Nos campos da eletrônica digital e do hardware de computadores, a arquitetura de memória multicanal é uma tecnologia que aumenta a taxa de transferência de dados entre a memória DRAM e o controlador de memória, adicionando mais canais de comunicação entre eles. Teoricamente, isso multiplica a taxa de dados exatamente pelo número de canais presentes. A memória de canal duplo utiliza dois canais. A técnica remonta à década de 1960, tendo sido usada no IBM System/360 Modelo 91 e no CDC 6600.

Processadores modernos de alto desempenho para desktops e estações de trabalho, como a série AMD Ryzen Threadripper e a linha Intel Core i9 Extreme Edition, suportam memória de quatro canais. Os processadores de servidor da série AMD Epyc e das plataformas Intel Xeon oferecem suporte à largura de banda de memória desde o layout de módulo de quatro canais até o layout de 12 canais. Em março de 2010, a AMD lançou os processadores Socket G34 e Magny-Cours Opteron série 6100 com suporte para memória quad-channel. Em 2006, a Intel lançou chipsets que suportam memória quad-channel para sua plataforma LGA771. e posteriormente em 2011 para sua plataforma LGA2011.. Chipsets de microcomputadores com ainda mais canais foram projetados; por exemplo, o chipset do AlphaStation 600 (1995) suporta memória de oito canais, mas o backplane da máquina limitava a operação a quatro canais..

Operação

A memória multicanal requer um controlador de memória capaz (que pode estar na placa-mãe/chipset ou integrado à CPU). Os módulos de memória são instalados em bancos correspondentes, cada um pertencente a um canal diferente. O manual da placa-mãe fornecerá uma explicação de como instalar a memória nessa unidade específica. Para uso em dual-channel, o par correspondente de módulos de memória geralmente pode ser colocado no primeiro banco de cada canal e um par de módulos de capacidade diferente no segundo banco.

Grau de correspondência Módulos com velocidades diferentes podem funcionar em modo multicanal, embora a placa-mãe passe a executar todos os módulos de memória na velocidade do módulo mais lento. Algumas placas-mãe, no entanto, apresentam problemas de compatibilidade com determinadas marcas ou modelos de memória ao tentar utilizá-las no modo multicanal. Por esse motivo, geralmente recomenda-se o uso de pares idênticos de módulos de memória, razão pela qual a maioria dos fabricantes de memória agora vende "kits" de DIMMs combinados. Vários fabricantes de placas-mãe suportam apenas configurações onde são usados módulos combinados. Um par correspondente precisa coincidir em:

Capacidade (ex: 1024 MB). Velocidade (ex: PC5300). Temporização de memória, incluindo latência (Column Address Strobe) ou CL e outros parâmetros. Número de ranks de memória e largura do barramento de cada chip. Isso geralmente é escrito em formatos como 2Rx4 (dois ranks contendo chips de quatro bits). A quantidade de ranks nem sempre é a mesma que o número de lados (pode haver mais de dois), mas os DIMMs de um único lado geralmente têm apenas um rank. O número de fileiras e suas larguras também determinam a quantidade de chips, portanto, uma inspeção visual muitas vezes permite identificar incompatibilidades óbvias.

Desses requisitos, apenas o relógio e a sincronização precisam ser absolutamente compatíveis, pois os canais funcionam em sincronia por definição. (Se a velocidade não for a mesma, será utilizada a velocidade mais baixa dos dois módulos. Da mesma forma, será utilizada a latência mais alta dos dois módulos.) Os requisitos de tamanho e número de ranks foram flexibilizados ao longo do tempo, começando com a introdução da Flex Memory pela Intel em 2004, que permite que dois módulos de tamanhos diferentes funcionem em uma combinação de canal duplo e único, e com a introdução de um recurso equivalente pela AMD algum tempo antes de 2015. A mistura de larguras de barramento continua instável, especialmente em configurações ECC.

Alguns sistemas, como o Broadwell-EP, não suportam memória flexível, mas permitem capacidade na forma de "soma". Por exemplo, um canal contendo 1 módulo DIMM (stick) de 2Rx4 16GB pode ser combinado com um canal contendo 2 módulos DIMM de 1Rx4 8GB. O número total de classificações, bem como a capacidade, acaba sendo igualado por canal.

Embora a Flex Memory seja um recurso oficial (e tenha havido relatos de sucesso com um número maior de canais), a mistura de tipos de módulos geralmente não é documentada como suportada para sistemas de três canais ou superiores. Isso é especialmente verdade no caso de hardware de servidor.

Teoricamente, qualquer conjunto compatível de módulos pode ser usado em operação de canal único ou multicanal, desde que a placa-mãe suporte a escolha do número de canais.

Arquitetura de Dual-channel Controladores de memória com suporte a canal duplo em uma arquitetura de sistema de PC usam dois canais de dados de 64 bits. O termo "dual-channel" não deve ser confundido com "double data rate" (DDR), no qual a troca de dados ocorre duas vezes por ciclo de clock da DRAM. As duas tecnologias são independentes entre si, e muitas placas-mãe utilizam ambas, empregando memória DDR em uma configuração de canal duplo.

Desempenho Teoricamente, as configurações de canal duplo duplicam a largura de banda da memória e reduzem a latência da memória em comparação com as configurações de canal único. Isso não deve ser confundido com a memória de taxa de dados dupla (DDR), que dobra o uso do barramento DRAM transferindo dados tanto na borda de subida quanto na borda de descida dos sinais de clock do barramento de memória.

Ganged versus unganged O dual-channel foi originalmente concebido como uma forma de maximizar a taxa de transferência de memória, combinando dois barramentos de 64 bits em um único barramento de 128 bits. Retrospectivamente, isso é chamado de modo "em grupo". Entretanto, devido aos ganhos de desempenho pouco expressivos em aplicações de consumo, implementações mais modernas de dual-channel usam o modo "unanged" por padrão, que mantém dois barramentos de memória de 64 bits, mas permite acesso independente a cada canal, em suporte a multithreading com processadores multi-core.

A diferença entre "agrupado" e "não agrupado" também pode ser vista como uma analogia com o modo de funcionamento do RAID 0, quando comparado ao JBOD. Com RAID 0 (que é análogo ao modo "ganged"), cabe à camada lógica adicional proporcionar um uso melhor (idealmente uniforme) de todas as unidades de hardware disponíveis (dispositivos de armazenamento ou módulos de memória) e um aumento no desempenho geral. Por outro lado, com JBOD (que é análogo ao modo "não agrupado") depende-se dos padrões de uso estatísticos para garantir um aumento do desempenho geral através do uso uniforme de todas as unidades de hardware disponíveis.

Divisão de canal Com a introdução do DDR5, cada módulo DIMM DDR5 possui dois subcanais independentes de 32 bits de largura, em comparação com o único canal de 64 bits por módulo DIMM do DDR4. Isso é análogo à operação sem equipe. Nas plataformas Intel, também é possível usar apenas um subcanal de um DIMM (geralmente para overclocking extremo) ou usar um DIMM com apenas um subcanal. Os módulos DDR5 CAMM2 podem ter um ou dois canais (2 ou 4 subcanais), dependendo de quantos pinos são usados para conectar à placa-mãe.

As memórias VRAM das GPUs são notórias por exigirem alta largura de banda e baixa latência. Nas GPUs RTX 4060 Ti, o barramento de memória tem 128 bits de largura e cada controlador de memória tem 32 bits de largura; cada chip de memória pode se conectar a um controlador de memória usando 2 subcanais de 8 bits ou 2 subcanais de 16 bits, permitindo que cada controlador de memória atenda um ou dois chips. As placas GeForce RTX 4070 Ti e 4070 possuem um barramento de 192 bits mais amplo. A GeForce RTX 5090 possui um barramento de 512 bits.

Além disso, nas DRAMs LPDDR, cada controlador de memória tem 32 bits de largura. A partir do LPDDR5, cada chip de memória pode se conectar a um controlador de memória usando um subcanal de 16 bits ou dois subcanais de 16 bits, permitindo que cada controlador de memória atenda a um ou dois chips.

Arquitetura de Triple-Channel Operação A arquitetura de canal triplo DDR3 é usada na série Intel Core i7-900 (a série Intel Core i7-800 suporta apenas até canal duplo). A plataforma LGA 1366 (por exemplo, Intel X58) suporta DDR3 de canal triplo, normalmente 1333 e 1600 MHz, mas pode funcionar com frequências mais altas em determinadas placas-mãe. Os processadores AMD Socket AM3 não utilizam a arquitetura de triple-channel DDR3, mas sim memória DDR3 de dual-channel. O mesmo se aplica às séries Intel Core i3, Core i5 e Core i7-800, que são utilizadas nas plataformas LGA 1156 (por exemplo, Intel P55). Segundo a Intel, um Core i7 com DDR3 operando a 1066 MHz oferecerá taxas máximas de transferência de dados de 25,6 GB/s quando operando em modo intercalado de três canais. A Intel afirma que isso leva a um desempenho de sistema mais rápido, bem como a um desempenho mais elevado por watt.

Ao operar no modo de três canais, a latência da memória é reduzida devido ao entrelaçamento, o que significa que cada módulo é acessado sequencialmente para obter bits de dados menores, em vez de preencher completamente um módulo antes de acessar o próximo. Os dados são distribuídos entre os módulos em um padrão alternado, triplicando potencialmente a largura de banda de memória disponível para a mesma quantidade de dados, em vez de armazená-los todos em um único módulo.

Em plataformas Intel tão recentes quanto a LGA 2011, o triple-channel só pode ser usado quando todos os três módulos de memória, ou um múltiplo de três, são idênticos em capacidade e velocidade e estão instalados em slots de três canais. Quando dois módulos de memória são instalados, a arquitetura operará no modo de arquitetura de canal duplo., Single- and Multichannel Memory Modes

Processadores de suporte

Intel Core i7: Intel Core i7-9xx Bloomfield, Gulftown Intel Core i7-9x0X Gulftown

Intel Xeon: Intel Xeon E55xx Nehalem-EP Intel Xeon E56xx Westmere-EP Intel Xeon ECxxxx Jasper Forest Intel Xeon L55xx Nehalem-EP Intel Xeon L5609 Westmere-EP Intel Xeon L5630 Westmere-EP Intel Xeon L5640 Westmere-EP Intel Xeon LC55x8 Jasper Forest Intel Xeon Wxxxx Bloomfield, Nehalem-EP, Westmere-EP Intel Xeon X55xx Nehalem-EP Intel Xeon X56xx Westmere-EP Intel Xeon x4xx v3 Intel Pentium 14xx v3 Intel Xeon x4xx v2 Intel Pentium 14xx v2 Intel Xeon x4xx Intel Pentium 14xx

Arquitetura de Quad-channel Operação A memória de quatro canais estreou na plataforma Nehalem-EX LGA 1567 da Intel para CPUs Xeon, também conhecida como Beckton, em 2010, e foi introduzida na linha de produtos de ponta na plataforma Intel X79 LGA 2011 com Sandy Bridge-E no final de 2011. A DDR4 substituiu a DDR3 na plataforma Intel X99 LGA 2011, também conhecida como Haswell-E, e também é usada na plataforma Threadripper da AMD.AMD Ryzen Threadripper And Vega Attack Prey At 4K, Quad GPUs Shred Blender, Radeon RX Vega Hits In July, "....with 16 cores and 32 threads with support for quad-channel DDR4 memory......" A arquitetura de quatro canais DDR3 é usada na plataforma AMD G34 e nas CPUs Intel mencionadas anteriormente, anteriores à Haswell. Os processadores AMD para a plataforma C32 e os processadores Intel para a plataforma LGA 1155 (por exemplo, Intel Z68) utilizam memória DDR3 de canal duplo.

Em plataformas Intel tão recentes quanto a LGA 2011, a arquitetura de quatro canais só pode ser usada quando todos os quatro módulos de memória (ou um múltiplo de quatro) são idênticos em capacidade e velocidade e estão instalados em slots de quatro canais. Quando dois módulos de memória são instalados, a arquitetura operará em modo de canal duplo; quando três módulos de memória são instalados, a arquitetura operará em modo de canal triplo.

Desempenho