AMD 齒輪模式：UCLK、MCLK、FCLK 及其重要性

您可能已經看過我們的〈Intel Gear Modes Demystified〉，該文章說明了 Intel 如何管理高速記憶體。但您是否曾好奇 AMD 這一端的運作方式為何，以及為什麼 DDR5-6000 常被稱為甜蜜點？讓我們來深入探討，揭開 AMD 齒輪模式的運作原理。

AMD 齒輪模式是指 CPU 內部的整合式記憶體控制器 (IMC) 與記憶體模組之間的時脈速度比率。基本上，它決定了 CPU 的記憶體控制器與 RAM 之間的通訊速度。在提升記憶體速度以及不同記憶體套件的相容性方面，這項設計讓使用者擁有更高的彈性。

在 AMD 系統中，有三個決定記憶體效能的關鍵要素：

1. 記憶體時脈 (MCLK) – 記憶體的運作速度，處理器會暫時在此儲存使用中的資料。
2. 內部記憶體控制器時脈 (UCLK) – 處理器中負責管理記憶體與 CPU 之間通訊的記憶體控制器速度。
3. Infinity Fabric 時脈 (FCLK) – 負責連結整個處理器並協調資料流動的互連架構速度。

無論是遊戲、影片剪輯、3D 渲染，或是 AI 運算，您的工作負載在很大程度上都取決於這三個時脈是否能夠維持同步運作。為進行管理，AMD 採用了兩種運作模式：齒輪 1 和齒輪 2。這些模式定義了記憶體時脈 (MCLK) 與記憶體控制器時脈 (UCLK) 之間的關係。對於選擇可為您需求帶來最佳效能的記憶體套裝速度，了解它們如何互相作用相當重要。

齒輪 1 (1:1 比例)

• IMC 與記憶體以相同頻率運作
• Infinity Fabric 以 2000 MHz 運作
  • 最適合遊戲或對延遲敏感的工作負載
  • 透過將記憶體與 IMC 的比例維持在 1:1，可將延遲降至最低。
  • DDR5-6000 被視為 AM5 系統的甜蜜點，因為在通常不需額外調整超頻參數的情況下，它仍能以齒輪 1 模式運作，並達到可用的最高速度。
  • 例如：DDR5-6000 (3000MHz) → IMC 以 3000MHz 執行 → Fabric 以 2000MHz 執行

齒輪 2 (2:1 比例)

• IMC 以一半的記憶體頻率運作
• Infinity Fabric 以 2000 MHz 運作
  • 如果您需要記憶體頻寬來支援 AI、影片剪輯、3D 渲染，或任何以輸送量重於即時反應的應用程式，這會是更好的選擇
  • 較高速度的記憶體 (DDR5-6200 以上) 必須使用此模式
  • 2:1 的比例可帶來更高的穩定性，但可能引入額外的延遲
  • 一般而言，DDR5-6400 至 DDR5-7200 的速度可提供更高的頻寬 (讓更多資料能夠同時在記憶體與處理器之間移動)，但延遲增加會抵銷部分效能提升
  • 直到 DDR5-7600 以上，頻寬的提升才開始彌補延遲所帶來的影響
  • 例如：DDR5-8000 (4000MHz) → IMC 以 2000MHz 執行 → Fabric 以 2000MHz 執行