Количество каналов памяти процессора что это
Во многих процессорах, особенно некоторых поколений назад от Intel, мы могли видеть аббревиатуру IMC, выгравированную на IHS. В настоящее время они больше не делают, но это не значит, что они перестали использовать его, и на самом деле, сегодня это является одним из компонентов процессоров, который имеет большее значение , В связи с этим, вы знаете, что такое ИМТ процессора? В этой статье мы расскажем вам, и мы объясним, как это работает и какие типы есть.
IMC на самом деле является одной из тех частей процессора, которые обычно не принимаются во внимание, и это то, что мы склонны смотреть только на ядра, скорость и, самое большее, на кеш-память, которую они имеют. Но это внутренний компонент процессоров, который чрезвычайно важен, и тогда вы поймете, почему.
Что такое каналы памяти?
Если упростить определение, каналы памяти - это связь между ОЗУ и процессором , то есть это место, где данные перемещаются между двумя частями для связи.
Исторически сложилось так, первые воспоминания были одноканальными , но у этого была дополнительная проблема, так как в то время, когда видеоадаптеру необходимо было получить доступ к информации для создания экрана, тогда ЦП не имел доступа к ОЗУ И не только видеоадаптер, но и всю периферию.
Это привело к появлению Видео Оперативная память , первый тип двухканальной памяти, в котором каждая микросхема памяти имела два интерфейса доступа, что означает, что контакты адресации и данных , А также интерфейсы которые необходимы для доступа к данным в доступе к памяти удваиваются .
Для связи процессора с памятью нам нужен симметричный физический интерфейс с обеих сторон. , как в памяти, так и в ОЗУ.
Что такое память DRAM?
тип памяти, используемой для RAM как системное ОЗУ, так и видеопамять или видеопамять. Память DRAM или 1T-DRAM . В этом типе памяти каждый бит хранится в комбинация конденсатора и транзистора , а не в нескольких транзисторах, таких как SRAM, отсюда и название 1T-DRAM.
Вся память RAM, используемая в настоящее время в ПК: DDR4, GDDR6, HBM2e, LPDDR4 и т. Д., Является памятью типа DRAM, в то время как внутренняя память процессоров, кеши регистров и блокноты относятся к типу SRAM.
Указанная комбинация конденсатора и транзистора называется Bitcell , когда конденсатор битовой ячейки заряжен, интерпретируется, что информация, содержащаяся в этой битовой ячейке, равна 1, когда она не заряжена, она интерпретируется как 0.
Битовые ячейки организованы в матрицу, в которой контакты адресации используются для доступа к ним следующим образом:
- Первая половина битов выбирает строку, к которой мы хотим получить доступ
- Вторая половина битов адресации содержит столбец, к которому мы хотим получить доступ,
Для этого между матрицей битовых ячеек и шиной адресации существует двоичный декодер, который позволяет выбрать соответствующую битовую ячейку.
Конфигурации многоканальной памяти-процессора
Мы взяли три разные конфигурации чтобы вы могли понять, каким образом процессор, который может быть ЦП, GPU / ГРАФИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР или любой другой тип xPU, связывается с ОЗУ.
Во всех примерах , хотя речь идет о двухканальных конфигурациях, операция такая же для конфигураций с интерфейсами с большим количеством каналов.
Случай 2: несколько каналов от процессора и ОЗУ
Второй случай - это тот, который встречается когда многоканальный интерфейс взаимодействует с другим многоканальным интерфейсом , в настоящее время это это случай памяти GDDR6 который имеет два 16-битных канала памяти, в отличие от других модулей памяти GDDR, выпущенных ранее, а также в случае будущей памяти DDR5 .
Как любопытство, Память HBM имеет до 8 различных каналов , возможность назначать один или два канала для каждой микросхемы памяти в стеке HBM,
Что такое ИМТ процессора
IMC означает «интегрированный контроллер памяти» или встроенный контроллер памяти. Контроллер памяти может быть отделен или интегрирован в другую микросхему, так что интегрированные - это те, которые, как вы предположите, интегрированы в кристалл процессора. Раньше контроллер памяти находился на материнская плата, но уже довольно давно используется только IMC, поскольку он позволяет процессору управлять памятью более быстрым и прямым образом.
Таким образом, IMC - это цифровая схема, которая контролирует поток данных, которые приходят и уходят между самим процессором и Оперативная память. То, что он интегрирован в процессор, позволяет управлять ОЗУ напрямую и быстрее, чем когда контроллеры памяти были на материнской плате.
Перед AMD K8s (выпущен в 2003 году), процессоры AMD имели контроллер памяти в своем северном мосту, но в следующих поколениях AMD впервые интегрировала его в сам процессор . Intel впервые сделала то же самое для процессоров Nehalem в 2008 году, и после этого оба производителя используют только IMC. Кстати, ARM Процессоры с архитектурой также во всех случаях используют контроллер памяти, встроенный в процессор.
Связь между RAM и CPU
- Выберите столбец (Адресация)
- Выберите строку (Адресация)
- Передача данных.
Для этого используется ряд специальных контактов, один из которых мы уже видели, и это запись Enable, а два других следующие:
- Строб доступа к колонке: Этот вывод активируется, когда мы указываем оперативной памяти, что указываем столбец, к которому хотим получить доступ.
- Строб доступа к строке :: Этот вывод активируется, когда мы указываем оперативной памяти, что указываем строку, к которой хотим получить доступ.
Обе операции можно резюмировать следующим образом:
- Операция чтения очень проста, для этого у вас должен быть неактивен вывод WE, чтобы указать, что данные идут из ОЗУ в процессор, указать строку, а затем столбец, чтобы информация поступала к процессору из ОЗУ памяти. .
- Операция записи несколько отличается, для этого вывод WE должен быть активен, но данные передаются не после выбора столбца данных, а после выбора строки и одновременно с выбором столбца, в котором находятся данные.
Благодаря этому вы уже можете получить приблизительное представление о том, как работает связь между процессором и его оперативной памятью.
Брак между Оперативная память Память и процессоры являются одними из тех, которые неразделимы, без ОЗУ любой тип процессора не может функционировать, а без процессора ОЗУ совершенно бесполезно, но для связи им нужен ряд каналов связи, которыми они являются.
На днях мы говорили с вами о способе доступа процессора к памяти для получения данных и инструкций, а то, что вы сейчас читаете, касается каналов памяти, то есть способов использования процессора. подключается к ОЗУ для передачи данных и наоборот.
Варианты существующего ИМТ
Конечно, вы заметили, что спецификации процессоров почти всегда включают определение типа и скорости ОЗУ, с которым они совместимы, точно в зависимости от ИМТ, который они включают. Поэтому существуют разные варианты контроллера памяти, и некоторые из них вы обязательно узнаете сразу.
С одной стороны, есть Контроллеры DDR что может быть (обычно) двойной канал и четырехъядерный канал , Разница заключается в том, что в них память RAM разделена на 2 или 4 отдельных канала, каждый с прямой шиной к контроллеру памяти. Это наиболее используемые на ПК, и те, которые мы все знаем.
С другой стороны, у нас есть контроллеры с именем FBM ( Полностью буферизованная память ) поведение которого отличается от предыдущего тем, что в каждом модуле памяти находится буферное устройство (называемое FB-DIMM ), который использует последовательный канал передачи данных к контроллеру (вместо параллельного), уменьшая количество рельсов, необходимых для связи, за счет увеличения задержки.
Наконец, мы имеем Флэш-память контроллеры, используемые такими устройствами, как флеш-накопители или твердотельные накопители. Флэш-память по своей природе медленнее, чем DRAM, и, как правило, становится непригодной для использования после ряда циклов записи, но ей все равно нужен собственный контроллер памяти для связи с остальной системой.
Как это работает
Многоканальный режим – использование ОЗУ и ее взаимодействие с прочими компонентами ПК таким образом, чтобы скорость доступа к объединенному банку данных через несколько каналов возросла.
Приведу аналогию: из резервуара с одним выпускным отверстием жидкость вытекает в два раза медленнее, чем из такого же резервуара с двумя отверстиями. С другой стороны, заливая жидкость из двух одинаковых шлангов, емкость можно наполнить в два раза быстрее, чем используя один шланг.
Одна планка будет трудиться в одноканальном режиме. Существуют трех- и четырехканальный режимы, однако поддерживаются они не всеми материнками и процессорами. Двухканальный же можно активировать в любом современном компе.
Зачем процессору связь с ОЗУ?
Стадия, на которой ЦП берет следующую инструкцию для выполнения из ОЗУ, называется «выборкой» и является одним из трех этапов, составляющих цикл команд: Fetch-Decode-Execute, о котором мы поговорим только в этой статье о первой, а о второй два будут оставлены на другой раз, так как оперативная память не вмешивается в них, кроме как для записи результата обратно.
- Счетчик команд: ПК указывает на следующую строку памяти, где находится следующая инструкция процессора. Его значение увеличивается на 1 каждый раз, когда завершается полный цикл команд или когда команда перехода изменяет значение программного счетчика.
- Регистр адреса памяти: MAR копирует содержимое ПК и отправляет его в RAM через адресные контакты ЦП, которые соединены с адресными контактами RAM.
- Регистр данных памяти : Если инструкция прочитана, то ОЗУ будет передавать через свою шину данных содержимое адреса памяти, на который указывал MAR.
- Реестр инструкций: Инструкция копируется в регистр инструкций, откуда блок управления расшифровывает ее, чтобы знать, как выполнить инструкцию.
Случай 1: несколько каналов от процессора, один канал из памяти
Первый случай тот, который сегодня используется для оперативной памяти в ПК , Где процессор имеет многоканальный интерфейс и взаимодействует с памятью RAM, каждая из которых имеет один канал , это позволяет являетесь разместить два модуля памяти DIMM, подключенных к одному процессору, и объединить их пропускную способность , поскольку доступ к каждому из модулей памяти осуществляется одновременно с процессора.
Контакты для связи с RAM
- адресация штифты : Обычно обозначается от A0 до AN, где N - количество контактов и равно количеству бит адресации, которое всегда равно 2 ^ N.
- Контакты данных : Здесь данные передаются в оперативную память и из нее.
- Запись разрешена: Если вывод активен, передача данных осуществляется в память, запись, с другой стороны, если она не активна, то в сторону процессора, чтение.
Если наша система имеет несколько микросхем памяти RAM, то первые биты адресации используются для выбора, к какой из микросхем памяти мы хотим получить доступ в модуле памяти DIMM. Также были случаи, когда адрес и контакты данных совпадали. Это связано с тем, что адресация и доступ к данным не выполняются одновременно.
Но чтобы понять, как работает адресация, мы должны рассмотреть основную часть электроники - двоичный декодер.
Практическое применение
Что дает это нам в практическом плане? В первую очередь, возрастает итоговая производительность системы в целом – так, пара планок по 4 Гб в двухканальном режиме работают эффективнее, чем одна планка на 8 Гб. Это совершенно не зависит от типа оперативки и проявляется как на старых компах, так и на современных с DDR3 или DDR4 на борту.
В цифрах это выглядит так: в играх и при выполнении рядовых задач этот показатель может достигать 10%. В специфических задачах прирост производительности более существенен и может превысить 30%. Сюда относится рендеринг видео, обработка звука, использование «тяжелого» софта – например, Photoshop или CorelDraw.
Как узнать, что двухканальный процесс активен: установить утилиту CPU-Z. Во вкладке Memory напротив пункта Channels должно отображаться Dual.
Поэтому при самостоятельной сборке компьютера я рекомендую взять пару планок по 4 или 8 Гб – смотря на какие параметры вы рассчитываете. Естественно, только DDR4, без вариантов. С выбором вам помогут публикации об основных характеристиках оперативной памяти и как правильно подобрать оперативную память. Также рекомендую почитать о типах оперативной памяти – для общего развития.
Двухканальный режим, это, очень грубо, когда запись и чтение ведется сразу с двух модулей памяти (одноканальный - когда вода льётся из одной трубы, а двухканальный, когда вода льётся сразу из двух труб), что повышает скорость работы оперативной памяти (не вдвое, увы, обычно в среднем до +~15% к производительности системы, но зависит от задач).
Для работы этого режима нужно четное кол-во планок памяти - 2 или больше, правильно установленных в слоты (если слота всего 2 - то просто 2 планки надо). Относительно новые мат. платы поддерживают несимметричный двухканальный режим, в таком случае, частично будет работать и с нечетным кол-вом планок памяти.
спасибо за ответы
вот присмотрел оперативу
Оперативная память Crucial DDR4-2400 8192MB PC4-19200 (CT8G4DFS824A)
Добавлю. 4 x DDR4 DIMM - это 4 слота под оперативку. Передача у одного модуля информации - 64 бита за такт. Двухканальный режим - если поставишь 2 планки, то будут передаваться 128 битов за такт. Если процессор затребует информацию из оперативки, то требуемая информация в двухканальном режиме будет передаваться вдвое быстрее, и процессор будет меньше ждать, уменьшится время простоя, при котором процессор не выполняет ни какой работы. А чатота ОЗУ - это количество тактов передачи в секунду, тоже позволяет передать информацию быстрее, чтобы процессор не простаивал. Если в материнку с двухканалом поставить больше модулей, то все равно, передаваться за такт будут 128 бит. Бывает еще четырехканальный режим, это указано в описании к материнке, тогда все четыре модуля будут передавать информацию, 256 бит за такт. Только такие материнки дороги, как и процессоры к ним.
Еще у памяти есть тайминги. Это задержки обработки информации. Например тайминг на чтение означает, что информация по запросу процессора начнет передаваться через указанное количество тактов, его нужно добавить к общему времени передачи информации.
Если вы когда-нибудь задумывались, что это за процесс, за которым следует процессор и Оперативная память что он назначил для получения данных и инструкций, которые он должен выполнить, то вам повезло, потому что в этой статье мы собираемся объяснить, что это за процесс связи между двумя наиболее важными элементами ПК, с которыми общаются разное.
В этой статье мы не будем объяснять, какой тип оперативной памяти лучше or спецификации каждого , но процессор связывается с ним, чтобы иметь возможность выполнять программы.
Причина почему мы используем внешнюю память потому, что количество транзисторов, необходимых для хранения информации, не поместится в пространстве процессора , поэтому необходимо использовать память RAM, внешнюю по отношению к процессору, для хранения инструкций и данных, которые они будут выполнять.
Двоичный декодер и его роль в связи с RAM
В оперативной памяти адресация передается в двух циклах: сначала отправляется строка, к которой необходимо получить доступ, а затем столбец, а не одновременно.
По этой причине обращение к оперативной памяти происходит в два этапа.
На что обратить внимание
Поддержка технологии возможна в случае парного количества планок памяти. При этом параллельно работают первый и второй модули или третий и четвертый. Более того, можно задействовать два двухканальных режима, установив четыре модуля памяти. Однако следует соблюсти определенные условия:
- Желательно, чтобы объем спаренных модулей был одинаков или не сильно отличался. Хотя это некритично: так могут работать и модули с разным объемом.
- Частота планок оперативки должна совпадать, иначе обе будут функционировать на той частоте, которая ниже.
- Лучше всего, если тайминги совпадают полностью или отличаются не слишком сильно.
Важное замечание: при установке разных планок нет никаких гарантий, что этот процесс все-таки активируется, так как учитываются и другие факторы.
Для активации необходимо установить их в разные каналы (обычно это разные по цвету слоты на материнке). Однако так бывает не всегда, поэтому лучше найти документацию по материнской плате и уточнить, какому слоту какой канал присвоен.
Частный случай: сразу 3 планки в разных слотах. Как работает такая сборка? Спаренные модули активируют двухканальный процесс, оставшийся «гуляет сам по себе».
Случай 3; Несколько процессоров с одним каналом, многоканальная RAM
Третий случай - когда у нас есть память с несколькими каналами, подключенная к нескольким процессорам , это типичен для SoC с разнородными конфигурациями процессоров разных типов. .
Например, один канал памяти может использоваться в качестве видеопамяти, а другой канал - как системная RAM, но он также используется в однородных ядрах, где все процессоры симметричны, так что наибольшее количество ядер имеет доступ к RAM одновременно. .
Как работает контроллер памяти?
Контроллеры памяти содержат логику, необходимую для чтения и записи в ОЗУ и «обновления» DRAM. Без этих постоянных «обновлений» DRAM потерял бы содержащиеся в нем данные, так как содержащиеся в них конденсаторы теряют заряд за доли секунды (не более 64 миллисекунды в соответствии со спецификацией JEDEC ).
Чтение и запись в ОЗУ осуществляется путем выбора адресов данных строки и столбца DRAM в качестве входов для схемы мультиплексора, где демультиплексор в DRAM использует преобразованные входы для выбора правильного расположения в памяти и возврата данных, которые возвращаются обратно через мультиплексор для консолидации с целью уменьшения ширины шины, необходимой для работы.
Некоторые контроллеры памяти также имеют свою собственную систему исправления ошибок, которая может быть дополнена той, которая включает в себя множество модулей памяти ОЗУ (что хорошо, потому что в некоторых случаях она освобождает их, а в других удваивает коррекцию ошибок размера).
Банки памяти
Данные в ОЗУ не хранятся последовательно , но в разных банках на одном чипе, каждый из банков содержит массив битовых ячеек , но если мы хотим передать, например, n битов данных, нам понадобится n массивов битовых ячеек, каждый из которых подключен к выводу шины данных.
Использование несколько банков , в той же микросхеме памяти, позволяет выбрать несколько бит одновременно с одним доступом к памяти , поскольку все банки разделяют адресацию . Таким образом, если у нас есть 8 банков памяти, выбор конкретной битовой ячейки приведет к одновременной передаче данных в 8 банков памяти и из них.
Стандартный размер банков в памяти RAM составляет 8 бит, поэтому максимальный объем памяти при адресации всегда считается как 2 ^ n байтов. Фактически, это 16-, 32-, 64-битные шины и т. Д. Они передают данные нескольких последовательных адресов памяти, начиная с первого.
Читайте также: