浅谈内存-带宽

发表于 4/9/2015 9:12:46 PM 阅读（4063）

第一部分

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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的技术说起，DDR采用时钟脉冲上升、下降沿各传一次数据，1个时钟信号可以传输2倍于SDRAM的数据，所以又称为双倍速率SDRAM。它的倍增系数就是2。

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

DDR3作为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，所以，它的倍增系数是2X2X2=8。

需要补充的一点是，内存有三种不同的频率指标，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)的工作频率，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）上升和下降中同时传输，因此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内存的时钟频率提高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，但是采用双通道技术，可以获得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。

所以内存带宽=(1066/8)×64×8=68224Mbit。

DDR、DDR2、DDR3的计算方法一样
（频率*位宽（一根内存一条通道64Bit））/8=带宽
比如DDR3 1333 单通道内存
（1333M*64Bit*1根内存）/8=10.7GB一秒 
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由此可知，如果内存工作在标称频率的时候，可以直接用标称频率×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

第二部分

内存核心频率、时钟频率、数据传输率各是什么?

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核心频率就是内存的工作频率，到了DDR2和DDR3时才有了时钟频率的概念，就是将核心频率通过倍频技术得到的一个频率。数据传输频率就是传输数据的频率。DDR内存的核心频率是和时钟频率相同的但在传输数据的时候在脉冲的上升边和下降边都传输一次，所以数据传输频率就是核心频率的2倍。DDR2内存将核心频率倍频2倍所以时钟频率就是核心频率的2倍了，同样还是上升边和下降边各传输一次数据，所以数据传输频率就是核心频率的4倍时钟频率的2倍。DDR3内存的时钟频率是核心频率的4倍，所以数据传输频率就是核心频率的8倍了。

内存的核心频率时钟频率数据传输率?

http://blog.sina.com.cn/s/blog_541f6f430100fvww.html

目前内存颗粒的频率分成三种，一种是DRAM核心频率，一种是时钟频率，还有一种是数据传输率。

　　在SDRAM中，SDRAM也就是同步DRAM，它的数据传输率是和时钟周期同步的，SDRAM的DRAM核心频率和时钟频率以及数据传输率都一样。以PC-133SDRAM为例，它的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是133MHz/133MHz/133Mbps。

　　在DDR I SDRAM中，核心频率和时钟频率是一样的，而数据传输率是时钟频率的两倍，关于这点我们都已经非常的清楚了，DDR也就是Double data rating内存可以在每个时钟周期的上升延和下降延传输数据，也就是一个时钟周期可以传输2bit数据，因此DDR I的数据传输率是时钟频率的两倍。以DDR266 SDRAM为例，它的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是133MHz/133MHz/266Mbps。目前JEDEC标准中的DDR I SDRAM的最高标准是DDR400，它的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是200MHz/200MHz/400Mbps。颗粒内部的基本组成单元cell的工作频率为200MHz，这个频率再提高会带来稳定性和成本方面的问题。

　　而在DDR II SDRAM中，核心频率和时钟频率已经不一样了，由于DDR II采用了4bit Prefetch技术。Prefetch可以意译为"数据预取"技术，可以认为是端口数据传输率和内存Cell之间数据读/写之间的倍率，如DDR I为2bit Prefetch，因此DDR I的数据传输率是核心Cell工作频率的两部。DDR II采用了4bit Prefetch架构，也就是它的数据传输率是核心工作频率的四倍。实际上数据先输入到I/O缓冲寄存器，再从I/O寄存器输出。DDR II 400 SDRAM的核心频率/时钟频率/数据传输率分别是100MHz/200MHz/400Mbps。大家要注意的是，DDR II 400 SDRAM的核心频率和DDR I 200是一样的，但是DDR II 400的数据传输率比DDR I 200的两倍。因此，DDR-Ⅱ虽然实现了4-bit预取，但在实际效能上，与DDR是一样的。因此在相同的核心频率下，DDR-Ⅱ达到了两倍于DDR的的带宽的水平有一个前提条件，那就是DDR-Ⅱ的外部时钟频率也是DDR和SDRAM的两倍。

第三部分

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