This article introduces the types of memory layouts of the motherboard that connect memories and memory controllers in a CPU. Memory layouts affect raising a memory clock, so it can say that actual memory behavior depends not only on the CPU and memory but also on the motherboard (and these combination). Especially when using Ryzen, it is important to tune the memory ( https://ocod.home.blog/2019/12/08/why-tune-ddr4-is-important-for-ryzen/ ), and for example, when you attempt to overclock the memory while keeping low latency, should consider the memory layouts of the motherboard which you will use.

Two Types of Memory Layouts

For ATX motherboards, it is currently standard to equip 4 memory slots and support dual channels. Therefore, two memories are connected to one memory controller, and there are two patterns for connecting two memories.

One is called daisy chain (or flyby) and the other is t-topology. The outline of each is shown below.

The most important difference between these two types is the distance of the transmission lines which connect the two memory slots corresponded to one channel and the memory controller. Daisy chain has the different distance between each memory slots and the memory controller, in contrast, the t-topology has the same distance.

The Distance of Transmission Lines and the Memory Clock

How does the distance between the slot and memory controller affects the memory clock? If the distance of the transmission lines is different as in a daisy chain, the characteristic impedance is different between two slots, thus it is hard to reduce noise with impedance matching. On contrary, as in a t-topology, the distance of the transmission lines between slots of the same channel is same, so the impedance matching can be done easily, thus the frequency of occurring noise and signal degradation can be reduced. Because of that, if you use two memories on the same channel in a daisy chain (that is, you use a total of four memories), there are more possibility that noise occur more than tolerability than in t-topology. And when a memory clock is faster, there are much frequently to occurring noise. In these sense, in a t-topology, there are more possibility to achieve a faster clock when you use four memories.

However, a t-topology has a disadvantage. A t-topology has a longer physical distance of transmission lines between slots to memory controllers than a daisy chain, and a long physical distance is not suitable for increasing a clock speed. Also, unused transmission lines will be source of noise. In these sense, a t-topology which have longer transmission lines have a disadvantage in achieving faster clock.

Conclusion

In summary, in memory overclocking, a daisy chain has advantage when operating two memories and a t-topology is advantageous when operating four memories. As the number of chips of memory are increases, it becomes more difficult to operate with a fast clock. When overclock memory, it is general to use only two memories which are single rank operated on separate channels. So if you try to operate memories in faster clock, you should choose motherboards which have daisy chain layouts about memory.

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Appendix: ITX Motherboards is the Best for Pursuit the Faster Clock of Memories

Most of ITX motherboards which have only two memory slots are the best for challenging the fastest memory clock. This is because that these have short transmission lines between the memories and the memory controllers as shown below, and there is no extra transmission lines that cause noise.

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この記事では，CPUのメモリコントローラとメモリとを接続するマザーボードのメモリ配線の種類を紹介します．メモリの配線の仕方はメモリクロックの上昇に影響するため，実際のメモリの動作はCPUとメモリだけでなくマザーボード（およびこれらの組み合わせ）にも依存していると言えます．特にRyzenを使用する場合，メモリを調整することが重要です（ https://ocod.home.blog/2019/12/08/why-tune-ddr4-is-important-for-ryzen/ ）．例えば，低レイテンシを維持しながらメモリをオーバークロックしようとする場合，使用するマザーボードのメモリ配線を考慮することが重要です．

2種類のメモリ配線

ATXマザーボードの場合，メモリスロットが4本搭載され，デュアルチャネルに対応しているのが現在標準的です．したがって，1つのメモリコントローラに2本のメモリが接続されることになりますが，ここで2本のメモリをつなぐ方法に2パターンが存在します．

1つがデイジーチェーン（またはフライバイ），もう1つがTトポロジーと呼ばれるものです．それぞれの概要は下図のとおりです．

この2方式のもっとも重要な違いは，1チャネルに対応するメモリスロットとメモリコントローラとを結ぶ伝送線路の距離です．デイジーチェーンは双方のメモリスロットとメモリコントローラとの距離が異なり，Tトポロジーは距離が等しくなっています．

伝送線路の距離とメモリクロック

スロットとメモリコントローラ間の距離の違いがどのようにメモリクロックに影響を与えるのでしょうか．デイジーチェーンのように伝送線路の距離が異なる場合，特性インピーダンスが2つのスロットで異なるため、インピーダンスマッチングでノイズを低減することは困難になります．それに対し，Tトポロジーでは同チャネルのメモリ同士の伝送路の距離が等しいため，インピーダンスマッチングが容易であり，ノイズと信号劣化の発生頻度を低下させることができます．したがって， デイジーチェーンで同チャネルに2本のメモリを用いると（つまり，合計4本のメモリを用いると），ノイズがその許容量を超えてしまう可能性が高くなります．また，メモリクロックが高速になるとノイズが頻繁に発生します．これらの点で，Tトポロジーでは4つのメモリを使用する場合，高いクロックを実現できる可能性が高くなります．

ただし，Tトポロジーには欠点があります．Tトポロジーはデイジーチェーンよりも，スロットとメモリコントローラーとの伝送線路の物理的距離が長くなっています．長い物理的距離はクロックを上げるのに適していません．また，使用していない伝送線路はノイズの原因になります．これらの点で，より長い伝送線路を持つTトポロジーは，より速いクロックを達成する上で不利です．

結論

要約すると，メモリのオーバークロックにおいて，デイジーチェーンは2枚のメモリを扱う場合に，Tトポロジーは4枚のメモリを扱う場合に有利になります．メモリのチップ数が増えると高速クロックでの動作が難しくなります．メモリをオーバークロックする場合，シングルランクのメモリを2枚だけ，別々のチャネルにおいて使用するのが一般的です．したがって，より速いメモリクロックを目指す場合は，メモリについてデイジーチェーンレイアウトのマザーボードを選択すると良いでしょう．

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補足 ITXマザーボードはメモリの高速クロックを追求するのに最適である

ほとんどの（2つのみのメモリスロットを備える）ITXマザーボードは，最速のメモリクロックを目指すのに最適です．それは，下図のようにメモリとメモリコントローラとの伝送線路が短い上，ノイズ源となる余分な伝送線路がないからです．