一天,菜鸟笨笨红肿着眼睛跑进Q博士诊所,说“挨打”了,Q博士当即义愤填膺,表示要替菜鸟笨笨出这口气,菜鸟笨笨却破涕为笑:“偶跟人家打CS,画面的速度和精度总是比不上人家,结果每次被BT(爆头)的都是偶,还有屏幕一闪一闪的,几个回合下来,眼睛就受不了了……明明大家使用的都是MX440显卡嘛,呜呜!”Q博士笑得前俯后仰:“呵呵!原来是‘带宽’欺负了你,下面就让我给你补上这一课吧。”
一、无处不在的带宽
菜鸟笨笨:带宽这个名词听上去很抽象哦,究竟何谓带宽呢?它跟硬件性能又有什么样的关系?
Q博士:这里我打个比喻,带宽其实就像高速公路的路面宽度和允许的最大车速,而数据流则相当于公路上的车流(图1)。当车的数量很少时,路面宽一些和窄一些,对车速都没有任何影响;随着车流的逐渐增大,直至某个临界点,路面宽度对车流量的影响才一下子凸现出来,路面窄的话,就不能让更多的车辆在同一时间内通过,甚至造成大塞车。当然,我们也可以提高允许的最大车速,这样也能使得在单位时间内通过更多的车。
 图1 有了上面这个形象的比喻,相信你就不难理解带宽了吧,从专业的角度去描述,带宽的意思是指波长、频率或能量带的范围,特指以每秒周数表示频带的上、下边界频率之差。也就是说带宽是用来描述频带宽度的,但是在数字传输方面,也常用带宽来衡量传输数据的能力,例如用它来表示单位时间内传输数据容量的大小、数据吞吐的能力。
对于很多配件来说,带宽都是决定其性能的重要参数之一,从机箱内主板的总线频率、内存、显卡,机箱外的显示器乃至网络,带宽的身影可谓无处不在。
二、系统总线和内存的带宽
菜鸟笨笨:先给我具体解释一下系统总线和内存的带宽吧。
Q博士:好的。首先我们来看系统的工作过程。当CPU接收到用户的指令后,它会最先向CPU中的一级缓存(L1 Cache)去寻找相关的数据,一级缓存里没有的数据,CPU会继续向下一级的二级缓存(L2 Cache)寻找,由于一、二级缓存的容量有限,命中率很低,因此再向下就到达内存,最后才是硬盘。这里我们可以将内存看作是内存控制器(一般位于北桥芯片中)与CPU之间的桥梁或与仓库。显然,内存的容量决定“仓库”的大小,而内存的带宽决定“桥梁”的宽窄,两者缺一不可,这也就是我们常常说道的“内存容量”与“内存速度”。
由于目前系统处理的数据量都是相当巨大的,几乎每一步操作都得经过内存,它也是整个系统中工作最为频繁的部件。因此在内存容量一定的前提下,内存的带宽就在一定程度上决定了这个系统的表现。可光有内存的高带宽还不行,既然主板是CPU和内存的载体,因此其对内存带宽存在着一个“高度限制”,这就是我们平常所说的外部总线频率,或前端总线(FSB)。
菜鸟笨笨:哦,这就是说,前端总线(FSB)频率是直接影响CPU与内存数据交换的速度,我买了高带宽的内存条子,还得有“高带宽”主板来支持,是这样吗?
Q博士:聪明!这就涉及到CPU、主板和内存之间的搭配问题。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种,FSB与内存带宽相等的情况下,则不存在瓶颈问题,如果内存带宽小于FSB则形成内存带宽瓶径,就无法完全发挥系统的性能(图2)。
 图2
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