Arquitectura de memoria multicanal
En los campos de la electrónica digital y el hardware informático, la arquitectura de memoria multicanal es una tecnología que aumenta la tasa de transferencia de datos entre la memoria DRAM y el controlador de memoria al agregar más canales de comunicación entre ellos. Teóricamente, esto multiplica la tasa de datos exactamente por el número de canales presentes. La memoria de doble canal emplea dos canales. La técnica se remonta a la década de 1960 y se utilizó en IBM System/360 Model 91 y en CDC 6600.[1]
Los procesadores modernos de escritorio y estaciones de trabajo de gama alta, como la serie AMD Ryzen Threadripper y la línea Intel Core i9 Extreme Edition, admiten memoria de cuatro canales. Los procesadores de servidor de la serie AMD Epyc y las plataformas Intel Xeon brindan soporte al ancho de banda de la memoria desde el diseño del módulo de cuatro canales hasta el diseño de ocho canales.[2] En marzo de 2010, AMD lanzó los procesadores de la serie Socket G34 y Magny-Cours Opteron 6100[3] con soporte para memoria de cuatro canales. En 2006, Intel lanzó conjuntos de chips compatibles con memoria de cuatro canales para su plataforma LGA771[4] y más tarde en 2011 para su plataforma LGA2011.[5] Se diseñaron conjuntos de chips de microcomputadoras con aún más canales; por ejemplo, el conjunto de chips de AlphaStation 600 (1995) admite memoria de ocho canales, pero la placa posterior de la máquina limita el funcionamiento a cuatro canales.[6]
Arquitectura de doble canal
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Los controladores de memoria habilitados para dos canales en una arquitectura de sistema de PC utilizan dos canales de datos de 64 bits. El canal dual no debe confundirse con la velocidad de datos doble (DDR), en la que el intercambio de datos ocurre dos veces por reloj DRAM. Las dos tecnologías son independientes entre sí, y muchas placas base usan ambas al usar memoria DDR en una configuración de dos canales.
Operación
[editar]La arquitectura de dos canales requiere una placa base compatible con dos canales y dos o más módulos de memoria DDR, DDR2, DDR3, DDR4 o DDR5. Los módulos de memoria se instalan en bancos coincidentes, cada uno de los cuales pertenece a un canal diferente. El manual de la placa base proporcionará una explicación de cómo instalar la memoria para esa unidad en particular. Por lo general, se puede colocar un par de módulos de memoria emparejados en el primer banco de cada canal y un par de módulos de diferente capacidad en el segundo banco.[7] Los módulos clasificados a diferentes velocidades se pueden ejecutar en modo de doble canal, aunque la placa base ejecutará todos los módulos de memoria a la velocidad del módulo más lento. Sin embargo, algunas placas base tienen problemas de compatibilidad con ciertas marcas o modelos de memoria cuando intentan usarlas en modo de doble canal. Por esta razón, generalmente se recomienda utilizar pares idénticos de módulos de memoria, razón por la cual la mayoría de los fabricantes de memoria ahora venden "kits" de DIMM de pares coincidentes. Varios fabricantes de placas base solo admiten configuraciones en las que se utiliza un "par coincidente" de módulos. Un par coincidente debe coincidir en:
- Capacidad (por ejemplo, 1024 MB). Ciertos conjuntos de chips Intel admiten chips de diferentes capacidades en lo que denominan Modo Flex: la capacidad que se puede igualar se ejecuta en dos canales, mientras que el resto se ejecuta en un solo canal.
- Velocidad (por ejemplo PC5300). Si la velocidad no es la misma, se utilizará la velocidad más baja de los dos módulos. Asimismo, se aprovechará la mayor latencia de los dos módulos.
- Misma latencia CAS (CL) o luz estroboscópica de dirección de columna.
- Número de fichas y lados (por ejemplo, dos lados con cuatro fichas en cada lado).
- Tamaño coincidente de filas y columnas.
La arquitectura de doble canal es una tecnología implementada en las placas base por el fabricante de la placa base y no se aplica a los módulos de memoria. Teóricamente, cualquier par de módulos de memoria combinados se puede usar en una operación de canal único o doble, siempre que la placa base admita esta arquitectura.
Rendimiento
[editar]Teóricamente, las configuraciones de doble canal duplican el ancho de banda de la memoria en comparación con las configuraciones de un solo canal. Esto no debe confundirse con la memoria de doble velocidad de datos (DDR), que duplica el uso del bus DRAM mediante la transferencia de datos tanto en los flancos ascendentes como descendentes de las señales de reloj del bus de memoria.
Una evaluación comparativa realizada por TweakTown, utilizando SiSoftware Sandra, midió un aumento de alrededor del 70 % en el rendimiento de una configuración de cuatro canales, en comparación con una configuración de dos canales.[8] : p. 5 Otras pruebas realizadas por TweakTown sobre el mismo tema no mostraron diferencias significativas en el rendimiento, lo que llevó a la conclusión de que no todo el software de referencia está a la altura de la tarea de explotar el mayor paralelismo que ofrecen las configuraciones de memoria multicanal.[8] : p. 6
En grupo contra no en grupo
[editar]El canal dual se concibió originalmente como una forma de maximizar el rendimiento de la memoria mediante la combinación de dos buses de 64 bits en un solo bus de 128 bits. Esto se denomina retrospectivamente el modo "agrupado". Sin embargo, debido a las deslucidas ganancias de rendimiento en las aplicaciones de consumo,[9] las implementaciones más modernas de doble canal utilizan el modo "no modificado" de forma predeterminada, que mantiene dos buses de memoria de 64 bits pero permite el acceso independiente a cada canal, en apoyo de subprocesos múltiples con procesadores multinúcleo.[10][11]
La diferencia entre "agrupado" y "no agrupado" también podría concebirse como una analogía con la forma en que funciona RAID 0, en comparación con JBOD.[12] Con RAID 0 (que es análogo al modo "agrupado"), depende de la capa lógica adicional proporcionar un mejor uso (idealmente uniforme) de todas las unidades de hardware disponibles (dispositivos de almacenamiento o módulos de memoria) y un mayor rendimiento general. Por otro lado, con JBOD (que es análogo al modo "no agrupado") se confía en los patrones de uso estadístico para garantizar un mayor rendimiento general mediante el uso uniforme de todas las unidades de hardware disponibles.[10][11]
Arquitectura de triple canal
[editar]Operación
[editar]La arquitectura de triple canal DDR3 se utiliza en la serie Intel Core i7-900 (la serie Intel Core i7-800 solo admite hasta dos canales). La plataforma LGA 1366 (p. ej. Intel X58) admite DDR3 de triple canal, normalmente 1333 y 1600 MHz, pero puede funcionar a velocidades de reloj más altas en ciertas placas base. Los procesadores AMD Socket AM3 no utilizan la arquitectura de triple canal DDR3, sino que utilizan memoria DDR3 de doble canal. Lo mismo se aplica a las series Intel Core i3, Core i5 y Core i7-800, que se utilizan en las plataformas LGA 1156 (por ejemplo, Intel P55). Según Intel, un Core i7 con DDR3 funcionando a 1066 MHz ofrecerá velocidades máximas de transferencia de datos de 25,6 GB/s cuando se opera en modo intercalado de tres canales. Esto, afirma Intel, conduce a un rendimiento del sistema más rápido, así como a un mayor rendimiento por vatio.[13]
Cuando se opera en el modo de tres canales, la latencia de la memoria se reduce debido a la intercalación, lo que significa que se accede secuencialmente a cada módulo para obtener bits de datos más pequeños en lugar de llenar completamente un módulo antes de acceder al siguiente. Los datos se distribuyen entre los módulos en un patrón alterno, triplicando potencialmente el ancho de banda de memoria disponible para la misma cantidad de datos, en lugar de almacenarlos todos en un módulo.
La arquitectura solo se puede usar cuando los tres módulos de memoria, o un múltiplo de tres, son idénticos en capacidad y velocidad, y se colocan en ranuras de tres canales. Cuando se instalan dos módulos de memoria, la arquitectura funcionará en modo de arquitectura de doble canal.[14]
Procesadores compatibles
[editar]Arquitectura de cuatro canales
[editar]Operación
[editar]La memoria de cuatro canales debutó en la plataforma Intel Nehalem-EX LGA 1567 de CPU Xeon, también conocida como Beckton en 2010, y se introdujo en la línea de productos de gama alta en la plataforma Intel X79 LGA 2011 con Sandy Bridge-E a finales de 2011. DDR4 reemplazó a DDR3 en la plataforma Intel X99 LGA 2011, también conocida como Haswell-E, y también se usa en la plataforma Threadripper de AMD.[17] La arquitectura de cuatro canales DDR3 se utiliza en la plataforma AMD G34 y en las CPU Intel antes mencionadas antes de Haswell. Procesadores AMD para la plataforma C32 y procesadores Intel para la plataforma LGA 1155 (ej. Intel Z68) utiliza memoria DDR3 de doble canal en su lugar.
La arquitectura se puede usar solo cuando los cuatro módulos de memoria (o un múltiplo de cuatro) son idénticos en capacidad y velocidad, y se colocan en ranuras de cuatro canales. Cuando se instalan dos módulos de memoria, la arquitectura funcionará en un modo de doble canal; Cuando se instalan tres módulos de memoria, la arquitectura funcionará en modo de tres canales.[14]
Procesadores compatibles
[editar]Arquitectura de seis canales
[editar]Compatible con procesadores de servidor Qualcomm Centriq,[20] y procesadores de la plataforma Intel Xeon Scalable.[21]
Arquitectura de ocho canales
[editar]Compatible con los procesadores de servidor Cavium ThunderX2, los procesadores de servidor de AMD de su plataforma Epyc y la línea Threadripper PRO de procesadores de clase profesional para estaciones de trabajo de la familia de productos AMD Ryzen PRO.[22][23][24]
Referencias
[editar]- ↑ Jacob, Bruce; Ng, Spencer; Wang, David (2007). Memory systems: cache, DRAM, disk. Morgan Kaufmann. p. 318. ISBN 978-0-12-379751-3.
- ↑ jpringle (12 de septiembre de 2017). «Benchmarking Epyc, Ryzen, and Xeon: Tyranny of Memory». Regional Ocean Modeling System. Consultado el 23 de abril de 2021.
- ↑ a b «Opteron 6000 Series Platform Quick Reference Guide». AMD. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2012. Consultado el 15 de octubre de 2012.
- ↑ 5000P memory controller, Intel..
- ↑ Intel LGA2011 socket x68 express chipset pictured, Tech power up..
- ↑ John H. Zurawski; John E. Murray; Paul J. Lemmon, «The Design and Verification of the AlphaStation 600 5-series Workstation», HP 7 (1), archivado desde el original el 25 de febrero de 2021, consultado el 4 de marzo de 2023..
- ↑ «Intel Dual-Channel DDR Memory Architecture White Paper» (PDF, 1021 KB) (Rev. 1.0 edición). Infineon Technologies North America and Kingston Technology. September 2003. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2011. Consultado el 6 de septiembre de 2007.
- ↑ a b Shawn Baker (16 de noviembre de 2011). «Intel X79 Quad Channel and Z68 Dual Channel Memory Performance Analysis». TweakTown. Consultado el 30 de noviembre de 2013.
- ↑ «AMD Phenom X4 Memory Controller in the Ganged/ Unganged Mode». ixbtlabs.com. 16 de agosto de 2008. Consultado el 9 de enero de 2014.
- ↑ a b Gionatan Danti (17 de junio de 2010). «The Phenom / PhenomII memory controller: ganged vs unganged mode benchmarked». ilsistemista.net. Consultado el 9 de enero de 2014.
- ↑ a b «BIOS and Kernel Developer's Guide (BKDG) For AMD Family 10h Processors». amd.com. 11 de enero de 2013. pp. 107-108. Consultado el 9 de enero de 2014. «Cuando los DCT están en modo agrupado, como se especifica en [Registro bajo de selección del controlador DRAM] F2x110 [DctGangEn], cada DIMM lógico tiene dos canales de ancho. Cada DIMM físico de un DIMM lógico de 2 canales debe tener el mismo tamaño y utilizar los mismos parámetros de temporización. Ambos DCT deben programarse con la misma información (ver 2.8.1 [Registros de configuración de DCT]). Cuando los DCT están en modo no agrupado, un DIMM lógico es equivalente a un DIMM físico de 64 bits y cada canal está controlado por un DCT diferente. Se recomienda que los sistemas típicos se ejecuten en modo no conectado para beneficiarse del paralelismo adicional generado al usar los DCT de forma independiente. Consulte 2.12.2 [Consideraciones de DRAM para ECC] para conocer las implicaciones de DRAM ECC del modo combinado y no combinado. El modo agrupado no es compatible con los procesadores S1g3, S1g4, ASB2 y G34.»
- ↑ Rouse, Margaret (Septiembre de 2005). «JBOD (just a bunch of disks or just a bunch of drives)». SearchStorage.TechTarget.com. Consultado el 9 de enero de 2014.
- ↑ X58 Product Brief, Intel.
- ↑ a b «Intel | Data Center Solutions, IoT, and PC Innovation». Intel (en inglés). Consultado el 4 de marzo de 2023.
- ↑ «Core i7 Family Product Comparison». Intel. Memory Specifications: # of Memory Channels.
- ↑ «Xeon Family Product Comparison». Intel. Memory Specifications: # of Memory Channels.
- ↑ Lilly, Paul (31 de mayo de 2017). «AMD Ryzen Threadripper And Vega Attack Prey At 4K, Quad GPUs Shred Blender, Radeon RX Vega Hits In July». HotHardware (en inglés estadounidense). Consultado el 4 de marzo de 2023. «con 16 núcleos y 32 hilos con soporte para memoria DDR4 de cuatro canales».
- ↑ «AMD Opteron 6300 Series processor Quick Reference Guide». Consultado el 11 de diciembre de 2013.
- ↑ «AMD Opteron 6200 Series Processor Quick Reference Guide». Consultado el 15 de octubre de 2012.
- ↑ Kennedy, Patrick (23 de agosto de 2017). «Qualcomm Centriq 2400 ARM CPU from Hot Chips 29». Serve The Home. Consultado el 14 de noviembre de 2017.
- ↑ «Intel® Xeon® Bronze 3106 Processor (11M Cache, 1.70 GHz)». www.intel.in.
- ↑ Cutress, Ian (7 de marzo de 2017). «AMD Prepares 32-Core Naples CPUs for 1P and 2P Servers: Coming in Q2». Anandtech. Consultado el 7 de marzo de 2017.
- ↑ Kennedy, Patrick (9 de noviembre de 2017). «Cavium ThunderX2 and OCP Platform Details». Serve the Home. Consultado el 14 de noviembre de 2017.
- ↑ Cutress, Ian (14 de julio de 2021). «AMD Threadripper Pro Review: An Upgrade Over Regular Threadripper?». AnandTech. Consultado el 18 de agosto de 2021.
Enlaces externos
[editar]- «Single, dual, triple and flex memory modes», Desktop motherboards support, Intel..
- Everything You Need to Know About the Dual-, Triple-, and Quad-Channel Memory Architectures, Noviembre de 2011, Hardware Secrets
- Memory Configuration Guide for X9 Series DP Motherboards – Revised Ivy Bridge Update (Socket R & B2), Enero de 2014, Super Micro Computer, Inc.
- DDR3 Memory Frequency Guide, Mayo de 2012, AMD (archivado)
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