RAM của hệ thống  chính là nguyên nhân khiến cho PC không đạt khả năng làm việc cao nhất . Nguyên nhân của nó chính là việc CPU nhanh hơn và thường phải chờ để RAM cung cấp dữ liệu .

Trong thời gian chờ , CPU ở trạng thái nghỉ không làm gì cả ( tuy nhiên không hoàn toàn như vậy mà chỉ giải thích để đơn giản hóa cho người đọc ) .

Một máy tính hoàn hảo tức là RAM hoạt động nhanh như CPU . 2- , 3- và 4-kênh là kỹ thuật dùng để tăng tốc độ truyền thông gấp hai , gấp ba và gấp bốn giữa mạch điều khiển bộ nhớ và RAM để tăng hiệu suất làm việc của cả hệ thống  . Trong bài này sửa máy tính sẽ giải thích những điều bạn cần biết về những công nghệ này .

Trước khi giải thích kỹ hơn chúng ta cần biết RAM kết nối truyền thống với hệ thống  như thế nào .

RAM được điều khiển bằng mạch điện  gọi là mạch điều khiển bộ nhớ . Hiện nay những bộ vi xử lí  mới bộ phận điều khiển này tích hợp bên trong vỏ CPU , do đó CPU có Bus bộ nhớ riêng kết nối bộ vi xử lí  tới RAM .

Trong những CPU cũ hơn mạch điều khiển này nằm bên trong Chipset ở trên Motherboard , trong Chip NorthBridge . Với tình huống như thế này thì CPU không “nói” trực tiếp tới RAM và phải “nói “qua Chip NorthBridge và Chip này “nói” tới bộ nhớ . Như vậy để hiệu suất làm việc tốt hơn sẽ không  cần “bộ phận trung gian” khi truyền thông giữa bộ nhớ với CPU . Trong Hình 1 và Hình 2 cho thấy sự so sánh giữa hai tình huống trên .

Hình 1 : Dùng với CPU cũ trước kia khi kết nối tới RAM

Hình 2 : Tích hợp mạch điều khiển bộ nhớ bên trong những CPU mới

RAM được nối tới mạch điều khiển bộ nhớ qua hệ thống  dây dẫn gọi là “Bus nhớ- Memory Bus” . Bus nhớ này chia làm ba nhóm : Dữ liệu ( Data ) , Địa chỉ ( Address ) và Điều khiển ( Controller ) .

Bus dữ liệu sẽ mang dữ liệu được Đọc ra ( chuyển từ bộ nhớ tới mạch điều khiển ) hoặc Ghi vào ( chuyển từ mạch điều khiển tới bộ nhớ , ra khỏi CPU ) .

Bus địa chỉ nói cho những thanh nhớ biết chính xác vị trí dữ liệu để lấy ra hoặc để ghi vào .

Bus điều khiển gửi những lệnh tới những thanh nhớ , nói cho chúng biết loại hoạt động nào cần thực hiện , ví dụ như Đọc hoặc Ghi .

Ngoài ra có đường dây dẫn quan trọng trong Bus điều khiển đó là tín hiệu tốc độ xung nhịp của bộ nhớ .

Ngoài ra hệ thống  còn quyết định những thông số khác liên quan tới bộ nhớ như : tốc độ lớn nhất , dung lượng lớn nhất trong mỗi thanh nhớ , kiểu bộ nhớ ( DDR, DDR2 , DDR3 …) . Ví dụ nếu mạch điều khiển bộ nhớ chỉ hỗ trợ bộ nhớ DDR3 lên tới 1333MHz thì bạn sẽ không  thể lắp được bộ nhớ DDR2 và nếu bạn lắp bộ nhớ DDR3 với tốc độ cao hơn ( ví dụ 1866MHz hoặc 2133MHz ) thì chúng chỉ truy cập với tốc độ 1333MHz .

Tuy nhiên trong một số trường hợp Motherboard lại cho phép bạn cấu hình với tốc độ cao hơn tốc độ mà bộ nhớ chính thức công bố . Ví dụ hiện tại những bộ vi xử lí  Intel hỗ trợ bộ nhớ lên tới 1333MHz nhưng trong Motherboard sẽ cho phép bạn cấu hình tới tốc độ 2133MHz .

Băng thông là tốc độ truyền lớn nhất theo lí thuyết của kênh truyền thông . Trong trường hợp bộ nhớ , Băng thông được đo bằng đơn vị MegaByte/giây ( MB/s ) hoặc GigaByte/giây ( GB/s ) .

Băng thông của bộ nhớ được tính toán theo công thức

Băng thông = Tốc độ xung nhịp x Dữ liệu truyền theo mỗi chu kì xung nhịp x Bit truyền mỗi chu kì xung            nhịp / 8

Bộ nhớ dựa trên công nghệ DDR ( Double Data Rate ) như DDR-SDRAM , DDR2-SDRAM và DDR3-SDRAM đều truyền hai dữ liệu ở mỗi chu kì xung nhịp . Kết quả là sẽ có tốc độ truyền dữ liệu tăng gấp hai so với công nghệ bộ nhớ truyền thống ( SDRAM ) chạy với cùng tốc độ xung nhịp . Vì thế mà những bộ nhớ DDR thường có nhãn ghi tốc độ cao hấp hai tốc độ xung nhịp thực . Ví dụ bộ nhớ DDR3-1333 có tốc độ xung nhịp thực là 666.6MHz và con số này được nhân với hai để bằng 1333 .

Bạn sẽ dùng tốc độ xung nhịp thực cho công thức trên hoặc đơn giản bạn chỉ cần dùng công thức với bộ nhớ DDR như sau :

Băng thông = Tốc độ xung nhịp DDR x Số Bit truyền trong mỗi chu kì xung nhịp / 8 .

Những thanh nhớ hiện nay là thiết bị 64-bit . Có nghĩa là 64-bit dữ liệu được truyền ở mỗi chu kì đồng hồ , như vậy theo công thức trên ta có phép tính đơn giản hơn

Băng thông = Tốc độ DDR x 8

Ví dụ bộ nhớ DDR3-1333 có băng thông là 10664MB/s hoặc 10.6GB/s , DDR3-1866 có băng thông 14928MB/s hoặc 14.9GB/s .

Điều rất quan trọng để hiểu rằng tốc độ truyền này là băng thông có sẵn , và là tốc độ truyền lớn nhất theo lí thuyết . Trên thực tế tốc độ này không bao giờ đạt được bởi vì CPU không truyền dữ liệu 100% thời gian . Đó là nguyên nhân khi chúng ta đo tốc độ truyền bộ nhớ thực bằng phần mềm như Sandra thường thấp hơn so với tốc độ lớn nhất theo lí thuyết .

Cấu trúc 2- , 3- và 4-kênh làm việc bằng cách tăng số dữ liệu truyền đi trong Bus nhớ lên gấp 2- , 3- , 4-lần . Nhưng có điều chúng ta nên nhớ đó là hiệu suất này chỉ tăng lên với việc trao đổi dữ liệu với bộ nhớ theo lí thuyết nhưng hiệu suất làm việc của cả hệ thống  không thể tăng lên gấp 2 , 3 hoặc 4 lần được

Cấu trúc 2-kênh mở rộng Bus dữ liệu từ 64-bit lên 128-bit điều đó sẽ cho phép băng thông của bộ nhớ tăng gấp hai . Ví dụ nếu bạn có thanh nhớ DDR3-1333 có tốc độ truyền dữ liệu theo lí thuyết là 10.6GB/s và chạy theo cấu hình 2-kênh sẽ cho tốc độ này tăng gấp hai tức là 21.6GB/s .

Tuy nhiên mỗi thanh nhớ có cấu trúc 64-bit vì vậy để làm việc bằng cấu trúc 2-kênh , bạn sẽ cần lắp hai thanh nhớ song song với nhau để tạo thành Bus 128-bit .

Với nhiều người thật khó để hình dung . Giả thiết chúng ta có hệ thống  không hỗ trợ 2-kênh , tức là chỉ có 1-kênh bộ nhớ . Khi ấy mạch điều khiển bộ nhớ sẽ truyền 64-bit cùng một lúc thông qua các dây dẫn dữ liệu từ D0 tới D63 . Bus nhớ này được nối song song tới tất cả các Socket . Bus địa chỉ và Bus điều khiển sẽ kích hoạt thanh nhớ phù hợp tùy theo yêu cầu nhiệm vụ .

Hình 3 : Cấu hình 1-kênh

Trên hệ thống  hỗ trợ công nghệ 2-kênh , Bus dữ liệu của bộ nhớ mở rộng thành 128-bit . Điều đó có nghĩa là 128 dây dẫn dữ liệu nối mạch điều khiển bộ nhớ tới những khe cắm bộ nhớ . Những dây dẫn này có đánh số từ D0 tới D127 . Mỗi thanh nhớ chỉ có 64-bit và hai thanh nhớ trong cấu hình 2-kênh sẽ tạo Bus dữ liệu 128-bit . Bởi vì hai thanh nhớ truy cập cùng một lúc nên chúng phải hoàn toàn giống nhau ( cùng dung lượng , cùng tốc độ , cùng Timing ) .

Hình 4 : Cấu hình 2-kênh

Để làm việc với cấu trúc 2kênh bạn sẽ phải cần có những điều kiện sau :

Đầu tiên , mạch điều khiển bộ nhớ phải hỗ trợ cấu trúc 2-kênh . Tuy nhiên những CPU ngày nay đều tích hợp mạch điều khiển bộ nhớ này và hầu hết những máy tính mới đều hỗ trợ 2-kênh .

Thứ hai , bạn cần có số lượng thanh nhớ chẵn trên hệ thống  . Mỗi cặp phải đồng nhất . Nếu bạn chỉ cắm 1 thanh nhớ thì công nghệ này không làm việc bởi vì lúc đó chủ truy cập 64-bit vào bộ nhớ . Nói một cách khác đó là với cấu trúc 2-kênh là truy nhập hai thanh nhớ song song với nhau . Bạn nên mua Kit nhớ mà có 2 thanh và vỏ ngoài ghi hỗ trợ 2-kênh ( Dual-Channel ) mới đạt yêu cầu vì những Kit như vậy đã được kiểm nghiệm và hoàn toàn tương tự nhau .

Xin lưu ý hai thanh nhớ giống nhau cả về dung lượng , Timing , tần số làm việc . Mặc dù có thể bạn có hai thanh nhớ trong tay cùng nhà sản xuất , cùng dung lượng và thậm chí cùng tần số làm việc nhưng vẫn không chạy được cấu hình 2-kênh là do Timing của hai thanh nhớ này khác nhau .

Điểm thứ ba đó là lắp những cặp thanh nhớ đúng khe cắm trên Motherboard vì nếu cắm không đúng bạn chỉ chạy được cấu hình 1-kênh mà thôi , như Hình 3 và Hình 4 .

Những Motherboard dùng cho những CPU Intel và CPU AMD AM3+ ( và một số model AM3 ) dùng khe cắm chân RAM một và hai là kênh đầu tiên , ba và bốn là kênh thứ hai . Để dùng với cấu hình 2-kênh bạn phải lắp một thanh nhớ trên kênh đầu tiên và thanh thứ hai vào kênh thứ hai .

Nếu bạn lắp hai thanh nhớ trên cùng một kênh tức là dùng theo cấu hình 1-kênh 64-bit . Vì thế bạn cần lắp thanh nhớ đầu tiên trên khe cắm 1 và thanh nhớ thứ hai trên khe cắm 3 , nói một cách khác là lắp xem kẽ .

Để dễ dàng hơn với người dùng , hầu hết những nhà sản xuất Motherboard dùng màu khác nhau trên những khe cắm RAM . Theo cách này bạn cần cắm những thanh nhớ trên khe cắm cùng màu để dùng theo cấu hình 2-kênh .

Hình 5 : lắp thanh nhớ trong những khe cắm cùng màu

Tuy nhiên có một số ngoại lệ . Trên một số Motherboard cũ hơn của MSI dùng với CPU Intel , khe cắm bộ nhớ 1 và 2 có cùng một màu , khe cắm 3 và 4 dùng cùng màu khác . Nếu bạn lắp hai thanh nhớ trong những khe cắm cùng màu trên Motherboard thì nó sẽ làm việc theo cấu hình 1-kênh không  phải là 2-kênh . Vì vậy với những Motherboard cũ này bạn phải lắp những thanh nhớ vào khe 1 và 3 với hai màu khác nhau

Hình 6 : Motherboard cũ của MSI không tuân theo màu sắc như của Hình 5

Nếu bạn lắp 4 thành nhớ tương tự nhau thì chỉ đơn giản là lắp vào tất cả các khe cắm trên Motherboard .

Tuy nhiên nếu lắp 4 thanh nhớ có dung lượng khác nhau bạn phải rất lưu tâm . Cặp đầu tiên phải lắp khe cắm 1 và 3 trong khi cặp thứ hai lắp khe cắm 3 và 4 . Cặp ở đây có nghĩa là 2 thanh nhớ giống hệt nhau .

Những Motherboard cho những CPU AMD dùng khe cắm bộ nhớ 1 và 3 là kênh đầu tiên , và 2 và 4 là kênh thứ hai , một số Motherboard AM3 dùng cách theo màu như phần trên .

Để lắp theo câu hình 2-kênh bạn phải lắp 1 thanh nhớ vào kênh thứ nhất và thanh nhớ thứ 2 vào kênh thứ 2 . Vì vậy mà bạn phải lắp thanh nhớ đầu tiên vào khe cắm 1 và thanh nhớ thứ hai vào khe cắm 2 .

Sự khác nhau lớn nhất dùng CPU AMD AM3+ , bạn cần bỏ qua khe cắm 2 khi lắp hai thanh nhớ . Trên những Motherboard cho những bộ vi xử lí  khác của AMD bạn cần lắp hai thanh nhớ liên tiếp nhau .

Để dễ dàng hơn với người dùng , hầu hết những nhà sản xuất Motherboard đều dùng màu sắc khác nhau trên những khe cắm bộ nhớ .

Hình 7 : Chế độ 2-kênh với những nền tảng  AMD

Cấu trúc 3-kênh cho phép băng thông của bộ nhớ tăng gấp 3 do Bus của bộ nhớ khi ấy là 192-bit vì truy cập 3 thanh nhớ cùng một lúc .

Hiện tại cấu trúc 3-kênh chỉ có với nền tảng  Core i7 LGA1366 của Intel .

Với cấu trúc này bạn cần Kit nhớ 3 thanh tương tự nhau . 6 thanh nhớ có thể được dùng  cho 6 khe cắm bộ nhớ trên Motherboard , mỗi nhóm có 3 thanh RAM tương tự nhau và hai nhóm này có thể có dung lượng khác nhau .

Có hai kiểu Motherboard LGA1366 : loại 4 khe cắm và loại 6 khe cắm bộ nhớ .

Trên Motherboard có 4 khe cắm bộ nhớ bạn phải lắp những thanh nhớ  liên tiếp nhau , trong những khe cắm cùng màu . Tuy nhiên có điều kì cục trong thiết kế đó là khi cắm đủ cả 4 thanh nhớ nó sẽ truy cập theo cấu hình 1-kênh , do vậy không  nen dùng khe cắm thứ tư này .

Hình 8 : Motherboard Socket LGA1366 có 4 khe cắm bộ nhớ

Trên những Motherboard có 6 khe cắm bộ nhớ dùng theo kiểu sắp xếp truyền thống cho những bộ vi xử lí  Intel . Bạn phải lắp những thanh nhớ xen kẽ là khe cắm 1 , 3 , 5 trong cùng một màu để chạy với cấu hình 3-kênh .

Hình 9 : Lắp bộ nhớ trên Motherboard 6 khe cắm

Cấu trúc 4-kênh cung cấp băng thông nhiều gấp 4 , là do Bus nhớ tăng lên tới 256-bit dữ liệu vì truy cập tới 4 thanh nhớ cùng một lúc .

Hiện tại Model này chỉ có với những nền tảng  LGA2011 dùng với những bộ vi xử lí  Core i7 cho Socket này .

Bạn sẽ cần 4 thanh nhớ giống y hệt nhau . Có hai loại Motherboard LGA2100 : 4 khe cắm và 8 khe cắm .

Loại Motherboard 4 khe cắm chỉ đơn giản cắm đủ cả 4 thanh nhớ . Với Motherboard 8 khe cắm vẫn dùng theo phương thức truyền thống là cắm trên những khe cắm cùng màu .

Hình 10 : Motherboard với 8 khe cắm bộ nhớ

Sau khi lắp những thanh nhớ , bước cuối cùng kiểm tra xem cấu trúc 2- , 3- hoặc 4-kênh đã được kích hoạt hay chưa .

Hầu hết những Motherboard khi xuất hiện thông tin lúc mở máy đã cho biết cấu hình bộ nhớ thiết lập như thế nào rồi

Hình 11 : cho thấy cấu hình 2-kênh đã được thiết lập

Bạn cũng có thể dùng phần mềm như CPU-Z để kiểm tra trong tab Memory > Channel #

Hình 12 : kiểm tra bằng CPU -Z