關(guān)于帶寬的基礎(chǔ)知識(shí)——
帶寬的故事
現(xiàn)在的內(nèi)存種類很多，對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速度也各不相同，我們?cè)鯓尤ビ?jì)算它們傳輸速度的快慢？面對(duì)各種顯卡芯片怎樣去看待顯存帶寬？甚至在顯示器參數(shù)中也有帶寬，看來帶寬還真是無處不在，就讓我們一起來聽聽關(guān)于帶寬的故事，了解一下帶寬的基礎(chǔ)知識(shí)。
帶寬正傳——存儲(chǔ)器帶寬基礎(chǔ)知識(shí)
帶寬這個(gè)詞在電子學(xué)領(lǐng)域里很常用，它的意思是指波長(zhǎng)、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(shí)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。
在很多文章里往往看見關(guān)于帶寬的各種描述，那么怎么計(jì)算有關(guān)存儲(chǔ)器的帶寬呢？對(duì)于存儲(chǔ)器的帶寬計(jì)算有下面的方法：
B表示帶寬，F(xiàn)表示存儲(chǔ)器時(shí)鐘頻率，D表示存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線位數(shù)，則帶寬為：
B=F×D/8
例如，PC-100的SDRAM帶寬計(jì)算如下：
100MHZ×64BIT/8=800MB/S
當(dāng)然，這個(gè)計(jì)算方法是針對(duì)僅靠上升沿信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的SDRAM而言的，對(duì)于上升沿和下降沿都傳輸數(shù)據(jù)的DDR來說計(jì)算方法有點(diǎn)變化，應(yīng)該在最后乘2，因?yàn)樗膫鬏斝适请p倍的，這也是DDR能夠有如此高性能的重要原因。
對(duì)于和存儲(chǔ)器帶寬關(guān)系很大的總線帶寬也同樣可以利用這個(gè)方法來計(jì)算，例如PCI和AGP等總線。比如，PCI帶寬=33MHz×32BIT／8=133MB/S，AGP 1X總線的帶寬為66MHz×64BIT／8=528MB/S，AGP 4X帶寬=528MHz×4=2.1GB/秒。
通過這樣的計(jì)算我們不難看出，總線的發(fā)展伴隨著帶寬的擴(kuò)展，只有高帶寬的總線才能不斷的滿足當(dāng)前各種硬件對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。比如顯卡當(dāng)年從PCI總線到AGP，正是因?yàn)镻CI總線的133MB/S傳輸速率早已不能滿足各種圖形處理的要求。而從AGP1X到AGP4X直到AGP8X都使得傳輸帶寬不斷的得到了擴(kuò)展。
通過計(jì)算出的帶寬是理論值，既它們可以達(dá)到的最大峰值帶寬，通過對(duì)峰值帶寬的比較我們可以了解各種內(nèi)存的性能，下表就給出了常見內(nèi)存的峰值帶寬。
常見的內(nèi)存峰值帶寬表
PC-66 SDRAM
528 MB/s
PC-100 SDRAM
800 MB/s
PC-133 SDRAM
1064 MB/s
PC-150 SDRAM
1200 MB/s
PC-600 RDRAM
1200 MB/s
PC-800 RDRAM
1600 MB/s
PC-1600 DDR
1600 MB/s
PC-2100 DDR
2100 MB/s
在實(shí)際工作時(shí)這些存儲(chǔ)單元未必能達(dá)到峰值帶寬，影響帶寬的因素還很多。比如，因?yàn)閿?shù)據(jù)寫入和讀出存儲(chǔ)單元總要有一定的延遲時(shí)間。除了延遲時(shí)間影響帶寬外，所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的命中率也有重要關(guān)系。當(dāng)把這些因素考慮在內(nèi)，即便是100%的命中率，PC100的SDRAM的實(shí)際帶寬只有峰值帶寬的40%。
從上面給出的帶寬計(jì)算方法可知，帶寬不僅和時(shí)鐘頻率有關(guān)還和存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)總線位數(shù)有關(guān)。而我們面對(duì)各種顯卡顯存的時(shí)候關(guān)注的是它的時(shí)鐘頻率，計(jì)算帶寬還需要顯存的位數(shù)。顯存在顯卡上發(fā)揮著重要的作用，而各種顯卡芯片支持顯存的位數(shù)也是有差異的，廠商們也是在擴(kuò)展顯存位數(shù)，以達(dá)到提升顯存帶寬的目的。下表給出常見的顯卡芯片支持顯存位數(shù)。
芯片型號(hào)
支持顯存位數(shù)(BIT)
芯片型號(hào)
支持顯存位數(shù)
VOODOO3-2000\3000\3500
128
RADEON VE
64(DDR)
VOODOO4-4500\5500\6000
256
G400\G400MAX
128
TNT2\TNT2pro\TNT2 Ultra
128
G450\G550
128(DDR)
TNT2M64\TNT2Vanta
64
Savage4GT/PRO/PRO+
128
GeForce256
128
Savage2000/ 2000+
128
GeForceMX
GeForceMX400
64/128SDRAM或64(DDR)
Kyro
KyroII
128
GeForceMX200
64
SIS300/SIS305
128
GeForceGTS\Pro\Ultra
GeForce3
128(DDR)
SIS315
128(DDR)
RADEON\SE\LE
128或128（DDR）
BLADE XP
128
帶寬外傳——顯示器的帶寬
我們?cè)谫?gòu)買顯示器時(shí)也常常會(huì)看見帶寬這個(gè)詞，在這里，它和存儲(chǔ)領(lǐng)域的帶寬有所區(qū)別，它更貼近傳統(tǒng)的電子學(xué)里的帶寬定義。顯示器的參數(shù)——帶寬代表的是顯示器的一個(gè)綜合指標(biāo)，也是衡量一臺(tái)顯示器好壞的重要指標(biāo)。它是指顯示器每秒鐘所掃描的像素?cái)?shù)量，也就是說在單位時(shí)間內(nèi)，每條掃描線上顯示的像素點(diǎn)的總和，單位是Hz。顯示器的帶寬大小同樣有一定的計(jì)算方法的，大家在選擇一款顯示器的時(shí)候可以根據(jù)一些參數(shù)來計(jì)算帶寬，或者根據(jù)帶寬來計(jì)算一些參數(shù)。這樣可以很清楚的了解顯示器的底細(xì)，JS想隱瞞都不行。
詳細(xì)的顯示器帶寬計(jì)算方法如下：
用r(x)表示每條水平掃描線上的圖素個(gè)數(shù)；r(y)表示每幀畫面的水平掃描線數(shù)；V表示每秒鐘畫面的刷新率；B表示帶寬。則顯示器帶寬的計(jì)算公式是：
B = r(x)×r(y)×V
但是在實(shí)際中，為了避免信號(hào)在掃描邊緣的衰減，保證圖像的清晰，實(shí)際上電子束水平掃描的圖素的個(gè)數(shù)和行掃描頻率均要比理論值要高一些。所以，在實(shí)際中，帶寬的計(jì)算公式中加上了一個(gè)1.3的參數(shù)：
B = r(x)×r(y)×V×1.3
根據(jù)上面的公式，我們就可以比較清楚的了解到帶寬的實(shí)際意義。當(dāng)顯示器的刷新率提高一點(diǎn)的話，它的帶寬就會(huì)要提高很多。例如，當(dāng)用戶在挑選顯示器的時(shí)候，顯示器標(biāo)稱可以在1024×768的分辨率，和85Hz的刷新率下正常顯示的話，我們就可以計(jì)算出這臺(tái)顯示器的實(shí)際帶寬為：
B =1024×768×85×1.3 = 87MHz
帶寬的大小在選擇顯示器的時(shí)候是很重要的，如果有的顯示器沒有標(biāo)明帶寬，只標(biāo)明了最大分辨率和在此分辨率下所能達(dá)到的最高的刷新率，我們就可以根據(jù)上面的公式計(jì)算出顯示器的帶寬；反之，我們也可以根據(jù)顯示器的帶寬來計(jì)算出顯示器在最大分辨率下的刷新率等參數(shù)。
好了朋友們，帶寬的故事就講到這里了，不管是正傳還是外傳，希望有助于大家對(duì)帶寬有個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。
