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miércoles, 16 de abril de 2014

Memorias


RAM 

La RAM del sistema (memoria de acceso aleatorio) evita que el PC logre su máximo rendimiento. Esto se produce porque el procesador (CPU) es más rápido que la RAM, y por lo general tiene que esperar a la RAM para entregar los datos. Durante este tiempo de espera la CPU está inactiva, sin hacer nada (que no es del todo cierto, pero se ajusta a nuestra explicación). En un equipo perfecto, la memoria RAM sería más rápida que la CPU. Las tecnologías de Doble, Triple y Cuádruple canal son utilizadas para duplicar, triplicar o cuadruplicar la velocidad de comunicación entre el controlador de memoria y la memoria RAM, aumentando así el rendimiento general del sistema. En este tutorial, vamos a explicar todo lo que se necesita saber acerca de estas tecnologías. Cómo funcionan, cómo utilizarlas, cómo calcular su velocidad de transferencia y mucho más. 

Antes de seguir adelante, primero hay que explicar cómo la RAM es tradicionalmente conectada al sistema. La RAM es controlada por un circuito llamado controlador de memoria. Actualmente la mayoría de los procesadores han incorporado este componente en si mismos, por lo que la CPU tiene un bus de memoria dedicado que conecta el procesador con la memoria RAM directamente. En las CPUs antiguas, este circuito se encontraba dentro del chipset de la placa, exactamente en el North Bridge. Este chip es también conocido como MCH o hub controlador de memoria. En este caso, la CPU no se "comunica" directamente con la RAM, sino que lo hace con el North Bridge y este con la memoria. La primera opción ofrece un mejor rendimiento, ya que no hay "intermediario" en las comunicaciones entre la CPU y la memoria. 

En las figuras 1 y 2, se comparan estos dos enfoques: 


Todo lo que necesitas saber sobre memorias Parte 1


pc


La RAM está conectada al controlador de memoria a través de una serie de cables, conocidos en su conjunto como un todo en uno. Estos cables se dividen en tres grupos: "bus de memoria"; "bus de datos", de "dirección" y de "control". Los cables del "bus de datos" transportan datos que se leen (se transfieren desde la memoria para el controlador de memoria) o escriben (transfiriendo desde el controlador de memoria a la memoria, es decir, que sale de la CPU). Los cables del "bus de direcciones" deben decirles a los módulos de memoria exactamente dónde (a qué dirección) deberían ser recuperados o almacenados los datos. Los cables del bus de "control" envían órdenes a los módulos de memoria, diciéndoles qué tipo de operación se está ejecutando, por ejemplo, si se trata de una escritura (almacenar) o una operación de lectura (busqueda). Otro "cable" importante en el bus de "control" es el de la señal del reloj de la memoria. 

La velocidad de la memoria (velocidad de reloj), la capacidad máxima por módulo de memoria, la capacidad total máxima y los tipos (DDR, DDR2, DDR3, etc ) que un sistema puede aceptar están definidos por el controlador de memoria. Por ejemplo, si un controlador de memoria dado sólo es compatible con memorias DDR3 de 1333 MHz usted no será capaz de instalar memorias del tipo DDR2, y si se instalaran memorias DDR3 por encima de los 1333 MHz (módulos de 1866 MHz o 2133 MHz), podrá accederlas a 1333 Mhz. Una excepción a esta regla es cuando la placa base permite configurar las memorias RAM a una velocidad de reloj por encima del máximo oficial respaldado por el controlador de memoria, por mediode overclock. Para ver un ejemplo en concreto, las actuales CPUs de Intel soportan memorias de hasta 1.333 MHz, pero varias placas madres permiten configurar las frecuencias de reloj hasta los 2.133 MHz. La discusión acerca de las frecuencias de reloj es muy importante, porque la velocidad de reloj define el ancho de banda disponible, que es nuestro próximo tema. 

Ancho de banda es la tasa de transferencia máxima teórica de un canal de comunicaciones. En el caso de la memoria, el ancho de banda se mide en megabytes por segundo (MB/s) o gigabytes por segundo (GB/s), es decir, cuántos millones o billones de bytes pueden ser transferidos por segundo, respectivamente. Un byte es un grupo de ocho dígitos binarios o bits, es decir, una secuencia de ocho ceros y unos 0 o 1. El ancho de banda de memoria se pueden determinar mediante la fórmula siguiente: 

Ancho de Banda = la tasa de reloj teórica x los de datos transferidos por ciclo del reloj x los bits tranferidos por ciclo del reloj / 8 

Las Memorias del tipo DDR (Double Data Rate), como la DDR-SDRAM, DDR2-SDRAM, y DDR3-SDRAM tienen una transferencia doble de datos por ciclo de reloj. Como resultado, se consigue el doble de la velocidad de transferencia en comparación con las tecnologías tradicionales de memoria (como la original SDRAM) que funcionan a la misma velocidad de reloj. Por eso, las memorias basadas en DDR suelen ser etiquetadas con el doble de su velocidad de reloj real. Por ejemplo, las memorias DDR3-1333 de hecho trabajan a 666,6 MHz transfiriendo dos datos por ciclo de reloj, y por lo tanto se etiquetan como "1333 MHz", a pesar de que la señal de reloj no funciona realmente a 1333 Mhz. Por lo que se tendrá que utilizar la velocidad de reloj real en la fórmula anterior, o se puede simplificar la fórmula de la siguiente manera y utilizar la velocidad de reloj que plantean las DDR: 

Ancho de Banda = tasa de reloj teórica de las DDR x los bits tranferidos por ciclo de reloj / 8. 

Los módulos de memoria usan 64 bits. Por lo tanto, vamos a utilizar "64" como los "bits transferidos por ciclo de reloj" en la fórmula anterior. Por lo que, podremos simplificar la fórmula de ancho de banda aun más: 

Ancho de Banda = frecuencia de reloj DDR x 8 

Dicho esto, podemos calcular fácilmente el ancho de banda de cualquier memoria. Por ejemplo, las memorias DDR3-1333 tiene un ancho de banda de 10.664 MB/s, o 10,6 GB/s, y las memorias DDR3-1866 tienen un ancho de banda de 14.928 MB/s, o 14,9 GB/s. Es muy importante entender que estas tasas de transferencia son el ancho de banda teórico disponible, es decir, las tasas máximas teóricas de transferencia que se podrán alcanzar. Cuando calculamos, estamos asumiendo que una transferencia de datos se produce en cada ciclo de reloj (es decir, en una memoria DDR3-1333, 1.3 mil millones de transferencias se producirán por segundo), que de hecho nunca sucede, porque la CPU no transfiere datos el 100% del tiempo. Por eso, cuando se mide la transferencia real de una memoria de un sistema usando un programa como por ejemplo el Sandra de SiSoftware, siempre se obtendrá un valor menor que la velocidad de transferencia máxima teórica. 


ARQUITECTURA DE DOBLE CANAL (DUAL-CHANNEL) 


La arquitectura de doble, triple y cuádruple canal, trabajan aumentando el número de "cables" de datos disponibles en el bus de memoria, duplicando, triplicando o cuadruplicando el ancho de banda disponible, respectivamente. Es muy importante tener en cuenta que este aumento de rendimiento se logra sólo en el subsistema de memoria, duplicando el rendimiento de la memoria teórica y no se traduce en un equipo que es dos veces más rápido. Sólo un pequeño porcentaje de este aumento de rendimiento de la memoria se verá reflejado en el rendimiento general del sistema. Ahora vamos a examinar con detalle cómo cada una de éstas arquitecturas trabaja y cómo se habilitan. 

Como hemos discutido brevemente en la página anterior, en la arquitectura de doble canal se amplía el número de "cables" de datos disponibles en el bus de datos de memoria de 64 a 128. Esto duplica el ancho de banda disponible. Por ejemplo, si utilizamos memorias DDR3-1333, la tasa de transferencia máxima teórica se duplicó de unos 10.664 MB/s (10,6 GB/s) a unos 21.328 MB / s (21,3 GB/s). Cada módulo de memoria, sin embargo, es un dispositivo de 64-bits. Por lo tanto, a fin de que la arquitectura de doble canal pueda trabajar, se tendrán que instalar dos módulos de memoria de forma paralela, para que los 128 bits esten disponibles. La gente tiene muchos problemas para entender esta idea. Por lo tanto, vamos a dibujar algunos esquemas así facilitaremos su explicación. En primer lugar, supongamos que tenemos un sistema que no es compatible con la función dual channel (es decir, un sistema que trabaja cada módulo de memoria en single channel). En este caso, el controlador de memoria transferirá 64 bits por vez. Cuando decimos que el bus de memoria de datos es de 64 bits, esto significa que hay 64 "cables" (sí, nos referimos los "cables" físicos en la placa base que conectan el controlador de memoria a los zócalos (sockets) de memoria. Estos cables se etiquetan de "D-0" a "D-63". El bus de datos de la memoria se comparte entre todos los sockets de memoria. Los buses de dirección y control activarán el zócalo de memoria adecuado, dependiendo de la dirección desde donde los datos deben ser almacenados o leidos. Se ilustra esto en la figura 3. 


memoria


En los sistemas que soportan dual channel, el bus de datos de la memoria se ha ampliado a 128 bits. Esto significa que hay 128 "cables" que conectan el controlador de memoria a los zócalos de memoria. Estos cables se etiquetan "D-0" a "D-127". Puesto que cada módulo de memoria sólo puede aceptar 64 bits a la vez, se utilizan dos módulos de memoria para llenar el bus de datos de 128-bit. Ver Figura 4. Debido a que se acceden a los dos módulos memoria al mismo tiempo, éstos deben ser idénticos (misma capacidad, los mismas latencias, y misma velocidad de reloj). 

FIGURA 4 

datos


Ahora que ya sabemos lo que significa dual channel, la pregunta más obvia es: ¿Cómo puedo habilitar esta función, para aumentar el rendimiento de mi PC?. Vamos a ver lo siguiente. 

A fin de que la arquitectura dual channel sea efectiva se deberá tener un controlador de memoria que la soporte (prácticamente todas las CPUs en el mercado soportan la arquitectura de doble canal). Con dos módulos de memoria idénticos o un par de módulos "dual kit" idénticos debería bastar, con instalar dichos módulos de memoria en los zócalos de memoria correctos de la placa base permitirá que esta arquitectura trabaje adecuadamente. En primer lugar, el controlador de memoria debe ser compatible con la arquitectura de doble canal. Como hemos comentado anteriormente, las CPUs actuales tienen este componente integrado, por lo que casi todos los ordenadores hoy en día soportan esta tecnología. En segundo lugar, se necesita tener un número par de módulos de memoria en su sistema, ya que a cada par de módulos de memoria se pueden acceder como una entidad única. Refiérase a la Figura 4 en la página anterior. Si se instala un solo módulo de memoria, esta arquitectura no funcionará porque la memoria sólo tendrá acceso a 64 bits por ciclo de reloj. En otras palabras, el dual channel funciona mediante el acceso a dos módulos de memoria en paralelo, es decir, al mismo tiempo. Como a cada par de módulos de memoria se accede como una sola entidad por el controlador de memoria, los módulos en cada par deben ser idénticos. Cada par, sin embargo, puede tener una capacidad total diferente. Por ejemplo, puede instalar dos módulos de 2 GB y dos módulos de 1 GB, por un total de 6 GB. Este es un punto muy importante a tener en cuenta al seleccionar las piezas para armar una PC. Digamos que quieran armar un equipo con 4 GB de RAM. Con el fin de lograr el mejor rendimiento, se deben comprar dos módulos de 2 GB de memoria para permitir que la arquitectura de doble canal funcione. Si se compra un solo módulo de 4 GB, se tendrá la misma capacidad de memoria, pero a la memoria se accederá en modo de un solo canal, con la mitad del ancho de banda disponible. El tercer punto es la instalación de los módulos de memoria en los zócalos correctos de la placa base. Hay que prestar mucha atención, de lo contrario se podría terminar comprando dos módulos de memoria tal como se recomienda y terminan teniendo un sistema con acceso a memoria de un solo canal. Con el fin de que nuestras explicaciones sean fáciles de entender, supongamos que tenemos una placa base con cuatro zócalos de memoria y necesitemos instalar dos módulos de memoria, que es el escenario más común. Se debe enumerar los zócalos de memoria de la placa base como uno, dos, tres y cuatro. Las reglas varían según el tipo de plataforma. Intel, AMD socket AM3+, y unas pocas placas base AMD socket AM3 respetan una regla, mientras que todos los otros sistemas basados ​​en AMD utiliza una regla diferente. A continuación se explican las diferencias entre los dos sistemas. 

En algunas placas específicas para CPUs de Intel y AMD socket AM3+ (y algunos socket AM3) se usan el primer y segundo socket como primer canal y el tercero y cuarto como segundo canal. A fin de que la arquitectura de doble canal tenga efecto, se tiene que instalar un módulo en el primer zócalo y un módulo en el segundo zócalo. Si están instalados en el mismo canal, se tendrá una arquitectura de un solo canal. Por lo tanto, se debe instalar el primer módulo de memoria en el zócalo uno, y el segundo módulo de memoria en el zócalo tres y no los dos módulos en el mismo canal (en este caso sería: zócalo 1 y 2 o zócalos 3 y 4). En otras palabras, se tiene que saltar un zócalo. 

Con el fin de facilitar a los usuarios, la mayoría de los fabricantes de placas base utilizan diferentes colores en los zócalos de memoria, utilizando un color para los zócalos uno y tres, y uno diferente para los zócalos dos y cuatro. De esta manera, es necesario instalar los módulos de memoria en los zócalos con el mismo color. Ver la Figura 5. 

FIGURA 5 
Hardware


En la Figura 6, se puede ver una placa base para un CPU de Intel con dos módulos de memoria instalados correctamente, lo que permite la arquitectura de doble canal. 

FIGURA 6 
Ram


Hay, sin embargo, una importante excepción. En algunas placas base de MSI de alta gama dirigidas a algunos CPUs de Intel, puede ser que el primer y segundo socket usen el mismo color, mientras que el tercero y cuarto usen otro. Véase la Figura 7. Si se instalan los dos módulos de memoria en zócalos con el mismo color en una placa base de este tipo, estas van a trabajar en el modo de un solo canal y no en doble canal. Por lo tanto, si se encuentran frente a una placa base de alta gama de este fabricante, no se debe seguir el esquema de color. Debe instalar los módulos de memoria en los zócalos uno y tres, por lo que se van a utilizar zócalos con diferentes colores. 


FIGURA 7 
Asus


Si va a instalar cuatro módulos de memoria que son idénticas, no existe una regla a seguir. Basta con instalar los cuatro módulos en los cuatro zócalos disponibles. Sin embargo, si va a instalar cuatro módulos y tienen capacidades diferentes entre pares, tendrá que prestar atención en la instalación. El primer par se debe instalar en los zócalos uno y tres, mientras que el segundo par se debe instalar en los zócalos dos y cuatro. Por "pareja" nos referimos a dos módulos de memoria idénticos. En otras palabras, instalar el primer par en zócalos con el mismo color, y el segundo par en los zócalos utilizando el otro color. 

Las placas dirigidas a todos los CPUs de AMD toman los zócalos uno y tres como el primer canal, y dos y cuatro como el segundo canal. A excepción de unas pocas placas base socket AM3 que no siguen el esquema presentado anteriormente. Por lo que a fin de que la arquitectura de doble canal se cumpla en estas placas base, se deberá instalar un módulo en el primer canal, y un módulo en el segundo canal, pues si están instalados en el mismo canal, se tendrá una arquitectura de un solo canal. Por lo tanto, se debe instalar el primer módulo de memoria en el zócalo uno y el segundo módulo de memoria en el zócalo dos. Si usted tiene cuatro módulos de memoria para instalar, basta con insertar el segundo par en los zócalos tres y cuatro. La gran diferencia reside en que mientras las placas base destinadas a Intel y sockets AM3+ necesitan "saltar" los zócalos cuando se instalen dos módulos de memoria, en las placas base destinadas a todos los demás CPUs de AMD tendrán que instalarse los módulos de memoria de forma secuencial. Con el fin de facilitar a los usuarios, la mayoría de los fabricantes de placas base utilizan diferentes colores en los zócalos de memoria, usan un color para los zócalos uno y dos, y un color diferente para los zócalos tres y cuatro. De esta manera, es necesario instalar los módulos de memoria en los zócalos con el mismo color. Véase Figura 8. 


FIGURA 8 
bus


En la Figura 9, se puede ver una placa base para un CPU de AMD con dos módulos de memoria instalados correctamente, lo que permite la arquitectura de doble canal. 


FIGURA 9 
latencia


Hasta aquí lo referente a plataformas AMD e Intel con arquitectura de doble canal. En los siguientes párrafos se detallaran las arquitecturas de triple y cuádruple canal compatibles "solamente por el momento" con plataformas Intel. 

ARQUITECTURA DE TRIPLE CANAL (TRIPLE CHANNEL) 

Como se puede suponer por el nombre, la arquitectura de triple canal triplica el ancho de banda de memoria disponible. Esto se hace mediante la ampliación del bus de datos de memoria de 192 bits, lo cual se logra mediante el acceso a tres módulos de memoria, al mismo tiempo. En la actualidad, este modo sólo está disponible en el socket 1366 de Intel. Esto significa que sólo se puede activar este modo en las placas base y procesadores Core i7 que utilicen este zócalo. Estos procesadores son compatibles con memorias DDR3 de 1066 MHz. Se necesitarán tres módulos de memoria idénticos. Seis módulos se pueden utilizar en las placas base con seis zócalos de memoria, y cada grupo de tres módulos pueden tener diferentes capacidades, pero los módulos en el interior del mismo grupo deben ser idénticos. Si se instalan dos módulos de memoria, se puede acceder en modo de doble canal. En este caso, no se va a lograr el máximo rendimiento del cual el sistema es capaz. Hay dos tipos de placas base socket 1366 disponibles: Los que tienen cuatro zócalos de memoria y los que tienen seis o más zócalos de memoria. En las placas base con cuatro zócalos de memoria, debe instalar los módulos de memoria de forma secuencial, en los zócalos del mismo color. De hecho, es bastante extraño que estas placas tienen cuatro zócalos de memoria, ya que si se instala un módulo de memoria en el cuarto zócalo, se podrá acceder en modo de un solo canal. Por lo tanto, el cuarto módulo se quedará inutilizable. Véase la Figura 10. 


FIGURA 10 
gigabyte


Las placas Base con seis zócalos de memoria utilizan el esquema tradicional utilizado por las placas base destinadas a los CPUs de Intel. Se deben instalar los módulos de memoria en los zócalos de memoria primero, tercero y quinto, y estos zócalos casi siempre van a usar el mismo color, mientras que los zócalos dos, cuatro y seis utilizarán un color diferente. Por lo tanto, basta con instalar los módulos de memoria en los zócalos del mismo color. Véase las figuras 11 y 12. 


FIGURA 11 
msi


FIGURA 12 
Todo lo que necesitas saber sobre memorias Parte 1



Si se desea instalar seis módulos de memoria, el segundo grupo de módulos de memoria deben ser instalados en los zócalos dos, cuatro y seis a menos que los seis módulos sean idénticos y que en cuyo caso se deberán completar todos los sockets de memoria sin preocuparse por el orden al instalarlos. 


ARQUITECTURA DE CUADRUPLE CANAL (QUAD-CHANNEL) 

La arquitectura de cuatro canales cuadruplica el ancho de banda de memoria disponible. Esto se hace mediante la ampliación del bus de datos de memoria de 256 bits, lo cual se logra mediante el acceso a cuatro módulos de memoria al mismo tiempo. En la actualidad, este modo sólo está disponible con el zócalo de Intel 2011 (LGA2011). Esto significa que sólo se puede activar este modo en las placas base y procesadores Core i7 que utilizan este socket (Ivy Bridge). Estos procesadores son compatibles con memorias DDR3 a 2133 MHz. Se deben tener cuatro módulos de memoria totalmente idénticos. Se podrán utilizar hasta ocho módulos de memoria en las placas base que tengan ocho zócalos de memoria, y cada grupo de cuatro módulos pueden tener diferentes capacidades, pero los módulos en el interior del mismo grupo deben ser idénticos. Si se instalan dos o tres módulos de memoria, se podrá acceder en modo de doble o triple canal, respectivamente. Por supuesto, en este caso, no se va a lograr el máximo rendimiento del cual el sistema es capaz. Hay dos tipos de placas base socket 2011 disponibles: Las que tienen cuatro zócalos de memoria y las que tienen ocho o más zócalos de memoria. En las placas base con cuatro zócalos de memoria, sólo se tienen que rellenar todos los sockets que están disponibles. En las placas Base con ocho zócalos de memoria se utiliza el esquema tradicional aplicado en las placas base destinadas a los CPUs de Intel. Se deben instalar los módulos de memoria en los zócalos de memoria primero, tercero, quinto y séptimo, y estos zócalos casi siempre van a usar el mismo color, mientras que los zócalos dos, cuatro, seis y ocho utilizarán un color diferente. Por lo tanto, basta con instalar los módulos de memoria en los zócalos del mismo color. En las placas base de socket 2011, normalmente la mitad de los zócalos están en uno de los lados del zócalo de la CPU, mientras que la otra mitad está en el otro lado. Véase las figuras 13 y 14. 


FIGURA 13 
pc


FIGURA 14 
memoria


Si desea instalar ocho módulos de memoria, el segundo grupo de módulos de memoria deben ser instalados en los zócalos dos, cuatro , seis y ocho a menos que los ocho módulos sean idénticos y en ese caso se deberán completar todos los sockets de memoria y no tendrá que preocuparse por el orden. 


Eso fue todo amigos, espero no haya sido tan extenso, eso que todavía falta la parte 2 de este maravilloso tema de las memorias ram. Saludos a todos. 

Para AMD Users. 

josesitojosefo. 


FUENTE: http://www.hardwaresecrets.com/article/Everything-You-Need-to-Know-About-the-Dual-Triple-and-Quad-Channel-Memory-Architectures/133/1 

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