带宽的计算---转自网络

          带宽，这个常常出如今内存、显存、显示器的技术参数究竟是什么？其实，带宽有PC中是无处不在，下面就让咱们一块儿来听听关于带宽的故事，了解一下带宽的基础知识。不管是初学者仍是有必定经验的用户，文中介绍的内容都值得去学习和掌握。这些概念有利于你们深刻、全面的了解计算机知识，是成为一个硬件高手的必经之路。

    你知道吗？数字世界中的比特

    在数字世界里没有电影、没有杂志、没有一首首的乐曲，只有一个个的数字“1”和“0”。之前人们对于数字世界中的这两个数字还不知道如何命名，直到1946年普林斯顿大学的统计学家约翰•土吉（John Turkey）把它们定为二进制，才有了比特（Bit）这一术语。比特是电脑当中最小的量单位，1 MB=1024 KB=1024×1024 Byte=1024×1024×8 Bit。

 

  1、认识带宽

 

  在电子学领域里，表带宽是用来描述频带宽度的。可是在数字传输方面，也经常使用带宽来衡量传输数据的能力。用它来表示单位时间内（通常以“秒”为单位）传输数据容量的大小，表示吞吐数据的能力。这也意味着，宽的带宽每秒钟能够传输更多的数据。因此咱们通常也将“带宽”称为“数据传输率”。

  带宽的单位通常有两种表现形式第一种是B/s、KB/s或MB/s，表示单位时间（秒）内传输的数据量（字节、千字节、兆字节）第二种是bps（或称b/s）、Kbps（或称Kb/s）或Mbps（或称Mb/s），表示单位时间（秒）内传输的数据量（比特、千比特、兆比特）。这两种带宽的换算公式是：1 B/s=8 bps（b/s）、1 KB/s=8 Kbps（Kb/s）、1 MB/s=8 Mbps（Mb/s）。

 

  2、带宽随个数

 

  在不少文章里每每看见关于带宽的各类描述，那么怎么计算电脑当中的各类带宽呢？下面将向你们详细说明PC中的各种带宽（均为峰值带宽，也就理论的最大带宽）。但你们也要清楚一点，在实际工做时，未必能达到峰值带宽。影响带宽的因素有不少，好比，数据写入和读出总要有必定的延迟时间。

 

  1.CPU带宽

  所谓的CPU带宽是指CPU与北桥芯片之间的数据传输率，单位通常为“MB/s”或“GB/s”。其计算公式以下：

  CPU带宽=前端总线频率×数据总线位数/8。

  以533MHz前端总线频率的Pentium 4为例，其带宽为：533×64/8=4264MB/s。

 

2.内存带宽

  所谓的内存带宽是指内存与南桥芯片之间的数据传输率，单位通常为“MB/s”或“GB/s”。其计算公式以下：

  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。

固然，这个计算方法是针对单通道内存而言的，对于双通道内存来讲，计算方法有点变化，应该在最后乘2，由于它的传输效率是单通道内存的2倍，这也是双通道内存可以有如此高性能的重要缘由。

 

补充 ：

   内存带宽计算公式：带宽=内存核心频率×内存总线位数×倍增系数。 

    先容我从DDR的技术提及，DDR采用时钟脉冲上升、降低沿各传一次数据，1个时钟信号能够传输2倍于SDRAM的数据，因此又称为双倍速率SDRAM。它的倍增系数就是2。

    DDR2仍然采用时钟脉冲上升、降低支各传一次数据的技术（不是传2次），可是一次预读4bit数据，是DDR一次预读2bit的2倍，所以，它的倍增系数是2X2=4。

    DDR3做为DDR2的升级版，最重要的改变是一次预读8bit，是DDR2的2倍，DDR的4倍，因此，它的倍增系数是2X2X2=8。

    须要补充的一点是，内存有三种不一样的频率指标，它们分别是核心频率、时钟频率和有效数据传输频率。

• 核心频率即为内存Cell阵列(Memory Cell Array)的工做频率，它是内存的真实运行频率；
• 时钟频率即I/O Buffer（输入/输出缓存）的传输频率；
• 有效数据传输频率则是指数据传送的频率。

    DDR3内存一次从存储单元预取8Bit的数据，在I/OBuffer（输入/输出缓存）上升和降低中同时传输，所以有效的数据传输频率达到了存储单元核心频率的8倍。同时DDR3内存的时钟频率提升到了存储单元核心的4倍。也就是说DDR3-800内存的核心频率只有100MHz，其I/O频率为400MHz，有效数据传输频率则为800MHz。

    从SDRAM-DDR时代，数据总线位宽时钟没有改变，都为64bit，可是采用双通道技术，能够得到64X2=128bit的位宽。

    下面计算一条标称DDR3 1066的内存条在默认频率下的带宽：

    1066是指有效数据传输频率，除以8才是核心频率。一条内存只用采用单通道模式，位宽为64bit。

    因此内存带宽=(1066/8)×64×8=68224Mbit。

    由此可知，若是内存工做在标称频率的时候，能够直接用标称频率×位宽，简化公式。 再根据8bit（位）=1Byte（字节），得68224/8=8528MByte=8.328125GB。 

    再以两条标称1066超频到1200的DDR3内存，组成双通道后的带宽：超频到1200后，内存核心频率应为1200/8=150MHz，而双通道的位宽=128bit：带宽=150×128×8=153600Mbit=18.75GB

 

  3.显存带宽

  显存带宽是显存也是显卡的一个很重要的参数。显存带宽的计算方法是：

  显存带宽=运行频率×数据带宽÷8。

  之因此要除以8，是由于每8个bit（位）等于一个byte（字节）。以4ns、128bit的DDR SDRAM显存为例，其显存带宽=250MHz×2（由于使用了DDR SDRAM显存，因此乘以2）×128÷8=8000KB/s。

  为了能准确计算出一块显卡的显存带宽，必须从观察一颗显存的大小以及数据位宽度开始。首先，咱们在说明一颗显存的规格时通常会用“4×16”或者“2×32”这样的用语，其实这两种规格的显存容量是同样的，均为64Mbit，只不过前者的存储单元容量为4Mbit，数据带宽16bit，然后者的这两个数值则分别是2Mbit和32bit，存储单元容量×数据带宽=总的显存容量，为了换算成一般使用的byte单位再除以8便可。目前显存主要分为64位和128位，在相同工做频率下，64位显存的带宽只有128位显存的一半。这也就是为何GeForce2 MX200（64位SDRAM）的性能远远不如GeForce2 MX400（128位SDRAM）的缘由了。

 

  4.总线带宽

  总线带宽的计算公式以下：

  总线带宽=总线频率×数据总线位数/8。

  以32位的PCI为例，其带宽为：33×32/8=132MB/s再以AGP 8X为例，其带宽为：528×64/8=4424MB/s。

 

经过这样的计算咱们不难看出，总线的发展伴随着带宽的扩展，只有高带宽的总线才能不断的知足当前各类硬件对数据传输的要求，好比从ISA总线发展到PCI总线，再发展到AGP，将来还可能发展到PCI-X和PCI Express。

 

  5.视频带宽

  咱们在购买显示器时也经常会看见视频带宽这个词，视频带宽和前面所述的带宽是彻底不一样的概念。视频带宽表明显示器显示能力的一个综合指标，指每秒钟所扫描的图素个数，即单位时间内每条扫描线上显示的频点数总和，以MHz为单位。带宽越达代表显示控制能力越强，显示效果越佳。视频带宽是显示器视频放大电路的频带宽，它是每秒钟电子枪扫描过的总像素数，也就是说在单位时间内，每条扫描线上显示的像素点的总和，以MHz（兆赫兹）为单位。从理论上来讲，视频带宽的计算公式以下：

  B=r（x） ×r（y） ×V

  B表示视频带宽r（x）表示每条水平扫描线上的图素个数，即水平分辨率r（y）表示每桢画面的水平扫描线数，即垂直分辨率V 表示每秒画面刷新率，即垂直刷新频率，也称场频

   但经过上述公式计算出的水平带宽只是理论值，在实际应用中电子束从左扫到右后，还要经历一个从右回到左面的过程。同理，上下也有一个回扫的过程。因此在视频信号中，还包括行消隐信号和场消隐信号，使得电子束在两个方向的回扫过程当中变得尽可能的弱，以避免扫出难看的回扫线。为了不图像边缘的信号衰减，电子枪的扫描能力须要大于分辨率尺寸，水平方向一般要大25%，垂直方向要大8%，用于回扫消隐。因此，实际的视频带宽公式以下：

  B=[r（x）/0.80]×[r（y）/0.93]×V 或 B=r（x） ×r（y） ×v/0.744

  例如，一台显示器在1600×1200分辨率和85Hz的刷新率下正常显示的话，咱们就能够计算出这台显示器的实际带宽为：1600×125%×1200×108%×85=220320000Hz（≈220MHz）。

  根据上面的公式，咱们就能够比较清楚地了解到视频带宽和分辨率和刷新率有直接的联系。当显示器的刷新率提升一点的话，它的带宽就会要提升不少。与水平刷新频率相比，视频带宽更能直接反映显示器性能。实际上，视频带宽也的确是一个反映显示器综合性能的参数。在一样的分辨率下，视频带宽高的显示器不只能够提供更高的刷新率，并且在画面细节的表现方面每每更加准确清晰，尤为是在一些高分辨率状况下，视频带宽的做用很是突出。低档显示器的视频带宽多为110MHz甚至更低，中档产品的能够达到135～160MHz，而高档产品则能够达到200MHz甚至更高。

  带宽的大小在选择显示器的时候是很重要的，若是有的显示器没有标明带宽，只标明了最大分辨率和在此分辨率下所能达到的最高的刷新率，咱们就能够根据上面的公式计算出显示器的带宽反之，咱们也能够根据显示器的带宽来计算出显示器在最大分辨率下的刷新率等参数。每种分辨率都对应着一个最小可接受的带宽，下表列出了在几种常见分辨率和刷新频率下的可接受带宽。

 　　　　　　　　　　

6.网络带宽

  上网的时候，总想知道本身的网速是多少，实际上这就是网络带宽。以V.92 Modem为例，其网络带宽为57600bps，为了简化起见，咱们经常使用K来表明1024，所以57600bps又简称为56Kbps。一般咱们安装好Modem，只要连上ISP主机，在任务栏右下角中便会出现计算机链接的小图标。当咱们用鼠标指向或双击这个小图标时，便能看到Modem的真实网络带宽。从中，咱们能够看出V.92 Modem是没法达到峰值带宽，一般会出现50666bps、49333bps等数字，可是有些Modem却出现115200bps。下面笔者就向你们介绍Modem的这两种传输速率到底有何不一样。

  一种是从计算机到Modem的网络带宽（也就是DTE速率），例如：115200bps。DTE速率指的是计算机向Modem发送或从Modem接收的速度，一般这是通信软件内供使用者设定的数据传输率，其意义为定义计算机与Modem之间的数据传输率。当计算机传送的信息中含有大量的重复信息时，使用压缩技术后将使传输的有效数据减小。DTE速率最高可设定至Modem传输规格的四倍，例如28800bps的Modem即可设置到115200bps的DTE速率，可是这个DTE速率最高也只能设定到115200bps。

  另外一种是从ISP的DNS主机到Modem的网络带宽（也就是DCE速率），例如：50666bps。DCE速率是指Modem在电话线上运载二进制信息能够实现的最高速度，也就是指计算机中的Modem与ISP的DNS主机的最高链接速度。DCE速率与Modem所用的协议有关，例如V.32 bis最高速度可达14400bps，而V.34最高速度可达33600bps。DCE理论的最高速率是以ISP的DNS主机与Modem之间的最低者为标准，例如Modem为57600bps，而ISP的DNS主机只能支持到33600bps，于是DCE的最高速率只能达到33600bps。另外，Modem实际的数据传输率没法达到Modem所宣称的56Kbps传输速度。它跟电话线路有关，电话线并不是专门为Modem而设计，并且品质不佳的电话线会产生噪音。这些噪音对讲电话的影响还不至于很大（仍然听获得），但对数据传输就有至关大的影响，可能会使数据产生错误，下降数据传输率。另外，有些线路自己就没法支持到很高的传输速率（例如56K）。最后还有一点，当两台不一样速率的Modem要进行数据传输时，系统会采用低速的Modem为准。所以大部分的56Kbps Modem实际的链接速率只能在50666bps左右，或更低的水准。

  相信好奇的读者就会问，咱们用的Modem不是和ISP的DNS主机链接吗。为何有Modem会显示出计算机与Modem之间的DTE链接速率呢？之因此会出现这两类不一样的速度，主要是由于各厂商Modem的显示链接速度方式默认值有所差别。不过依笔者的经验，拨号连线后，若是在任务栏的Modem联线图标中是显示DTE连线速率的话，大部分是外置Modem没有安装厂商配带的驱动程序，而是使用Windows标准Modem类型的驱动程序致使的。

  同理，网卡的网络带宽也会受更方面的影响，好比交换机或HUB、线路的品质不佳等等。从兼容性上说，最好是使用10/100Mbps自适应的网卡，这样，无论是使用10Mbps或100Mbps的交换机或HUB，都能自动识别。

 

 

  3、不得不说的带宽瓶颈问题

 

  举个例子讲，带宽就比如是一个口小肚大的瓶子，不管是向内灌水仍是往外倒水都要看瓶口的大小，若是瓶口过小，水流量就会受到限制，这也就是常说的带宽瓶颈问题。究竟什么才是带宽瓶颈问题呢？下面向你们举个例子来讲明。

  以533MHz前端总线频率的Pentium 4.DDR266.AGP 4X显卡以及支持DDR333和AGP 4X的主板为例，CPU、内存和AGP总线的峰值带宽分别为：3464MB/s、2128MB/s和1064MB/s。从这里就能够看出内存带宽和AGP总线带宽与CPU带宽之间存在很大的瓶颈，这样会形成内存带宽没法知足系统总线的须要，而AGP总线带宽也没法知足高性能图形处理的须要。形成的后果就是没法彻底发挥出这台电脑的性能。解决的方法是使用DDR400内存和AGP 8X显卡（固然主板也必须支持DDR400和AGP 8X）或者直接改采用400MHz前端总线频率的Pentium 4，再搭配AGP 8X的显卡（显卡也必须支持AGP 8X）。固然，提升外频也会使CPU带宽、内存带宽和AGP总线带宽的进一步提升。总之咱们要体现一个原则，CPU带宽、内存带宽和AGP总线带宽尽可能实现均衡。

  对于最新的800MHz前端总线频率的Pentium 4，最好能搭配双通道的DDR400内存，这样CPU带宽和内存带宽都可以达到6400MB/s，再搭配AGP 8X显卡，这样的配置无疑是最佳配置。而对于333MHz前端总线频率的Athlon XP，最佳的搭配方案是：DDR333内存和AGP 8X显卡，这样的配置能够最大限度地利用带宽。