东西工作量简直就是巨大,收下仔细拜读。
ahqicn 发表于 2013-7-24 18:59 | 显示全部楼层
非常好的文章,受益良多,辛苦了
固特异轮胎 发表于 2013-7-24 19:40 | 显示全部楼层
知足常乐啊
jiayiming 发表于 2013-7-24 19:57 | 显示全部楼层
@royalk    一般来说2200+tRFC超高和2133+RFC稍低哪个性能好?  电压差不多情况下?  我签名里那内存自动tRFC有303  是不是很影响性能?
optec 发表于 2013-7-24 21:00 | 显示全部楼层
好文章,慢慢看。
michelelee 发表于 2013-7-24 21:27 | 显示全部楼层
太复杂了,MARK下,以后方便学习~~
liuwen0421 发表于 2013-7-24 21:28 | 显示全部楼层
好文,涨知识了,R大辛苦。
xiaohuixp 发表于 2013-7-24 22:58 | 显示全部楼层
R大辛苦了 好好学习!
61x7 发表于 2013-7-24 23:01 | 显示全部楼层
这帖子太好了


不过没有细说美光颗粒
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