硬件入門篇-板卡系統(tǒng)帶寬詳解（圖文）

        我們常能聽到DIY高手說到關(guān)于主板帶寬，讓人費(fèi)解。大多數(shù)人都知道網(wǎng)絡(luò)帶寬，對(duì)硬件帶寬知之甚少。主板系統(tǒng)帶寬包含總線帶寬、內(nèi)存帶寬、CPU帶寬、甚至是顯示器帶寬等等。那么對(duì)于剛接觸的朋友們來說，該如何去理解主板系統(tǒng)帶寬呢？筆者給大家做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

        在理解帶寬這個(gè)概念之前，我們首先來看一個(gè)公式：帶寬=時(shí)鐘頻率x總線位數(shù)/8，從公式中我們可以看到，帶寬和時(shí)鐘頻率、總線位數(shù)是有著非常密切的關(guān)系的。時(shí)鐘頻率很好理解，經(jīng)過INTEL多年來對(duì)大家的熏陶，對(duì)于頻率的概念大家早已是比較熟悉了，而總線位數(shù)就是數(shù)據(jù)總線的寬度，用bit（位）表示。這在顯存上，聽得比較多，比如那些64bit的顯卡，就因?yàn)閹�寬�?28bit的卡要少一倍，效能低下，這也就是它們常被人戲稱為閹卡的原因。

　　那到底什么是帶寬呢？帶寬的意義又是什么？簡(jiǎn)單的說，帶寬就是傳輸速率，是指每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（MB/S），即每秒處理多少兆字節(jié)，高帶寬則意味著系統(tǒng)的高處理能力。為了更形象地理解帶寬、位寬、時(shí)鐘頻率的關(guān)系，我們舉個(gè)比較形象的例子，工人加工零件，如果一個(gè)人干，在大家單個(gè)加工速度相同的情況下，肯定不如兩個(gè)人干的多，帶寬就象是加工零件的總數(shù)量，位寬仿佛工人數(shù)量，時(shí)鐘工作頻率相當(dāng)于加工單個(gè)零件的速度，位寬越寬，時(shí)鐘頻率越高則總線帶寬越大,其好處也是顯而易見的。

　　系統(tǒng)帶寬表現(xiàn)在板卡上可以用下面這個(gè)圖表示。主板上通常會(huì)有兩塊比較大的芯片，一般將靠近CPU的那塊稱為北橋，遠(yuǎn)離CPU的稱為南橋。北橋的作用是在CPU與內(nèi)存、顯卡之間建立通信接口，它們與北橋連接的帶寬大小很大程度上決定著內(nèi)存與顯卡效能的大小。南橋是負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備、PCL設(shè)備和硬盤，對(duì)帶寬的要求，相比較北橋而言，是要小一些的。而南北橋之間的連接帶寬一般就稱為南北橋帶寬。隨著計(jì)算機(jī)越來越向多媒體方向發(fā)展，南橋的功能也日益強(qiáng)大，對(duì)于南北橋間的連接總線帶寬也是提出了新的要求，在INTEL的9X5系列主板上，南北橋的帶寬將從以前一直為人所詬病的266MB/S發(fā)展到空前的2GB/S，一舉解決了南北橋間的帶寬瓶頸。

圖1

        為了讓讀者對(duì)芯片組的帶寬有個(gè)理性的認(rèn)識(shí)，筆者特做了這張表，標(biāo)明了各大主流芯片組的帶寬參數(shù)，供讀者參考。

圖2

        北橋部分 　　

        回到上面的那張示意圖。CPU與北橋芯片的那個(gè)連接就是常說的FSB（front side bus），它是CPU和北橋間的數(shù)據(jù)通道，它的頻率高低直接影響到CPU訪問內(nèi)存的速度。比如800MHz總線頻率的P4 2.8C，依照前面的帶寬計(jì)算公式，它的帶寬就是800MHz X 64Bit/8=6.4GB/S,而AMD的K7處理器的前端總線為400，以此類推，它的帶寬就是3.2GB/S，這也就是為什么雙通道對(duì)與K7處理器并沒有太大幫助的原因，因?yàn)橐粭l單通道的DDR400已經(jīng)可以滿足CPU訪問內(nèi)存的需求，同樣，對(duì)于800FSB的P4 CPU來說，只有雙通道DDR 400才能滿足它對(duì)帶寬的大胃口。 　　再來說說顯卡，玩游戲的朋友都曉得，當(dāng)玩一些大制作游戲的時(shí)候，畫面有時(shí)候會(huì)卡的比較厲害。其實(shí)這就是顯卡帶寬不足的問題，再具體點(diǎn)說，這是顯存帶寬不足。眾所周知，目前當(dāng)?shù)赖腁GP接口是AGP 8X，而AGP總線的頻率是PCL總線的兩倍，也就是66MHz,很容易就可以換算出它的帶寬是2.1GB/S，在目前的環(huán)境下，這樣的帶寬就顯得很微不足道了，因?yàn)檫B最普通的ATI R9000的顯存帶寬都要達(dá)到400MHZ X 128Bit/8=6.4GB/s,其余的高端顯卡更是不用說了。正因?yàn)槿绱耍琁NTEL在最新的9X5芯片組中，采用了PCL-Express總線來替代老態(tài)龍鐘的AGP總線，與傳統(tǒng)PCI以及更早期的計(jì)算機(jī)總線的共享并行架構(gòu)相比，PCI Express最大的特點(diǎn)是在設(shè)備間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接,如此一來即允許每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求帶寬，同時(shí)利用串行的連接特點(diǎn)將能輕松將數(shù)據(jù)傳輸速度提到一個(gè)很高的頻率。在傳輸速度上，由于PCI Express支持雙向傳輸模式，因此連接的每個(gè)裝置都可以使用最大帶寬。AGP所遇到的帶寬瓶頸也迎刃而解。 　　

        下圖為各大總線帶寬的比較，其中ISA、PCL、AGP 1X、AGP 2X因?yàn)槟挲g實(shí)在過大，已經(jīng)完全退出了歷史舞臺(tái)。 

圖3

        南橋部分 　　

        前面已經(jīng)說過，相比較對(duì)帶寬要求比較高的北橋來說，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)I/O設(shè)備及硬盤的南橋，對(duì)于帶寬的要求并不是很高，這很大程度是是因?yàn)槭芩�控制設(shè)備的性能制約，比如，目前PC上常用的7200轉(zhuǎn)硬盤，即使是號(hào)稱外部傳輸速率達(dá)150MB/S的SATA硬盤，其內(nèi)部的傳輸速率不過才是70MB/S，再比如南橋所控制的PCL設(shè)備，PCL的頻率不過是33MHZ，自然帶寬不會(huì)高到哪去，所以，在目前看來，南橋還沒有遇上所謂的帶寬瓶頸。 　　為了在實(shí)際使用計(jì)算機(jī)的過程中得到更多總線帶寬，根據(jù)帶寬的計(jì)算公式，一般會(huì)采取兩種辦法，一是增加總線速度，比如INTEL的P4 CPU和塞揚(yáng)CPU就是最好的例子，一個(gè)是400總線，一個(gè)是533/800總線，在實(shí)際應(yīng)用的效能就有了很大的區(qū)別（當(dāng)然，二級(jí)緩存也是一個(gè)重要的因素）。另外一個(gè)常用的方法是增加總線的寬度，如果當(dāng)它的時(shí)鐘速度一樣時(shí)，總線的寬度增加一倍，那么盡管時(shí)鐘下降沿同未改變之前是相同而此時(shí)每次下降沿所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量卻是以前的兩倍，這一點(diǎn)在相同核心，但是顯存位寬卻不一樣的顯卡上表現(xiàn)特別明顯。 　　通過對(duì)系統(tǒng)帶寬的認(rèn)識(shí)，相信讓很多朋友對(duì)自己的計(jì)算機(jī)有了全新的認(rèn)識(shí)，也大致了解了帶寬瓶頸的存在。但在這里，筆者要說的是，一臺(tái)沒有瓶頸的計(jì)算機(jī)，在目前看來是不存在的，因?yàn)橐粋�(gè)硬盤就足以拖下你的后腿，在不改變現(xiàn)有計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，系統(tǒng)的帶寬瓶頸是不會(huì)就此消失的，我們所要做的就是通過加深對(duì)硬件的了解，能夠正確且理性的對(duì)待計(jì)算機(jī)的帶寬瓶頸，充分合理的運(yùn)用好現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)資源。

         以上就是板卡系統(tǒng)帶寬詳解，當(dāng)然現(xiàn)在硬件的更新?lián)Q代過于頻繁，這些參數(shù)還是有些許出入。

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