CPU带宽和内存带宽之间的匹配

内存还有 CPU 带宽如何计算 2009 年 08 月 03 日 星期一 下午 04 05 CPU 带宽是指 CPU 与北桥之间的数据传输率 从 CPU 前端总线带宽 的计算方法 前端总线带宽 系统外频 N 倍速 64 位总线位宽 8 中 我们可以知道 P4 系列 133MHz 外频即前端总线为 533MHz 133MHz 外频 4 倍速 的 CPU 的传输带宽可达 4 2GB s 533MHz 8 速率 由此我们可以换算出其他不同前端总线 CPU 的带宽 266MHz FSB 的 传输带宽为 2 1GB s 333MHz FSB 的传输带宽为 2 7GB s 400MHz FSB 的传输带宽为 3 2GB s 533MHz FSB 的传输带 宽为 4 2GB s 800MHz FSB 的传输带宽为 6 4GB s 内存速率是指内存的工作频率 例如 DDR266 的工作频率即为 266MHz 根据内存带宽的算法 带宽 总线位宽 8 一个时钟周期内 交换的数据包个数 总线频率 DDR266 的带宽 64 8 2 133 2128 它的传输带宽为 2 1GB s 因此 DDR266 又俗 称为 PC2100 这里的 2100 就是指其内存带宽约为 2100MB 同理 DDR333 的工作频率为 333MHz 传输带宽为 2 7GB s 俗称 PC2700 DDR400 的工作频率为 400MHz 传输带宽为 3 2GB s 俗称 PC3200 内存带宽计算公式 带宽 内存时钟频率 内存总线位数 倍增系数 8 以目前的 DDR400 内存为例 它的运行频率为 200MHz 数据总线 位数为 64bit 由于上升沿和下降沿都传输数据 因此倍增系数为 2 此时带宽为 200 64 2 8 3 2GB s 如果是两条内存组成的双通道 那带宽则为 6 4 GB s 很明显 在现有技术水准下 运行频率很难成 倍提升 此时数据总线位数与倍增系数是技术突破点 计算内存带宽 内存的带宽总量可能是决定一组内存的性能的重要标准之一了 这个 是什么意思呢 其实真正理解起来不难 而且还非常容易计算 我们 刚才所说的内存带宽总量其实就是在理想状态下这一组内存在一秒内 所能传输的最大数据容量 公式也很简单 内存带宽总量 MBytes 最大时钟速频率 MHz x 总线宽度 bits x 每时钟数据段数量 8 好了 我们还是来解释解释吧 每时钟数据段数量 这个是最好理解 的了 你只需要记住 如果你的内存是 SDR 那么这里这个值就等于 1 如果您使用的是 DDR 或者是 RDRAM 的话 那么这个值就是 2 然后我们再将这个值除以 8 的意义就是将位这个单位换算成为字节 所以说 对于一般的标准 PC2100 DDR 内存来说 他的最大时钟频率 应该是 133MHz 而它的内存总线宽度为 64bit 每时钟数据段数为 2 所以 133x64x2 8 2128MB s 一秒种能够传输 2128MB 现在你 知道为什么叫做 PC2100 了吧 再来一个例子 这次就拿 PC800 的 RDRAM 来计算吧 最大时钟频率 为 400MHz 内存总线宽度为 16bit 每时钟数据段数为 2 那么套用 公式了之后就是 400 x16x2 8 1600MB s 从这里的大家可以看的出 来吧 PC2100 的 DDR 内存能够提供高达 2 1GB s 的带宽 而 RDRAM 内存的带宽只能达到 1 6GB s 但是需要大家注意的是 由于 RDRAM 是曾对使用 两条内存一共可以 3 2GB s 的内存带宽 而新一 代的 RIMM 内存 总线为 32 位的 RDRAM 内存 将会使用两个数据通 道进行工作 所以 他们的带宽几一下增加了一倍 这样就成为了 3 2GB s 并且单独一条内存即可使用 内存带宽计算公式 内存带宽 内存工作频率 X 内存总线宽度 8 计算带宽时位和字节的 换算 SDR 和 DDR 都是 64bit 的总线宽度 只是 DDR 可以在时钟信号的上 升沿和下降沿都传送数据 因此计算得到的相应带宽要 X2 RDR 的 总线带宽较窄 只有 16bit 但 RDR 在工作时使用的是对称传输的工 作模式 因此计算得到的相应带宽也要 X2 DDR266 333 的命名方式是因为 DDR 的理论效能是 SDR 的两倍 为 了区别 SDR 所以分别以 SDR 工作频率的两倍来区分 DDR 分别映 射在 133 166MHz 工作下的 DDR PC1600 2100 2700 的命名方式 是指 DDR 的实际带宽 分别映射在 100 133 166MHz 工作下的 DDR 产生 CPU 和 Memory 瓶颈的原因 现今的存储器速度远远低于处理器的速度 外频并不一定是 CPU 的 BIU Bus Interface Unit 的工作频率 现在的总线的速度一般在 200MHz 到 500MHz 和 CPU 一样 总线的工作频率也是通过倍频得 到的 现在的主板提供的内存异步工作模式都是内存频率小于总线频 率 比如 Bus 工作在 266MHz 下 内存工作在 100MHz 下 你说的 266 应该是 DDR 内存吧 266MHz 的 DDR clock 还是 133MHz 如果你的 Duron 是 100MHz 的外频 也就是说 Bus 的频率是 200MHz 那么你的 DDR 的工作 clock 也是 100MHz INTEL 系列 CPU 通过 FSB 与北桥芯片连接 北桥芯片负责与内存和 显卡通信 英特尔 Pentium 4 的 FSB 分别是 400 533 800MHz 总线带宽分别是 3 2GB sec 4 2GB sec 和 6 4GB sec 而 DDR 266 DDR 333 DDR 400 所 能提供的内存带宽分别是 2 1GB sec 2 7GB sec 和 3 2GB sec 数据带宽 总线频率 数据位宽 8 无论单核 双核还是多核 CPU 前端总线带宽的计算方法与单核的完 全一样 原因很简单 这些多核 CPU 的前端总线只有一条 只能与单 一的内存控制器连接 这里说一下 SMP 平台 在多路处理器平台上 桌面 PC 除外 没块 CPU 都有自己独立的内存控制器和相应的内存 模块 所有 CPU 采取并行处理方式工作 64 位 CPU 只是将 CPU 的物理内存寻址空间提高了 并没有影响到 CPU 前端总线带宽 所以计算方法同前 问 看到越来越多的地方提到 CPU 带宽和内存带宽 我想问一下它们具 体是怎么样计算的 北京电脑维修还有主板是否也有带宽计算的问题 如果有应该如何计算 答 带宽计算的一般公式为 带宽 数据频率 x 位宽 8 国贸电脑维修 所谓的 CPU 带宽一般是指 CPU 的前端总线 FSB 带宽 也就是 CPU 与内存控制器之间传输数据的速 度 比如 Intel Celeron Pentium 4 和 AMD Athlon Duron 处理器的前端 总线位宽都是 64 bit 800 MHz FSB 的 Pentium 4 处理器前端总线带宽为 800 MHzX64 bit 8 6 4 GB x 400 MHz FSB 的 Barton 核心 Athlon XP 处 理器前端总线带宽为 400 MHzX64 bit 8 3 2 GB s 内存带宽的计算也是如此 SDRAM 和 DDRSDRAM 内存都是 64 bit 位宽 DDR 400 的带宽 为 400 MHzX64 bit 8 3 2 GB so 因为 CPU 和内存要频繁地交换数据 望京电脑维修所以当内存带宽与 CPU 前端总线带宽相匹配时才能获得 更好的性能 实际上 计算机中只要有数据传输的地方 不论是串行总线还是并行 总线 都会涉及带宽 因此主板也有带宽的问题 例如前面所讲的前端 总线带宽就是 CPU 和主板北桥芯片之间的数据传输率 内存带宽就是 内存和主板北桥芯片之间的数据传输率 还有主板的南北桥之间 ATA SATA 接口和硬盘之间都存在带宽大小的问题 1 CPU 带宽是指 CPU 与北桥之间的数据传输率 其计算公式如下 CPU 带宽 前端总线频率 数据总线位数 8 以 800MHZ 的 FSB 的 P4 为例 其带宽为 800 64 8 6400MB S 2 内存带宽 内存带宽 内存总线频率 数据总线位数 8 以单通道 DDR400 内存为 例 其带宽为 400 64 8 3200MB S 如果为双通道的则 2 3 总线带宽 总线带宽 总线频率 数据总线位数 8 以 32 位 PCI 为例 33 32 8 132MB S 再以 AGP 8 为例 528 32 8 2212MB S AGP 1 的总线频率为 66MHZ 技嘉 MA770T D3L AMD 770 SB710 全固态 带 COM 口 550 华硕 M4A88T M LE AMD 880G VGA DVI HDMI 全固态 515 华硕 M4A87TD AMD 870 SB850 全固态大板 670 主板 微星 870 C45 V2 AMD870 SB710 540 微星 870A G46 AMD870 SB850 690 Intel 的 CPU 从 P4 开始就对内存带宽有一定要求 为什么当年 Intel 非要推 RamBUS 来搭配 P4 就是因为 SDRAM 和 DDR RAM 都不足 以满足 P4 的需求 具体说一下 FSB 为 533 的 P4 外频为 133 数 据带宽需求为 4 3GB S 可以这么粗略估算 CPU 带宽 FSB 8 FSB800 的 P4 带宽需求为 6 4GB s 而同时期的 DDR 400 能提供的带 宽也只有 3 2GB s 所以 DDR400 又叫 PC3200 内存 就是以带宽命名 的 DDR266 带宽为 2 1GB s DDR333 带宽为 2 7GB s 可见单根 DDR 内存满足不了 FSB800 的 P4 的需求 当 CPU 要数据时内存却传 不过来足够的数据 造成 CPU 闲置 所以 Intel 费劲功夫硬性推广 RamBUS 来搭配自家的 P4 但无奈 RamBUS 成本和产能都摆在那里 成了曲高和寡的东西 不得已 Intel 舍弃 850 芯片组 重新推出的支持 SDRAM 的 845 芯片组来搭配 P4 早期买 P4 的可能就是这种主板 其 实此时 P4 的性能被内存制约了 包括后来出的支持 DDR 单通道内存 的 845D 848 等等芯片组 都没有完美解决问题 3 y G 9 2 r g6 H 后来出现了支持 双通道 的 865 芯片组才解决了问题 双通道的 DDR266 带宽正好满足 FSB533 的 P4 而双通道的 DDR400 则满足了 FSB800 的 P4 这个规律可以简单的推算为 内存标称值 2 FSB 频率 补充一下 内存实际工作频率是标称值的一半 也就是标称 DDR400 的内存 实际内存工作频率是 200MHz DDR2 800 内存 实 际工作频率是 400MHz 如 DDR 400 的双通道内存可以满足 FSB800 的 CPU DDR2 533 的双通道内存可以满足 FSB1066 的 CPU DDR2 667 的内存双通到可以满足 FSB1333 的 CPU DDR2 800 内存双通就 可以满足 FSB1600 p a6 j j R1 c 目前的酷睿 CPU 低端的仍旧是 FSB800 的 肉羊 420 E2140 E4300 等 此时一根 DDR2 667 的内存还满足不了 CPU 的需求 如果超频到 800 也可以 而 1 根 DDR2 800 的内存则正好能 满足需求 或者 2 跟 DDR400 内存组双通道也可以 不过极少有这种 主板 如果进行超频 比如 E2140 当 CPU 外频从 200 超到 266 FSB 为 1066 此时双通道的 DDR2 533 可以满足带宽 超频到 333 外频时则双通道的 667 可以满足带宽 超频到 400 外频时 此时 FSB 已是 1600 了 则只有双通道的 DDR2 800 内存才能满足 CPU 的 需求 由此可见 如果不超频 搭配 FSB800 系列 最好起步就是单根 800 的内存 如果购买的是 FSB1066 或 1333 的 U 单根内存就彻底没 法满足要求了 最好上双通道 如果还打算超频 比如大家梦寐以求 的 400 外频 则最好一次就购入 2 条 800 的内存组成双通道 否则即 使 CPU 频率上去了 实际使用中还是会因为内存带宽不足而拖 CPU 的后退 目前 800 内存和 667 内存几乎一个价 所以就不要再考虑 667 内存了 如果不知道自己的系统到底 cpu 和内存带宽是多少 可以运行一 个叫 EVEREST 的软件 在 主板 主板 下可以查到 2 者的带宽情况 只要内存带宽高于前端总线 FSB 带宽就可以了 8 g q U M o L J B3 o z 6 z2 S K T C7 E t 补充 最近发现老有 DIYer 选用 E7200 E8300 之类 CPU 却只搭配 1 根 DDR2 800 内存 这样会严重拖 累系统的 请装机时注意避免 注 对于 AMD 的 CPU 因为内部整合了内存管理器 所以不需要经过北桥来读取内存数 据 而是 CPU 直接读取数据 因此不像 Intel 的 CPU 这么需要强调带宽搭配问题 一般可 以用单条 2G DDR2 800 来装机 超频基础知识 简单核算超频基础知识 简单核算 CPU 前端总线和内存带宽匹配的问题前端总线和内存带宽匹配的问题 带宽计算公式 带宽 时钟频率 总线位数 倍增系数 8 在 Intel 平台 内存控制器集成在北桥里 CPU 和内存交换数据 是经由 CPU 前端总线 和北桥交换数据 再由北桥和内存交换数据 所以北桥到内存的带宽必须大于等于 CPU 到 北桥的带宽这样才不会产生瓶颈 前端总线和内存位数都是 64 现在的内存都是 DDR 内 存 即 DOUBLE DATA RATE 双倍数据率 倍增系数都是 2 我们平时所说的 DDR2 667 或 DDR2 800 等等都是乘上了 2 这个倍增系数的频率 内存实际工作的频率为 333 和 400MHZ 如果按我们的习惯称谓来计算内存带宽 就不需再乘以备增系数 可以看出 按我们的习惯 在这个公式里 只有时钟频率是不一定的 在其他系数均相 同的情况下 完全可以简单的比较前端总线和内存的频率关系来核算两者带宽是否匹配 例如 E4500 的前端总线为 800MHZ 如果采用 1 条 DDR2 800MHZ 内存 那么两个频 率相等即带宽相等 不存在瓶颈 又如 E6550 的前端总线为 1333MHZ 由于没有这么高 频率的 DDR2 内存 所以如果采用单条内存方案 无论匹配哪种 DDR2 内存 都会产生瓶 颈 只有组建双通道才能解决瓶颈问题 比如采用两条 ddr2 667 内存 根据以上说明 简 单将其频率相加为 1333MHZ 则代表此时两者带宽刚好匹配 无瓶颈产生 在 AMD 平台 内存控制器集成在 CPU 内部 CPU 通过 HT 总线直接和内存交换数据 绕开了北桥的连接 所以没有前端总线一说 也就没有内存带宽和前端总线带宽是否匹配 的说法 AMD CPU 内部的内存控制器采用了分频的方式 这个方式有点复杂 可以通过 以下的频率关系公式计算得出内存实际运行频率 1 内存分频 主频 超频前 目前均为 200MHZ 倍频 超频后 内存频率 BIOS 内设置值 后取整 2 主频 倍频 CPU 实际运行频率 3 CPU 实际运行频率 内存分频 内存实际运行频率 这个非常重要 很多人超频不成功就 是因为内存的实际运行频率大大高于默认频率 而内存条的超频性能又不是很好 所以 AMD 平台在大多数时候 内存都工作在一个非标准的频率下 这个频率随着 CPU 主频 倍频 设定内存频率的变化而变化 内存带宽也就千变万化 但是总结经验如 下 不超频采用双通道 667 足够 超频就必须用体质好的 DDR2 800 内存组建双通道 以 避免因内存分频关系 造成超频后内存实际工作频率过高而引起的不稳定 CPU 总线带宽和内存带宽匹配总线带宽和内存带宽匹配 外频外频 外频是由主板为 CPU 提供的基准时钟频率 一般常见的有 100 133 166 200 我们说的 FSB Front System Bus 指的是系统前端总线 他是处理器和主板北桥芯片或内存控制集线器之间的数据通道 常 见频率有 400 333 533 800 作为新手不必掌控那么多概念性的东西 只要记住以下几个公式 主频主频 外频外频 倍频 倍频 MHz IntelCPU 前端总线前端总线 外频外频 4 MHz AMDCPU 前端总线前端总线 外频外频 2 MHz CPU 数据带宽数据带宽 前端总线前端总线 8 MB s 内存带宽内存带宽 内存等效工作频率内存等效工作频率 8 MB s 前端总线频率前端总线频率 总线总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线 通俗的说 就是多个部 件间的公共连线 用于在各个部件之间传输信息 人们常常以 MHz 表示的速度来描述总线频率 总线的 种类非常多 前端总线的英文名字是前端总线的英文名字是 Front Side Bus 通常用 通常用 FSB 表示表示 是将 CPU 连接到北桥芯片的 总线 计算机的前端总线频率是由 CPU 和北桥芯片一起决定的 北桥芯片负责联系内存 显卡等数据吞吐量最大的部件 并和南桥芯片连接 CPU 就是通过前端总线 FSB 连接到北桥芯片 进而通过北桥芯片和内存 显卡交换数据 前端总线是 CPU 和外界交换数据 的最主要通道 因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用非常大 如果没足够快的前端总线 再强的 CPU 也不能明显提高计算机整体速度 数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传 输频率 即数据带宽 总线频率 数据位宽 8 目前 PC 机上所能达到的前端总线频率有 266MHz 333MHz 400MHz 533MHz 800MHz 几种 最高到 1066MHz 前端总线频率越大 代表 着 CPU 和北桥芯片之间的数据传输能力越大 更能充分发挥出 CPU 的功能 目前的 CPU 技术发展非常 快 运算速度提高非常快 而足够大的前端总线能保障有足够的数据供给给 CPU 较低的前端总线将无 法供给足够的数据给 CPU 这样就限制了 CPU 性能得发挥 成为系统瓶颈 外频和前端总线频率的差别外频和前端总线频率的差别 前端总线的速度指的是 CPU 和北桥芯片间总线的速度 更实质性的表示了 CPU 和外界数据传输的速 度 而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的 也就是说 100MHz 外频特指数字脉冲信 号在每秒钟震荡一万万次 他更多的影响了 PCI 及其他总线的频率 之所以前端总线和外频这两个概念 容易混淆 主要的原因是在以前的非常长一段时间里 主要是在 Pentium 4 出现之前和刚出现 Pentium 4 时 前端总线频率和外频是相同的 因此往往直接称前端总线为外频 最终造成这样的误会 随着计算 机技术的发展 人们发现前端总线频率需要高于外频 因此采用了 QDR Quad Date Rate 技术 或其 他类似的技术实现这个目的 这些技术的原理类似于 AGP 的 2X 或 4X 他们使得前端总线的频率成为外 频的 2 倍 4 倍甚至更高 从此之后前端总线和外频的差别才开始被人们重视起来 目前的主流产品均采 用这些技术 DDR 和和 DDR2 内存说明内存说明 DDR 传输标准传输标准 严格的说 DDR 应该叫 DDR SDRAM 人们习惯称为 DDR 部分初学者也常看到 DDR SDRAM 就 认为是 SDRAM DDR SDRAM 是 Double Data Rate SDRAM 的缩写 是双倍速率同步动态随机存储器 的意思 DDR 内存是在 SDRAM 内存基础上发展而来的 仍然沿用 SDRAM 生产体系 因此对于内存厂 商而言 只需对制造普通 SDRAM 的设备稍加改进 即可实现 DDR 内存的生产 可有效的降低成本 SDRAM 在一个时钟周期内只传输一次数据 他是在时钟的上升期进行数据传输 而 DDR 内存则是 个时钟周期内传输两次次数据 他能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据 因此称为双倍速率同步 动态随机存储器 DDR 内存能在和 SDRAM 相同的总线频率下达到更高的数据传输率 和 SDRAM 相比 DDR 运用了更先进的同步电路 使指定地址 数据的输送和输出主要步骤既独立执行 又保持和 CPU 完 全同步 DDR 使用了 DLL Delay Locked Loop 延时锁定回路提供一个数据滤波信号 技术 当数据有效 时 存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据 每 16 次输出一次 并重新同步来自不同存储 器模块的数据 DDR 本质上不必提高时钟频率就能加倍提高 SDRAM 的速度 他允许在时钟脉冲的上升 沿和下降沿读出数据 因而其速度是标准 SDRA 的两倍 从外形体积上 DDR 和 SDRAM 相比差别并不大 他们具有同样的尺寸和同样的针脚距离 但 DDR 为 184 针脚 比 SDRAM 多出了 16 个针脚 主要包含了新的控制 时钟 电源和接地等信号 DDR 内 存采用的是支持 2 5V 电压的 SSTL2 标准 而不是 SDRAM 使用的 3 3V 电压的 LVTTL 标准 DDR 内存的频率能用工作频率和等效频率两种方式表示 工作频率是内存颗粒实际的工作频率 不过内存的频率能用工作频率和等效频率两种方式表示 工作频率是内存颗粒实际的工作频率 不过 由于由于 DDR 内存能在脉冲的上升和下降沿都传输数据 因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍 内存能在脉冲的上升和下降沿都传输数据 因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍 PC1600 如果按照传统习惯传输标准的命名 PC1600 DDR200 应该是 PC200 在当时 DDR 内存 正在和 RDRAM 内存进行下一代内存标准之争 此时的 RDRAM 按照频率命名应该叫 PC600 和 PC800 这样对于不是非常了解的人来说 自然会认为 PC200 远远落后于 PC600 而 JEDEC 基于市场 竞争的考虑 将 DDR 内存的命名规范进行了调整 传统习惯是按照内存工作频率来命名 而传统习惯是按照内存工作频率来命名 而 DDR 内存内存 则以内存传输速率命名则以内存传输速率命名 因此才有了今天的 PC1600 PC2100 PC2700 PC3200 PC3500 等 在用 CPU Z 工具查看机器时 在 SPD 中显示的最大带宽最大带宽 PC1600 的实际工作频率是 100 MHz 而等效工作频率是 200 MHz 那么他的数据传输率就为 数据传 输率 频率 每次传输的数据位数 就是 200MHz 64bit 12800Mb s 再除以 8 就换算为 MB 为单位 就 是 1600MB s 从而命名为 PC1600 DDR2 传输标准传输标准 DDR2 能看作是 DDR 技术标准的一种升级和扩展 DDR 的核心频率和时钟频率相等 但数据频率为 时钟频率的两倍 也就是说在一个时钟周期内必须传输两次数据 而 DDR2 采用 4 bit Prefetch 4 位预取 机制 核