Tudo o Que Você Precisa Saber Sobre Memórias Dual Channel

Introdução

A memória RAM impede que o micro obtenha seu desempenho máximo. Isto

acontece porque o processador é muito mais rápido do que a memória RAM e

muitas vezes ele tem de ficar esperando a memória para poder entregá-la um

determinado dado. Durante esse tempo de espera o processador fica ocioso, sem

fazer nada (isto não é absolutamente verdade, mas vale para nossas explicações).

Em um computador ideal, a velocidade da memória deve ser igual à do

processador. “Dual channel” (“dois canais”, como passaremos chamar esta técnica

a partir de agora) é uma técnica usada para dobrar a velocidade de comunicação

entre o controlador de memória e a memória RAM, aumentando assim o

desempenho do micro. Neste tutorial explicaremos tudo o que você precisa saber

sobre a tecnologia de dois canais: como ela funciona, como configurá-la, como calcular a taxa de transferência e muito mais.

Antes de falarmos sobre a tecnologia de dois canais, vamos primeiro explicar como a memória RAM é tradicionalmente conectada ao sistema.

A memória é controlada por um circuito chamado controlador de memória. Este

circuito está fisicamente dentro do chipset (chip ponte norte – ou MCH, Memory

Controller Hub, Hub Controlador de Memória, que é como a Intel chama este chip –

, para sermos mais específicos), no caso dos processadores Intel, e dentro do

processador, no caso dos atuais processadores da AMD (ou seja, processadores

baseados na arquitetura AMD64 em diante: Athlon 64, Phenom, etc; processadores

da AMD mais antigos, como o Athlon XP, usavam o mesmo esquema dos processadores da Intel).

A memória RAM é conectada ao controlador de memória através de uma série de

fios. Esses fios são divididos em três grupos: dados, endereço e controle. Os fios do

barramento de dados são responsáveis por transportar os dados que estão sendo

lidos (ou seja, dados que estão sendo transferidos da memória para o controlador

de memória e então para o processador) ou escritos (ou seja, transferidos do

controlador de memória para a memória RAM, vindos do processador). Os fios do

barramento de endereços dizem aos módulos de memória onde exatamente (isto é,

em qual endereço) os dados precisam ser lidos ou armazenados. Os fios de

controle enviam comandos para os módulos de memória dizendo a eles que tipo de

operação deve ser feita – por exemplo, se é uma operação de escrita

(armazenamento) ou leitura. Outro fio importante presente no barramento de

controle é sinal de clock da memória. Nós resumimos esta idéia na Figura 1. Nosso

desenho é baseado em um micro com processador Intel. Em processadores da AMD

o controlador de memória está dentro do próprio processador e conseqüentemente

o barramento de memória parte diretamente do processador sem qualquer “intermediário”.

Figura 1: Como a memória é acessada.

As velocidades (clocks), capacidade máxima e tipos (DDR, DDR2, DDR3, etc) de

memória que um micro pode aceitar é definido pelo chipset (Intel) ou pelo

processador (AMD). Por exemplo, a instalação de memórias DDR3 em micros

equipados com processadores Intel dependerá do chipset (e a placa-mãe deve ter o

tipo certo de soquetes de memória) e não do processador. Micros equipados com

processadores AMD atualmente não podem trabalhar com memórias DDR3 porque

o controlador de memória integrado nesses processadores não reconhece este tipo

de memória.

No que diz respeito ao clock, se o controlador de memória for capaz de gerar

apenas um clock de, digamos, 667 MHz (333 MHz x 2), suas memórias DDR2-800

funcionarão a 667 MHz neste caso. Esta é uma limitação física do controlador de

memória. Normalmente você verá este tipo de limitação apenas em micros

equipados com processadores Intel, já que os processadores da AMD reconhecem

memórias DDR2 até 800 MHz (processadores soquete AM2) ou até 1.066 MHz (processadores Phenom soquete AM2+).

Outra coisa interessante refere-se à quantidade máxima de memória que o micro

pode reconhecer. A maioria dos processadores Intel tem um barramento de

endereços de 32 ou 36 bits (aqui estamos nos referindo ao barramento de

endereços disponível no barramento externo do processador, ou seja, em seu

barramento frontal (FSB, Front Side Bus). Isto permite ao processador reconhecer

até 4 GB (2^32) ou 64 GB (2^36) de memória, respectivamente. Mas como é o

controlador de memória quem irá acessar a memória (e não o processador

diretamente), este componente poderá limitar a quantidade máxima de memória

que o seu micro pode ter. Por exemplo, os chipsets Intel P35 e G33 podem acessar

até 8 GB de memória RAM (2 GB por soquete de memória). Além disso, o

fabricante da placa-mãe pode não disponibilizar soquetes de memória suficiente na

placa de modo obter a quantidade máxima de memória RAM que o processador

pode teoricamente acessar. Por exemplo, se um fabricante produz uma placa-mãe

baseada no chipset Intel G33 com apenas dois soquetes de memória, a quantidade

máxima de memória que você pode ter é de 4 GB (2 GB por soquete), mesmo o

chipset sendo capaz de acessar até 8 GB.

Como todos os tipos de módulos de memória disponíveis hoje são de 64 bits, o

barramento de dados da memória é de 64 bits. O que a tecnologia de dois canais

faz é expandir o barramento de dados da memória de 64 para 128 bits.

O Que é a Tecnologia de Dois Canais?

Dual channel (ou tecnologia de dois canais) é a capacidade que alguns

controladores de memória têm de expandir a largura do barramento de dados de

64 para 128 bits. Considerando que todos os outros parâmetros permaneçam os

mesmos (clock, por exemplo), a taxa de transferência máxima teórica da memória é dobrada com o uso desta tecnologia.

A taxa de transferência máxima teórica (TTMT) é calculada da seguinte forma:

TTMT = clock real x quantidade de dados transferidos por pulso de clock x quantidade de bits transferidos por pulso de clock / 8

Ou

TTMT = Clock DDR x quantidade de bits transferidos por pulso de clock / 8

As memórias baseadas na tecnologia DDR (Dual Data Rate, taxa de transferência

dobrada) tais como DDR-SDRAM, DDR2-SDRAM e DDR3-SDRAM transferem dois

dados por pulso de clock. Por causa disso, elas obtêm o dobro da taxa de

transferência em relação às memórias tradicionais (tais como as memórias SDRAM

originais) rodando com o mesmo clock. É por isso que as memórias DDR

normalmente são rotuladas com o dobro do seu clock real. Por exemplo, memórias

DDR2-800 na realidade trabalham a 400 MHz transferindo dois dados por pulso de

clock e por isso elas são rotuladas como memórias de “800 MHz”, apesar do clock real não ser de 800 MHz.

Portanto nas fórmulas acima você deve multiplicar o clock real por dois, ou seja, usar o clock DDR.

Dessa forma, um módulo de memória DDR2-800 – que é um dispositivo de 64 bits,

como mencionamos acima – tem uma taxa de transferência máxima de 6.400 MB/s

(800 MHz x 64 / 8). É por isso que os módulos que usam chips de memória DDR2-

800 também são chamados PC2-6400. Este número refere-se à taxa de transferência máxima teórica em MB/s (megabytes por segundo).

Se habilitarmos a tecnologia de dois canais com os módulos DDR2-800, a taxa de

transferência máxima teórica da memória é dobrada, passando de 6.400 MB/s para

12.800 MB/s (800 MHz x 128 / 8), já que estaremos transferindo o dobro da quantidade de dados (128 bits vs. 64 bits) a cada pulso de clock.

É muito importante notar que essas taxas de transferências são “teóricas”. Quando

as calculamos estamos assumindo que uma transferência de dados ocorrerá a cada

pulso de clock (ou seja, no caso da memória DDR2-800, 800.000.000 de

transferências aconteceriam por segundo), o que na verdade nunca acontece, já

que nenhum processador ou controlador de memória está 100% do tempo

transferindo dados. É por isso que quando medimos a taxa de transferência da

memória usando um programa como o Sandra sempre obtemos um valor menor do que a taxa de transferência máxima teórica.

É importante notar que o aumento de desempenho é obtido apenas no subsistema

de memória; um aumento de desempenho teórico de 100% não significa que o

desempenho geral do micro vai aumentar em 100%. Apenas uma pequena

porcentagem deste desempenho de memória influenciará no desempenho geral do micro.

Agora nós queremos explicar em detalhes o que acontece fisicamente com o

barramento de dados das memórias, já que vimos muitas informações erradas

sendo postadas em nosso fórum a respeito de como a tecnologia de dois canais funciona.

Primeiro vamos assumir que um micro não suporta o recurso de dois canais (ou seja, é um micro com apenas um canal de memória).

Quando dizemos que o barramento de dados da memória é de 64 bits, isto significa

que existem 64 fios (sim, fios físicos na placa-mãe) conectando o controlador de

memória aos soquetes de memória. Esses fios são rotulados como D0 a D63. O

barramento de dados da memória é compartilhado entre todos os soquetes de

memória. Os barramentos de endereços e controle ativarão o soquete apropriado

dependendo do endereço onde o dado deve ser armazenado ou lido. Nós ilustramos esta idéia na Figura 2.

Figura 2: Como o modo de canal único funciona.

Em micros que suportam a tecnologia de dois canais, o barramento de dados da

memória é expandido para 128 bits. Isto significa que em tais sistemas existem

128 fios conectando o controlador de memória aos soquetes de memória. Esses

fios são rotulados como D0 a D127. Como cada módulo de memória aceita apenas

64 bits por pulso de clock, dois módulos de memória são usados para preencher o

barramento de dados de 128 bits. Portanto para a tecnologia de dois canais

funcionar você precisa ter um número par de módulos de memória instalado em

seu micro (assumindo que o seu processador AMD ou chipset da Intel suporte esta

tecnologia, é claro). Se você instalar apenas um módulo a tecnologia de dois canais

não funcionará porque a memória ainda será acessada a 64 bits por vez. Em outras

palavras, a técnica de dois canais funciona acessando dois módulos de memória em

paralelo, ou seja, ao mesmo tempo.

Figura 3: Como a tecnologia de dois canais funciona.

Como os dois módulos são acessados ao mesmo tempo eles precisam ser idênticos

(mesma capacidade, mesmas temporizações e mesmo clock).

Habilitando o Modo de Dois Canais

Para habilitar a tecnologia de dois canais você precisa ter:

Um chipset e uma placa-mãe compatíveis com esta tecnologia, no caso de

um micro equipado com processador Intel; ou um processador compatível

(AMD).

Dois ou quatro módulos de memória idênticos, compatíveis com a tecnologia suportada pela placa-mãe (DDR-SDRAM, DDR2-SDRAM ou DDR3-SDRAM).

Os processadores AMD soquetes 939, 940, AM2, AM2+ e F (1207) são compatíveis

com a tecnologia de dois canais (placas-mães soquete 462 equipadas com chipset

nForce 2 também são compatíveis). Para a plataforma Intel você precisará verificar

no manual ou na página de especificações no site do fabricante para ver se sua placa-mãe é compatível com a tecnologia de dois canais.

Se você tem apenas um módulo de memória a técnica de dois canais não vai

funcionar. Portanto, se você quer um micro com 2 GB de memória RAM a melhor

maneira de se montar este micro é comprando dois módulos de 1 GB em vez de

apenas um módulo de 2 GB, já que no primeiro caso você pode habilitar o modo de

dois canais (que aumenta o desempenho), enquanto que no segundo você não pode fazer isso.

Se sua placa-mãe tem apenas dois soquetes de memória – que é mais comum

acontecer com placas-mães simples – então para habilitar o modo de dois canais você precisa simplesmente instalar dois módulos de memória.

Em placas-mães com quatro soquetes de memória, que é o cenário mais comum, a maneira correta de habilitar a tecnologia de dois canais varia.

Se você tem quatro módulos de memória basta instalar todos eles e o modo de dois canais será habilitado.

Se você tem dois módulos de memória – que é a situação mais comum – você

deve prestar atenção.

Para facilitar nossas explicações numeraremos os soquetes de memória da placa-

mãe como 1, 2, 3 e 4.

Placas-mãe Para Processadores Intel

Em placas-mães para os processadores Intel normalmente o modo de dois canais é

habilitado “pulando” um soquete de memória. Portanto você deve instalar seu

primeiro módulo de memória no soquete 1 e o segundo módulo no soquete 3,

deixando o soquete 2 vazio. Instalando o primeiro módulo de memória no soquete

2 e o segundo módulo no soquete 4 também funciona.

Para facilitar o processo de instalação do modo de dois canais a maioria dos

fabricantes usa a mesma cor nos soquetes 1 e 3 e uma cor diferente nos soquetes

2 e 4, veja na Figura 4. Portanto de modo a habilitar o modo de dois canais basta

você instalar módulos de memória em soquetes de mesma cor (não importa a cor que você escolher).

ATENÇÃO: o único fabricante que não segue este esquema é a MSI; na maioria

das placas-mães deste fabricante os soquetes 1 e 2 usam a mesma cor, enquanto

que os soquetes 3 e 4 usam outra cor, veja na Figura 6. O problema é que alguns

de seus produtos seguem o esquema explicado no parágrafo acima! Portanto em

placas-mães da MSI não siga nenhum código de cor: use o método descrito acima

de deixar um soquete vazio entre dois módulos de memória, como você pode ver

na Figura 5.

Figura 4: Disposição dos soquetes de memória em uma placa-mãe soquete 775

(Intel) típica.

Figura 5: Módulos de memória corretamente instalados no modo de dois canais (observe o soquete vazio entre eles).

Figura 6: A MSI usa um esquema de cor diferente.

Aqui vale uma explicação mais técnica: os soquetes 1 e 2 são fisicamente

conectados ao canal “A” enquanto que os soquetes 3 e 4 são fisicamente

conectados ao canal “B”. Quando você instala módulos de memória nos soquetes 1

e 3 ou 2 e 4 você está instalando cada módulo de memória em um canal diferente,

habilitando assim o modo de acesso de 128 bits. Se você instalar módulos de

memória no mesmo canal (instalando os módulos nos soquetes 1 e 2 ou 3 e 4) o

controlador de memória verá apenas um dispositivo de 64 bits e o modo de dois canais não será habilitado.

O processo para habilitar o modo de dois canais em micros baseados nos

processadores da AMD é um pouco diferente, como veremos na próxima página.

Habilitando o Modo de Dois Canais

Para habilitar a tecnologia de dois canais você precisa ter:

Um chipset e uma placa-mãe compatíveis com esta tecnologia, no

caso de um micro equipado com processador Intel; ou um

processador compatível (AMD).

Dois ou quatro módulos de memória idênticos, compatíveis com a

tecnologia suportada pela placa-mãe (DDR-SDRAM, DDR2-SDRAM ou

DDR3-SDRAM).

Os processadores AMD soquetes 939, 940, AM2, AM2+ e F (1207) são

compatíveis com a tecnologia de dois canais (placas-mães soquete 462

equipadas com chipset nForce 2 também são compatíveis). Para a

plataforma Intel você precisará verificar no manual ou na página de

especificações no site do fabricante para ver se sua placa-mãe é compatível com a tecnologia de dois canais.

Se você tem apenas um módulo de memória a técnica de dois canais não vai

funcionar. Portanto, se você quer um micro com 2 GB de memória RAM a

melhor maneira de se montar este micro é comprando dois módulos de 1 GB

em vez de apenas um módulo de 2 GB, já que no primeiro caso você pode

habilitar o modo de dois canais (que aumenta o desempenho), enquanto que no segundo você não pode fazer isso.

Se sua placa-mãe tem apenas dois soquetes de memória – que é mais

comum acontecer com placas-mães simples – então para habilitar o modo de dois canais você precisa simplesmente instalar dois módulos de memória.

Em placas-mães com quatro soquetes de memória, que é o cenário mais comum, a maneira correta de habilitar a tecnologia de dois canais varia.

Se você tem quatro módulos de memória basta instalar todos eles e o modo de dois canais será habilitado.

Se você tem dois módulos de memória – que é a situação mais comum – você deve prestar atenção.

Para facilitar nossas explicações numeraremos os soquetes de memória da

placa-mãe como 1, 2, 3 e 4.

Placas-mãe Para Processadores Intel

Em placas-mães para os processadores Intel normalmente o modo de dois

canais é habilitado “pulando” um soquete de memória. Portanto você deve

instalar seu primeiro módulo de memória no soquete 1 e o segundo módulo

no soquete 3, deixando o soquete 2 vazio. Instalando o primeiro módulo de memória no soquete 2 e o segundo módulo no soquete 4 também funciona.

Para facilitar o processo de instalação do modo de dois canais a maioria dos

fabricantes usa a mesma cor nos soquetes 1 e 3 e uma cor diferente nos

soquetes 2 e 4, veja na Figura 4. Portanto de modo a habilitar o modo de

dois canais basta você instalar módulos de memória em soquetes de mesma cor (não importa a cor que você escolher).

ATENÇÃO: o único fabricante que não segue este esquema é a MSI; na

maioria das placas-mães deste fabricante os soquetes 1 e 2 usam a mesma

cor, enquanto que os soquetes 3 e 4 usam outra cor, veja na Figura 6. O

problema é que alguns de seus produtos seguem o esquema explicado no

parágrafo acima! Portanto em placas-mães da MSI não siga nenhum código

de cor: use o método descrito acima de deixar um soquete vazio entre dois

módulos de memória, como você pode ver na Figura 5.

Figura 4: Disposição dos soquetes de memória em uma placa-mãe soquete 775 (Intel) típica.

Figura 5: Módulos de memória corretamente instalados no modo de dois canais (observe o soquete vazio entre eles).

Figura 6: A MSI usa um esquema de cor diferente.

Aqui vale uma explicação mais técnica: os soquetes 1 e 2 são fisicamente

conectados ao canal “A” enquanto que os soquetes 3 e 4 são fisicamente

conectados ao canal “B”. Quando você instala módulos de memória nos

soquetes 1 e 3 ou 2 e 4 você está instalando cada módulo de memória em

um canal diferente, habilitando assim o modo de acesso de 128 bits. Se você

instalar módulos de memória no mesmo canal (instalando os módulos nos

soquetes 1 e 2 ou 3 e 4) o controlador de memória verá apenas um dispositivo de 64 bits e o modo de dois canais não será habilitado.

O processo para habilitar o modo de dois canais em micros baseados nos

processadores da AMD é um pouco diferente, como veremos na próxima página.

Verificando se o Modo de Dois Canais Está Habilitado

Após a instalação dos seus módulos de memória o passo final é verificar se eles estão realmente trabalhando no modo de dois canais.

Atualmente a maioria das placas-mães mostra esta informação durante o

POST, que é a tela que aparece assim que você liga o micro contendo

algumas informações. Procure por frases como “Dual Channel” ou “Single Channel”, veja na Figura 9.

Figura 9: Micro com o modo de dois canais corretamente habilitado (veja “at Dual Channel”).

Outra forma de verificar isto é rodando um programa de identificação de

hardware. Nós recomendamos a utilização do programa CPU-Z. Neste

programa, veja as informações referentes à memória na guia Memory,

com você pode ver Figura 10. Você pode ver se o modo de dois canais

está habilitado em “Channels #”, que deve mostrar “Dual”. Nesta mesma

tela você pode verificar o clock real e as temporizações da memória.

Lembre-se que o clock real é metade do clock anunciado pela memória.

Em nosso exemplo (Figura 10) as memórias estavam sendo acessadas a

333 MHz, ou seja, a “667 MHz”. Este é um bom lugar para verificar se as

memórias estão sendo acessadas com a velocidade máxima suportada. Se

não estiver, você precisa verifica o que aconteceu de errado (normalmente

uma configuração errada no setup do micro ou uma limitação do

processador ou chipset – por exemplo, se você tem um micro baseado na

plataforma Intel e seu chipset suporta apenas memórias até DDR2-677

não espere obter um clock de 800 MHz com suas memórias DDR2-800!).

Dica: alguns processadores Athlon X2 têm um problema onde as

memórias não podem ser acessadas em sua velocidade máxima, clique aqui para mais informações.

Figura 10: Micro com o modo de dois canais corretamente habilitado

(observe a palavra “Dual”).

Fonte de Pesquisa: www.hardware.com