Modos Intel Gear desmitificados

Es posible que hayas encontrado el término modos Intel Gear en las discusiones sobre RAM, pero ¿qué son exactamente y cómo afectan el rendimiento del sistema?

Los modos Intel Gear son las relaciones entre la velocidad de reloj del controlador de memoria dentro de la CPU y la velocidad de reloj de los módulos de memoria. Esencialmente, dictan la rapidez con la que el controlador de memoria de la CPU se comunica con la RAM. Esto permite una mayor flexibilidad para lograr velocidades de memoria más altas y compatibilidad con varios kits de memoria.

Los modos Gear se introdujeron porque a medida que aumentaban las velocidades de memoria DDR4, el controlador de memoria integrado (IMC o integrated memory controller) dentro de la CPU comenzó a tener dificultades para mantener la estabilidad y la eficiencia energética a frecuencias más altas, especialmente cuando se realizaba Overclocking. Para abordar esto, Intel introdujo los modos Gear con sus procesadores "Rocket Lake" de 11ª generación en 2021. Esto permitió que la memoria y el IMC funcionaran a distintas velocidades de reloj, lo que posibilitaba el uso de RAM más rápidas manteniendo la fiabilidad del sistema.

De forma predeterminada, el BIOS selecciona automáticamente el modo Gear adecuado, pero los usuarios pueden ajustarlo manualmente si es necesario. Es importante tener en cuenta que el Overclocking para alcanzar altas velocidades, tales como 3600MT/seg en Gear 1 o 9000MT/seg en Gear 2, requiere una CPU y una placa madre de alta calidad para garantizar la estabilidad de la señal entre el procesador y la memoria.

Cómo funcionan los modos Gear

Los modos Intel Gear separan las velocidades de reloj del controlador de memoria (IMC) y la memoria del sistema, lo que permite una mayor flexibilidad y estabilidad a frecuencias de RAM más altas:

• Gear 1: IMC y Memoria funcionan a la misma frecuencia
  Por ejemplo: DDR4-3200 (1600MHz) → IMC funciona a 1600MHz
• Gear 2: IMC funciona a la mitad de la velocidad de memoria
  Por ejemplo: DDR5-9000 (4500MHz) → IMC funciona a 2250MHz
• Gear 4: IMC funciona a una cuarta parte de la frecuencia de memoria
  Por ejemplo: DDR5-9600 (4800MHz) → IMC funciona a 1200MHz

Este desacoplamiento reduce la carga eléctrica y térmica en el IMC, lo que permite admitir velocidades de memoria más altas con requisitos de menor voltaje. Sin embargo, también puede introducir una latencia de memoria adicional, lo que puede afectar el rendimiento general del sistema dependiendo de la carga de trabajo.

Gear 1 Frecuencia de memoria: 3200MT/seg (1600MHz) Frecuencia IMC: 1600MHz
Gear 2 Frecuencia de memoria: 9000MT/seg (4500MHz) Frecuencia IMC: 2250MHz
Gear 4 Frecuencia de memoria: 9600MT/seg (4800MHz) Frecuencia IMC: 1200MHz

DDR (Double Data Rate) memory transfers data on both the rising and falling edges of each clock cycle, the data transfer rate in MT/s (Megatransfers per second) is effectively twice the clock rate in MHz (Megahertz).

¿Cómo afectan los modos Gear al rendimiento del sistema?

• Ancho de banda de memoria: La velocidad máxima a la que los datos pueden ser leídos o escritos por la CPU.
  
  • Ancho de banda de memoria = Frecuencia de memoria x Ancho del Bus
  • Por ejemplo: 2x Módulos DDR5-6400 instalados en una placa madre de doble canal
    
    • 6400MTseg x 8 bytes (64 bits) = 51,2 GB/seg por canal
    • Dado que tienes dos módulos y dos canales de memoria, multiplicarías 51.2 GB/seg x 2 = 102.4 GB/seg de ancho de banda máximo de memoria
• Latencia: En relación con la memoria, la latencia es el retraso entre el momento en que una CPU solicita datos de la RAM y el momento en que esos datos están disponibles para la CPU.

A medida que cambias al modo Gear 2 o 4, el IMC se convierte en un cuello de botella porque solo puede procesar datos a una fracción de la velocidad de la memoria. Este cuello de botella causa una latencia más alta (más larga), por lo que en algunos casos, permanecer en un modo Gear más bajo con una latencia más baja podría ser mejor. Para los shooters en primera persona, lo más importante son los fotogramas por segundo y el bajo retraso de entrada, por lo que es mejor optar por una latencia más baja que por un mayor ancho de banda. Si tus cargas de trabajo están más enfocadas en IA, edición de video, renderizado 3D o aplicaciones donde el rendimiento es más importante que la capacidad de respuesta, entonces priorizar el ancho de banda de la memoria sobre la latencia podría ser beneficioso.

DDR5-8800 en Gear 2 vs. DDR5-9600 en Gear 4

Ahora que has pasado por un curso intensivo sobre los modos Gear, vamos a ver algunos parámetros AIDA64 para comparar cómo la memoria que se ejecuta en dos frecuencias diferentes se ve afectada por los modos Gear.

Sistema de comparación
Placa madre: ASUS ROG Maximus Z890 APEX (BIOS v1801)
Procesador: Intel Core Ultra 7 265K
Memoria: CUDIMM 48GB (2x24GB) DDR5-8800
vs CUDIMM 48GB (2x24GB) DDR5-9600

Para esta comparación, utilizamos el mismo kit de memoria DDR5-8800 en ambas pruebas. Para garantizar la consistencia, lo sobre aceleramos a 9600MT/seg para la segunda comparación. Esto nos permitió aislar el impacto de los modos Gear manteniendo constante la propia DRAM. Como se puede ver en los resultados, el kit de 8800MT/seg superó a los 9600MT/seg en rendimiento en la mayoría de los casos:

A pesar de la mayor frecuencia, la configuración DDR5-9600 que se ejecutó en Gear 4 tuvo un rendimiento inferior en la mayoría de las áreas en comparación con la configuración DDR5-8800 en Gear 2. He aquí por qué:

• Cuello de botella IMC: En Gear 4, el controlador de memoria funciona a solo una cuarta parte de la velocidad de la memoria, lo que limita su capacidad para utilizar completamente el ancho de banda disponible.
• Impacto de latencia: La configuración de DDR5-8800 tenía aproximadamente un 14% menos de latencia, lo cual es esencial para la capacidad de respuesta en aplicaciones como los juegos.
• Ancho de banda vs. eficiencia: Si bien DDR5-9600 ofrecía velocidades de copia ligeramente más altas, el rendimiento general se vio obstaculizado por el aumento de la latencia y los cuellos de botella de IMC.

En resumen, la velocidad bruta no lo es todo: una latencia más baja y una mejor eficiencia de IMC a menudo ofrecen beneficios de rendimiento más tangibles, especialmente en tareas sensibles a la latencia.

Conclusión

Los modos Gear Intel ofrecen una forma de equilibrar la velocidad de la memoria y la estabilidad del sistema a medida que la tecnología de memoria continúa evolucionando. Al desacoplar el controlador de memoria de la frecuencia de memoria, los modos Gear permiten que las CPU admitan velocidades de RAM más altas sin comprometer la confiabilidad. Sin embargo, esto viene con compensaciones, particularmente en la latencia, lo que puede afectar significativamente el rendimiento del mundo real dependiendo de la carga de trabajo. Como se demuestra en la comparación DDR5-8800 vs. DDR5-9600, las velocidades de memoria más altas en Gear 4 no siempre se traducen en un mejor rendimiento debido al aumento de la latencia y los cuellos de botella de IMC. Para los jugadores y los usuarios sensibles a la latencia, Gear 1 o Gear 2 con frecuencias ligeramente más bajas pueden ofrecer una mejor capacidad de respuesta. Mientras tanto, los profesionales que trabajan con aplicaciones de gran ancho de banda pueden beneficiarse más de la memoria de mayor velocidad en Gear 2 o Gear 4. Comprender cómo los modos Gear afectan el rendimiento puede ayudarte a elegir la configuración de memoria correcta para maximizar el potencial de tu sistema.

DDR5-8800 CL46 en Gear 2

DDR5-8800 CL46 en Gear 4