硬件接口的時鐘頻率與傳輸速度的關(guān)系

本文格式為Word版，下載可任意編輯——硬件接口的時鐘頻率與傳輸速度的關(guān)系、主板前端總線帶寬；2、CPU帶寬；3、內(nèi)存帶寬；4、AGP帶寬；5、PCI帶寬；6、PCI-X帶寬；7、PCI-E帶寬；8、SATA硬盤帶寬；

在了解這些之前，我們有必要先了解一個詞，叫做“峰值帶寬〞，名詞解釋來自百度詞條：帶寬這個詞在電子學(xué)領(lǐng)域里很常用，它的意思是指波長、頻率或能量帶的范圍，特指以每秒周數(shù)表示頻帶的上、下邊界頻率之差?？梢燥@見帶寬是用來描述頻帶寬度的，但是在數(shù)字傳輸方面，也常用帶寬來衡量傳輸數(shù)據(jù)的能力。用它來表示單位時間內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)容量的大小，表示吞吐數(shù)據(jù)的能力。

在好多文章里往往看見關(guān)于帶寬的各種描述，那么怎么計算有關(guān)存儲器的帶寬呢？對于存儲器的帶寬計算有下面的方法：

B表示帶寬，F(xiàn)表示存儲器時鐘頻率，D表示存儲器數(shù)據(jù)總線位數(shù)，則帶寬為：B（峰值帶寬）=F（時鐘頻率MHz）×D（總線位數(shù)bit）/8例如，PC-100的SDRAM帶寬計算如下：100MHZ×64BIT/8=800MB/S

當(dāng)然，這個計算方法是針對僅靠上升沿信號傳輸數(shù)據(jù)的SDRAM而言的，對于上升沿和下降沿都傳輸數(shù)據(jù)的DDR來說計算方法有點變化，應(yīng)當(dāng)在最終乘2，由于它的傳輸效率是雙倍的，這也是DDR能夠有如此高性能的重要原因。

那么有了這個公式，我們就可以去了解PC也好，Server也好的瓶頸以及如何判斷的方法了！

首先要說的是，主板的前端總線，由于這個概念從我最初學(xué)計算機(jī)老師就講過，但是到現(xiàn)在也沒搞明白終究是什么意思，引一段ZOL的術(shù)語解釋好了：

什么是前端總線：/product_param/index498.html引用內(nèi)容

什么是總線？

微機(jī)中總線一般有內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。內(nèi)部總線是微機(jī)內(nèi)部各外圍芯片與處理器之間的總線，用于芯片一級的互連；而系統(tǒng)總線是微機(jī)中各插件板與系統(tǒng)板之間的總線，用于插件板一級的互連；外部總線則是微機(jī)和外部設(shè)備之間的總線，微機(jī)作為一種設(shè)備，通過該總線和其他設(shè)備進(jìn)行信息與數(shù)據(jù)交換，它用于設(shè)備一級的互連。

什么是前端總線：

“前端總線〞這個名稱是由AMD在推出K7CPU時提出的概念，但是一直以來都被大家誤認(rèn)為這個名詞不過是外頻的另一個名稱。我們所說的外頻指的是CPU與主板連接的速度，這個概念是建立在數(shù)字脈沖信號震蕩速度基礎(chǔ)之上的，而前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，由于?shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬＝（總線頻率×數(shù)據(jù)位寬）÷8。目前PC機(jī)上所能達(dá)到的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz、1333MHz幾種，前端總線頻率越大，代表著CPU與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸量越大，更能充分發(fā)揮出CPU的功能?，F(xiàn)在的CPU技術(shù)發(fā)展很快，運算速度提高很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給CPU。較低的前端總線將無法供給足夠的數(shù)據(jù)給CPU，這樣就限制了CPU性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。

前端總線的英文名字是FrontSideBus，尋常用FSB表示，是將CPU連接到北橋芯片的總線。選購主板和CPU時，要注意兩者搭配問題，一般來說，假使CPU不超頻，那么前端總線是由CPU決定的，假使主板不支持CPU所需要的前端總線，系統(tǒng)就無法工作。也就是說，需要主板和CPU都支持某個前端總線，系統(tǒng)才能工作，只不過一個CPU默認(rèn)的前端總線是唯一的，因此看一個系統(tǒng)的前端總線主要看CPU就可以。

北橋芯片負(fù)責(zé)聯(lián)系內(nèi)存、顯卡等數(shù)據(jù)吞吐量最大的部件，并和南橋芯片連接。CPU就是通過前端總線（FSB）連接到北橋芯片，進(jìn)而通過北橋芯片和內(nèi)存、顯卡交換數(shù)據(jù)。前端總線是CPU和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對計算機(jī)整體性能作用很大，假使沒足夠快的前端總線，再強(qiáng)的CPU也不能明顯提高計算機(jī)整體速度。數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬＝（總線頻率×數(shù)據(jù)位寬）÷8。目前PC機(jī)上所能達(dá)到的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種，前端總線頻率越大，代表著CPU與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越大，更能充分發(fā)揮出CPU的功能?，F(xiàn)在的CPU技術(shù)發(fā)展很快，運算速度提高很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給CPU，較低的前端總線將無法供給足夠的數(shù)據(jù)給CPU，這樣就限制了CPU性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。顯然同等條件下，前端總線越快，系統(tǒng)性能越好。

外頻與前端總線頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次；

而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s（1Byte=8bit）。

通過上述了解，相信我們對總線以及前端總線已經(jīng)有了詳細(xì)的認(rèn)識，那么在哪里可以看到前端總線頻率呢？一般在硬件規(guī)格里都有說明，譬如說zol的報價網(wǎng)站，對于主板一般都有說明的，假使沒有明確說明前端總線是多少兆赫，可以看下最大支持的內(nèi)存頻率，一般是一樣的！

譬如我的筆記本的主板是PM45芯片，前端總線FSB最高支持1066MHz，那么主板在配有單條1066頻率的內(nèi)存時的最大帶寬就為1066MHz*64bit/8=8.5GB/S，假使兩條內(nèi)存組成雙通道的話，最高帶寬可為1066MHz*128bit/8=17GB/S，但實際上我的內(nèi)存是DDR2800的，所以目前的帶寬只能用到800MHz*64bit/8=6.4GB/S，如下圖：

CPU帶寬（總線帶寬）：http://baike.//view/2089.htm前面我們已經(jīng)有了公式了，因此我們直接用公式算就OK了

B表示帶寬，F(xiàn)表示存儲器時鐘頻率，D表示存儲器數(shù)據(jù)總線位數(shù)，則帶寬為：B（峰值帶寬）=F（時鐘頻率MHz）×D（總線位數(shù)bit）/8

這里公式有了，如何查看你的CPU的時鐘頻率與位寬呢？我們可以借助CPU-Z這個小工具，額定FSB就是時鐘頻率，指令集中的32或64就是cpu的位寬，我的是EM64T，也就是64位的CPU，那么EM64T又是什么意思呢？引用內(nèi)容

Intel的EM64T技術(shù)，EM64T技術(shù)官方全名是ExtendedMemory64Tenchnology中文解釋就是擴(kuò)展64bit內(nèi)存技術(shù)?，F(xiàn)在的32位奔騰4CPU都是采用IA-32指令集，EM64T其實就是在這個指令集的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，我們將它命名為IA32e。Inteln這種實現(xiàn)64位的方法其實和AMD的x86-64技術(shù)有異曲同工之妙，都是通過64位擴(kuò)展指令來實現(xiàn)兼容32位和64位的運算。另外不同的是Intel的EM64T技術(shù)設(shè)定了IA-32和IA-32e兩種模式的激活程序，就是說EM64T需要滿足特定條件才會激活。

那么我的CPU帶寬是多少？800MHz*64/8=6.4GB/S。

內(nèi)存帶寬：http://baike.//view/7625.htm引用內(nèi)容

目前主流的內(nèi)存有533、667、800、1066、1333等頻率，那么他們的帶寬依次就為：533MHz*64bit/8=4.2GB/S667MHz*64bit/8=5.3GB/S

800MHz*64bit/8=6.4GB/S（這個就是我在用的內(nèi)存了）1066MHz*64bit/8=8.5GB/S1333MHz*64bit/8=10.7GB/S

AGP帶寬：http://baike.//view/4204.htm引用內(nèi)容

關(guān)于AGP(AcceleratedGraphicPorts或者AdvancedGraphicPorts)是當(dāng)前被已經(jīng)淘汰的圖形系統(tǒng)接口。這項技術(shù)始于十四年以前，當(dāng)時的3D圖形加速技術(shù)開始流行并且迅速普

及，為了使系統(tǒng)和圖形加速卡之間的數(shù)據(jù)傳輸獲得比PCI總線更高的帶寬，AGP便應(yīng)運而生。

AGPvsPCI——理論上的角逐

AGP和PCI根本上的區(qū)別在于AGP是一個“端口〞，這意味著它只能接駁一個終端而這個終端又必需是圖形加速卡。PCI則是一條總線，它可以連接大量不同種類的終端，可以是顯卡，也可以是網(wǎng)卡或者SCSI卡，還有聲卡，等等等等。所有這些不同的終端都必需共享這條PCI總線和它的帶寬，而AGP則為圖形加速卡提供了直接通向芯片組的專線，從那里它又可以通向CPU、系統(tǒng)內(nèi)存或者PCI總線。

普通的PCI總線數(shù)據(jù)寬度為32位（bit），以33MHz的速度運行，這樣它能提供的最大帶寬就是4byte/sX33MHz=133MB/s。盡管新的PCI64/66規(guī)范提供了64位的數(shù)據(jù)寬度和66MHz的工作頻率，帶寬相應(yīng)達(dá)到了533MB/s，但它面向的是需要極高數(shù)據(jù)帶寬的I/O控制器，譬如IEEE1394或者千兆位的網(wǎng)卡，目前幾乎沒有得到任何支持。AGP同樣是32位的數(shù)據(jù)寬度，但它的工作頻率從66MHz開始，這樣，按常規(guī)方法利用每個時鐘周期的下降沿傳輸數(shù)據(jù)的AGP1X規(guī)范就能提供266MB/s的帶寬，而AGP2X，通過同時利用時鐘周期的上升和下降沿傳輸數(shù)據(jù)，可以達(dá)到533MB/s的帶寬，比較新的AGP4X更是把帶寬提高到了1066MB/s，而最新的AGP8X將帶寬提高到了2.12GB/s

PCI（外設(shè)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)）總線帶寬：http://baike.//view/18562.htm#1PCI接口圖（下圖中畫紅圈的接口就是PCI接口）；

引用內(nèi)容

PCI(PeripheralComponentInterconnect)

一種由英特爾（Intel）公司1