Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из двухканального )
Перейти к навигации Перейти к поиску

В области цифровой электроники и вычислительной техники , архитектура памяти многоканальное является технологией , которая увеличивает скорость передачи данных между DRAM памяти и контроллер памяти путем добавления дополнительных каналов связи между ними. Теоретически это умножает скорость передачи данных на количество имеющихся каналов. Двухканальная память состоит из двух каналов. Этот метод восходит к 1960-м годам и использовался в IBM System / 360 Model 91 и в CDC 6600 . [1]

Современные высокопроизводительные процессоры, такие как серия AMD Ryzen Threadripper и избранные продукты высшего уровня из серии Intel Core i9 , а также различные процессоры серверного уровня Intel Xeon и AMD Epyc поддерживают четырехканальную память. [2] В марте 2010 года AMD выпустила процессоры Socket G34 и Magny-Cours серии Opteron 6100 [3] с поддержкой четырехканальной памяти. В 2006 году Intel выпустила наборы микросхем, поддерживающие четырехканальную память для своей платформы LGA771 [4], а затем в 2011 году для своей платформы LGA2011 . [5]Были разработаны чипсеты для микрокомпьютеров с еще большим количеством каналов; например, набор микросхем в AlphaStation 600 (1995) поддерживает восьмиканальную память, но объединительная плата машины ограничивает работу четырьмя каналами. [6]

Двухканальная архитектура [ править ]

Слоты двухканальной памяти, окрашенные в оранжевый и желтый цвета для данной материнской платы.

Двухканальные контроллеры памяти в архитектуре системы ПК используют два 64-битных канала данных. Двухканальность не следует путать с двойной скоростью передачи данных (DDR), при которой обмен данными происходит дважды за такт DRAM. Эти две технологии независимы друг от друга, и многие материнские платы используют обе, используя память DDR в двухканальной конфигурации.

Операция [ править ]

Двухканальная архитектура требует наличия двухканальной материнской платы и двух или более модулей памяти DDR , DDR2 , DDR3 , DDR4 или DDR5 . Модули памяти устанавливаются в соответствующие банки, каждый из которых относится к разному каналу. В руководстве к материнской плате будет объяснено, как установить память для этого конкретного устройства. Соответствующая пара модулей памяти обычно может быть размещена в первом банке каждого канала, а пара модулей различной емкости - во втором банке. [7]Модули, рассчитанные на разные скорости, могут работать в двухканальном режиме, хотя в этом случае материнская плата будет запускать все модули памяти со скоростью самого медленного модуля. Однако некоторые материнские платы имеют проблемы совместимости с определенными брендами или моделями памяти при попытке использовать их в двухканальном режиме. По этой причине обычно рекомендуется использовать идентичные пары модулей памяти, поэтому большинство производителей памяти сейчас продают «комплекты» модулей DIMM с согласованными парами. Некоторые производители материнских плат поддерживают только конфигурации, в которых используется «согласованная пара» модулей. Соответствующая пара должна совпадать в:

  • Емкость (например, 1024 МБ). Некоторые наборы микросхем Intel поддерживают чипы разной емкости в так называемом Flex Mode: емкость, которую можно сопоставить, работает в двухканальном режиме, а остальная часть - в одноканальном.
  • Скорость (например, PC5300). Если скорость не одинакова, будет использоваться меньшая скорость двух модулей. Таким же образом будет использоваться более высокая задержка из двух модулей.
  • Такая же задержка CAS (CL) или строб адреса столбца.
  • Количество фишек и сторон (например, две стороны по четыре фишки с каждой стороны).
  • Соответствующий размер строк и столбцов.

Двухканальная архитектура - это технология, реализованная на материнских платах производителем материнской платы и не относящаяся к модулям памяти. Теоретически любая согласованная пара модулей памяти может использоваться как в одно-, так и в двухканальной работе при условии, что материнская плата поддерживает эту архитектуру.

Производительность [ править ]

Теоретически двухканальные конфигурации удваивают пропускную способность памяти по сравнению с одноканальными конфигурациями. Это не следует путать с памятью с удвоенной скоростью передачи данных (DDR), которая удваивает использование шины DRAM, передавая данные как по нарастающим, так и по спадающим фронтам тактовых сигналов шины памяти.

Тест, проведенный TweakTown с использованием SiSoftware Sandra, показал увеличение производительности четырехканальной конфигурации примерно на 70% по сравнению с двухканальной конфигурацией. [8] : с. 5 Другие тесты, проведенные TweakTown на том же предмете, не показали значительных различий в производительности, что привело к выводу, что не все программы для тестирования производительности справляются с задачей использования повышенного параллелизма, предлагаемого конфигурациями многоканальной памяти. [8] : с. 6

Группованные или незащищенные [ править ]

Двухканальный режим изначально задумывался как способ максимизировать пропускную способность памяти путем объединения двух 64-битных шин в одну 128-битную шину. [ спорно - обсудить ] [ необходима цитата ] Это ретроспективно называется "насильственным" режимом. Однако из-за невысокого прироста производительности в потребительских приложениях [9] более современные реализации двухканального режима по умолчанию используют «отключенный» режим, который поддерживает две 64-битные шины памяти, но обеспечивает независимый доступ к каждому каналу для поддержки многопоточности. с многоядерными процессорами . [10] [11]

Различие между «групповым» и «несвязанным» также можно представить как аналогию того, как работает RAID 0 , по сравнению с JBOD . [12] В RAID 0 (который аналогичен «групповому» режиму) дополнительный логический уровень должен обеспечить лучшее (в идеале равномерное) использование всех доступных аппаратных модулей (запоминающих устройств или модулей памяти) и повысить общую производительность. . С другой стороны, с JBOD (который аналогичен режиму «без изменений») он полагается на статистические шаблоны использования, чтобы обеспечить повышение общей производительности за счет равномерного использования всех доступных аппаратных единиц. [10] [11]

Трехканальная архитектура [ править ]

Операция [ править ]

Трехканальная архитектура DDR3 используется в серии Intel Core i7 -900 (серия Intel Core i7-800 поддерживает только до двухканальной). Платформа LGA 1366 (например, Intel X58) поддерживает трехканальную память DDR3, обычно 1333 и 1600 МГц, но может работать на более высоких тактовых частотах на некоторых материнских платах. Процессоры AMD Socket AM3 не используют трехканальную архитектуру DDR3, а вместо этого используют двухканальную память DDR3. То же самое относится к сериям Intel Core i3, Core i5 и Core i7-800, которые используются на платформах LGA 1156 (например, Intel P55 ). По данным Intel, процессор Core i7 с DDR3, работающий на частоте 1066 МГц, будет обеспечивать максимальную скорость передачи данных 25,6 ГБ / с при работе в трехканальном режиме с чередованием.режим. Это, по утверждению Intel, приводит к более высокой производительности системы, а также более высокой производительности на ватт. [13]

При работе в трехканальном режиме задержка памяти уменьшается из-за чередования, что означает, что каждый модуль обращается последовательно для меньших битов данных, а не полностью заполняет один модуль перед доступом к следующему. Данные распределяются между модулями поочередно, что потенциально может утроить доступную пропускную способность памяти для того же количества данных, в отличие от хранения всех данных в одном модуле.

Эту архитектуру можно использовать только в том случае, если все три или несколько модулей памяти идентичны по емкости и скорости и размещены в трехканальных слотах. При установке двух модулей памяти архитектура будет работать в режиме двухканальной архитектуры. [14]

Вспомогательные процессоры [ править ]

Четырехканальная архитектура [ править ]

Операция [ править ]

Четырехканальная DDR4 заменила DDR3 на платформе Intel X99 LGA 2011 , а также используется в платформе AMD Threadripper . [17] Четырехканальная архитектура DDR3 используется в платформе AMD G34 и в платформе Intel X79 LGA 2011 . Процессоры AMD для платформы C32 и процессоры Intel для платформы LGA 1155 (например, Intel Z68 ) вместо этого используют двухканальную память DDR3.

Архитектура может использоваться только тогда, когда все четыре модуля памяти (или кратное их количеству четырех) идентичны по емкости и скорости и размещены в четырехканальных слотах. При установке двух модулей памяти архитектура будет работать в двухканальном режиме; При установке трех модулей памяти архитектура будет работать в трехканальном режиме. [14]

Вспомогательные процессоры [ править ]

Шестиканальная архитектура [ править ]

Поддерживается серверными процессорами Qualcomm Centriq [20] и процессорами платформы Intel Xeon Scalable. [21]

Восьмиканальная архитектура [ править ]

Поддерживается серверными процессорами AMD Epyc и Cavium ThunderX2 . [22] [23]

См. Также [ править ]

  • Список пропускной способности устройства
  • Lockstep (вычисления)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Джейкоб, Брюс; Нг, Спенсер; Ван, Дэвид (2007). Системы памяти: кэш, DRAM, диск . Морган Кауфманн. п. 318. ISBN 978-0-12-379751-3.
  2. ^ jpringle (12 сентября 2017 г.). «Сравнительный анализ Epyc, Ryzen и Xeon: тирания памяти» . Региональная система моделирования океана . Проверено 23 апреля 2021 года .
  3. ^ a b «Краткое руководство по платформе серии Opteron 6000» (PDF) . AMD. Архивировано из оригинального (PDF) 12 мая 2012 года . Проверено 15 октября 2012 .
  4. ^ Контроллер памяти 5000P , Intel.
  5. ^ Изображен набор микросхем Intel LGA2011 socket x68 express , Tech power up.
  6. ^ Джон Х. Зуравски; Джон Э. Мюррей; Пол Дж. Леммон, «Разработка и проверка рабочей станции AlphaStation 600 5-й серии» , HP , 7 (1).
  7. ^ "Официальный документ по архитектуре двухканальной памяти DDR Intel" (PDF) (ред. 1.0). Infineon Technologies North America и Kingston Technology. Сентября 2003 года Архивировано из оригинала (PDF, 1021  Кб ) на 2011-09-29 . Проверено 6 сентября 2007 .
  8. ^ a b Шон Бейкер (2011-11-16). «Анализ производительности четырехканальной памяти Intel X79 и двухканальной памяти Z68» . Твиктаун . Проверено 30 ноября 2013 .
  9. ^ «Контроллер памяти AMD Phenom X4 в режиме Ganged / Unganged» . ixbtlabs.com . 2008-08-16 . Проверено 9 января 2014 .
  10. ^ a b Гионатан Данти (17.06.2010). «Контроллер памяти Phenom / PhenomII: сравнительный анализ группового и неразрушенного режима» . ilsistemista.net . Проверено 9 января 2014 .
  11. ^ a b «Руководство разработчика BIOS и ядра (BKDG) для процессоров AMD семейства 10h» (PDF) . amd.com . 2013-01-11. С. 107–108 . Проверено 9 января 2014 . Когда DCT находятся в групповом режиме, как указано в [Нижний регистр выбора контроллера DRAM] F2x110 [DctGangEn], то каждый логический модуль DIMM имеет ширину в два канала. Каждый физический модуль DIMM двухканального логического модуля DIMM должен иметь одинаковый размер и использовать одни и те же параметры синхронизации. Оба DCT должны быть запрограммированы с использованием одинаковой информации (см. 2.8.1 [Регистры конфигурации DCT]). Когда DCT находятся в неподключенном режиме, логический DIMM эквивалентен 64-битному физическому DIMM, и каждый канал управляется другим DCT. Типичным системам рекомендуется работать в автономном режиме, чтобы извлечь выгоду из дополнительного параллелизма, создаваемого независимым использованием DCT. См. 2.12.2 [Рекомендации DRAM для ECC] для ознакомления с последствиями DRAM ECC для группового и неотключенного режима. Групповой режим не поддерживается для процессоров S1g3, S1g4, ASB2 и G34.
  12. ↑ Роуз, Маргарет (сентябрь 2005 г.). «JBOD (просто связка дисков или просто связка дисков)» . SearchStorage.TechTarget.com . Проверено 9 января 2014 .
  13. ^ Краткое описание продукта X58 (PDF) , Intel
  14. ^ a b Системные платы для настольных ПК - тройные модули памяти , Intel, Одно- и многоканальные режимы памяти
  15. ^ «Сравнение продуктов семейства Core i7» . Intel. Характеристики памяти: количество каналов памяти.
  16. ^ «Сравнение продуктов семейства Xeon» . Intel. Характеристики памяти: количество каналов памяти.
  17. ^ AMD Ryzen Threadripper и Vega Attack Prey на 4K, Quad GPUs Shred Blender, Radeon RX Vega Hits в июле , «.... с 16 ядрами и 32 потоками с поддержкой четырехканальной памяти DDR4 ...»
  18. ^ «Краткое руководство по процессорам AMD Opteron 6300 Series» (PDF) . Проверено 11 декабря 2013 .
  19. ^ «Краткое руководство по процессорам AMD Opteron 6200 Series» (PDF) . Проверено 15 октября 2012 .
  20. Рианна Кеннеди, Патрик (23 августа 2017 г.). «Процессор Qualcomm Centriq 2400 ARM от Hot Chips 29» . Служить дому . Проверено 14 ноября 2017 года .
  21. ^ https://www.intel.in/content/www/in/en/products/processors/xeon/scalable/bronze-processors/bronze-3106.html
  22. ^ Cutress, Ян (7 марта 2017). «AMD готовит 32-ядерные процессоры Naples для серверов 1P и 2P: появится во втором квартале» . Anandtech . Проверено 7 марта 2017 года .
  23. Рианна Кеннеди, Патрик (9 ноября 2017 г.). «Подробная информация о платформе Cavium ThunderX2 и OCP» . Служите дому . Проверено 14 ноября 2017 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Режимы одинарной, двойной, тройной и гибкой памяти», поддержка материнских плат для настольных ПК , Intel.
  • Все, что вам нужно знать о двух-, трех- и четырехканальных архитектурах памяти , ноябрь 2011 г., аппаратные секреты
  • Руководство по настройке памяти для материнских плат DP серии X9 - пересмотренное обновление Ivy Bridge (Socket R и B2) , январь 2014 г., Super Micro Computer, Inc.
  • Руководство по частоте памяти DDR3 , май 2012 г., AMD (в архиве)