计算机各种硬件带宽的计算
2018-12-19
带宽，这是内存、显存和显示器常见的技术参数是什么？ 事实上，带宽在PC中无处不在。 现在，让我们一起听带宽故事，了解带宽的基础知识。 无论是初学者还是有经验的用户，本文介绍的内容都值得学习和掌握。 这些概念有助于深入、全面地了解计算机知识，是成为硬件动人微笑的必由之路。
你知道吗？ 数字世界比特
数字世界里没有电影，没有杂志，没有歌曲，每个数字只有“1”和“0”。 以前，人们不知道如何对数字世界的这两个数字命名，直到1946年普林斯顿大学统计学家fndmt(JohnTurkey )将它们定为二进制后，才出现了比特(bit )这个术语。 比特是电脑中最小的量的单位，1mb=1024kb=10241024字节=102410248bit。
一、识别带宽
在电子学领域中，显示带宽被用于描述带宽。 但是，在数字传输中，带宽也经常被用于测量数据传输能力。 它表示在单位时间(通常以“秒”为单位)传输的数据容量的大小，并表示数据的吞吐能力。 这意味着可以在较宽的带宽上每秒传输更多的数据。 因此，通常将“带宽”称为“数据传输率”。
带宽单位一般有两种表现形式。 第一个是B/s、KB/s或MB/s，表示在单位时间(秒)内传输的数据量)字节、千字节和兆字节。 另一个是bps (或B/s )、Kbps (或KB/s )或Mbps ) )或MB/s。这两种带宽的换算公式为1b/s=8bps(b/s )、1kb/s=8kbps
二、带宽取决于个数
在许多文章中，关于带宽的各种描述都很常见，那么如何计算计算机的带宽呢？ 在此详细说明PC内的各带宽。 它们都是峰值带宽，也就是理论上的最大带宽。 但也要知道，在实际工作中，并不一定会达到峰值带宽。 影响带宽的因素有很多。 例如，写入和读取数据总是需要一定的延迟时间。
1.CPU带宽
CPU带宽是指CPU与北桥芯片之间的数据传输率，单位一般为“MB/s”或“GB/s”。 计算公式如下。
CPU带宽=前端总线频率数据总线位数/8。
以533MHz前端总线频率的奔腾4为例，其带宽为53364/8=4264MB/s。
2 .存储器带宽
存储器带宽是指存储器与南桥芯片之间的数据传输速率，单位一般为“MB/s”或“GB/s”。 计算公式如下。
内存带宽=内存总线频率数据总线位数/8。
以单通道DDR400存储器为例，其带宽为40064/8=3200MB/s。
当然，这种计算方法是关于单通道存储器的。 对于双通道内存，计算方法略有变化。 最后应该乘以2。 这是因为传输效率是单通道内存的两倍。 这也是双通道内存能够提供如此高性能的重要原因。
3 .内存带宽
显存带宽是显存，是显卡的重要参数。 内存带宽的计算方法如下。
内存带宽=工作频率数据带宽8。
之所以除以8，是因为它等于bit (按位字节)字节。 以4ns、128位DDR SDRAM显存为例，其显存带宽=250 MHz2 (由于使用的是DDR SDRAM显存，因此为2倍)1288=8000KB/s。
要准确计算一块显卡的内存带宽，必须从观察一块内存的大小和数据位宽度开始。 首先，在描述一个视频内存标准时，一般使用术语“416”或“232”，但实际上这两个标准的视频内存容量是相同的64Mbit。 但是，前者的存储单元容量为4Mbit，数据带宽为16bit，后者的两个数值分别为2Mbit和32bit。 目前，显存主要分为64位和128位，在相同的工作频率下，64位显存的带宽只有128位的一半。 因此，geforce2MX200(64位SDRAM )的性能远远低于geforce2MX 400 (128位SDRAM )。
4 .总线带宽
总线带宽的计算公式如下。
总线带宽=总线频率数据总线位数/8。
在32位PCI的实例中，其带宽为3332/8=132MB/s，并且在AGP 8X的实例中，其带宽为52864/8=4424MB/s。
这样的计算表明，总线的发展伴随着带宽的扩大，只有高带宽的总线才能不断满足当前各种硬件对数据传输的要求。 例如，从ISA总线发展到PCI总线，再发展到AGP，将来也有可能发展到PCI-X和PCI Express。
5 .视频带宽
在购买显示器时，视频带宽一词也很常见，但视频带宽与前面提到的带宽是完全不同的概念。 视频带宽是显示器显示能力的综合指标，以MHz为单位表示每秒扫描的像素数，即单位时间内每条扫描线显示的频率之和。 带宽越大，显示控制能力越强，表示显示效果越好。 视频带宽是显示器视频放大电路的频率带宽，是1秒钟电子枪扫描的总像素数，也就是说
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。从理论上来说，视频带宽的计算公式如下：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
但通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。所以在视频信号中，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中变得尽量的弱，以免扫出难看的回扫线。为了避免图像边缘的信号衰减，电子枪的扫描能力需要大于分辨率尺寸，水平方向通常要大25%，垂直方向要大8%，用于回扫消隐。所以，实际的视频带宽公式如下：
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，我们就可以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，我们就可以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高一点的话，它的带宽就会要提高很多。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。在同样的分辨率下，视频带宽高的显示器不仅可以提供更高的刷新率，而且在画面细节的表现方面往往更加准确清晰，尤其是在一些高分辨率情况下，视频带宽的作用非常突出。低档显示器的视频带宽多为110MHz甚至更低，中档产品的可以达到135～160MHz，而高档产品则可以达到200MHz甚至更高。
带宽的大小在选择显示器的时候是很重要的，如果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，我们就可以根据上面的公式计算出显示器的带宽反之，我们也可以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，总想知道自己的网速是多少，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，我们常用K来代表1024，因此57600bps又简称为56Kbps。通常我们安装好Modem，只要连上ISP主机，在任务栏右下角中便会出现计算机连接的小图标。当我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，我们可以看出V.92 Modem是无法达到峰值带宽，通常会出现50666bps、49333bps等数字，但是有些Modem却出现115200bps。下面笔者就向大家介绍Modem的这两种传输速率到底有何不同。
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，通常这是通讯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少。DTE速率最高可设定至Modem传输规格的四倍，例如28800bps的Modem便可设置到115200bps的DTE速率，但是这个DTE速率最高也只能设定到115200bps。
另一种是从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可以实现的最高速度，也就是指计算机中的Modem与ISP的DNS主机的最高连接速度。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，因而DCE的最高速率只能达到33600bps。另外，Modem实际的数据传输率无法达到Modem所宣称的56Kbps传输速度。它跟电话线路有关，电话线并非专门为Modem而设计，而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(仍然听得到)，但对数据传输就有相当大的影响，可能会使数据产生错误，降低数据传输率。另外，有些线路本身就无法支持到很高的传输速率(例如56K)。最后还有一点，当两台不同速率的Modem要进行数据传输时，系统会采用低速的Modem为准。因此大部分的56Kbps Modem实际的连接速率只能在50666bps左右，或更低的水准。
相信好奇的读者就会问，我们用的Modem不是和ISP的DNS主机连接吗。为什么有Modem会显示出计算机与Modem之间的DTE连接速率呢？之所以会出现这两类不同的速度，主要是因为各厂商Modem的显示连接速度方式默认值有所差异。不过依笔者的经验，拨号连线后，如果在任务栏的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类型的驱动程序导致的。
同理，网卡的网络带宽也会受更方面的影响，比如交换机或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，不管是使用10Mbps或100Mbps的交换机或HUB，都能自动识别。
三、不得不说的带宽瓶颈问题
举个例子讲，带宽就好比是一个口小肚大的瓶子，无论是向内灌水还是往外倒水都要看瓶口的大小，如果瓶口太小，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？下面向大家举个例子来说明。
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。从这里就可以看出内存带宽和AGP总线带宽与CPU带宽之间存在很大的瓶颈，这样会造成内存带宽无法满足系统总线的需要，而AGP总线带宽也无法满足高性能图形处理的需要。造成的后果就是无法完全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(当然主板也必须支持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)。当然，提高外频也会使CPU带宽、内存带宽和AGP总线带宽的进一步提高。总之我们要体现一个原则，CPU带宽、内存带宽和AGP总线带宽尽量实现均衡。
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带宽和内存带宽均可以达到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，这样的配置可以最大限度地利用带宽。
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