如果從電子電路角度出發,帶寬(Bandwidth)本意指的是電子電路中存在一個固有通頻帶,這個概念或許比較抽象,我們有必要作進一步解釋。大家都知道,各類復雜的電子電路無一例外都存在電感、電容或相當功能的儲能元件,即使沒有采用現成的電感線圈或電容,導線自身就是一個電感,而導線與導線之間、導線與地之間便可以組成電容——這就是通常所說的雜散電容或分布電容;不管是哪種類型的電容、電感,都會對信號起着阻滯作用從而消耗信號能量,嚴重的話會影響信號品質。這種效應與交流電信號的頻率成正比關系,當頻率高到一定程度、令信號難以保持穩定時,整個電子電路自然就無法正常工作。為此,電子學上就提出了“帶寬”的概念,它指的是電路可以保持穩定工作的頻率范圍。而屬於該體系的有顯示器帶寬、通訊/網絡中的帶寬等等。
而第二種帶寬的概念大家也許會更熟悉,它所指的其實是數據傳輸率,譬如內存帶寬、總線帶寬、網絡帶寬等等,都是以“字節/秒”為單位。我們不清楚從什么時候起這些數據傳輸率的概念被稱為“帶寬”,但因業界與公眾都接受了這種說法,代表數據傳輸率的帶寬概念非常流行,盡管它與電子電路中“帶寬”的本意相差很遠。
對於電子電路中的帶寬,決定因素在於電路設計。它主要是由高頻放大部分元件的特性決定,而高頻電路的設計是比較困難的部分,成本也比普通電路要高很多。這部分內容涉及到電路設計的知識,對此我們就不做深入的分析。而對於總線、內存中的帶寬,決定其數值的主要因素在於工作頻率和位寬,在這兩個領域,帶寬等於工作頻率與位寬的乘積,因此帶寬和工作頻率、位寬兩個指標成正比。不過工作頻率或位寬並不能無限制提高,它們受到很多因素的制約,我們會在接下來的總線、內存部分對其作專門論述。
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""梁先生說,帶寬實際上應該分為物理帶寬和邏輯帶寬。帶寬的單位是每秒可以通過的字節數,嚴格講是一個速度概念,但通常用來表示傳輸信道的容量。 ""
請問:網絡上帶寬的單位到底是 Mbps(b:byte),Mbps(b:bits)????? 其他地方的帶寬問題:
帶寬正傳--關於帶寬的基礎知識 --------------------------------------------------------------------------------
現在的內存種類很多,對數據的傳輸速度也各不相同,我們怎樣去計算它們傳輸速度的快慢?面對各種顯卡芯片怎樣去看待顯存帶寬?甚至在顯示器參數中也有帶寬,看來帶寬還真是無處不在,就讓我們一起來聽聽關於帶寬的故事,了解一下帶寬的基礎知識。
帶寬正傳——存儲器帶寬基礎知識
帶寬這個詞在電子學領域里很常用,它的意思是指波長、頻率或能量帶的范圍,特指以每秒周數表示頻帶的上、下邊界頻率之差。可以顯見帶寬是用來描述頻帶寬度的,但是在數字傳輸方面,也常用帶寬來衡量傳輸數據的能力。用它來表示單位時間內傳輸數據容量的大小,表示吞吐數據的能力。
在很多文章里往往看見關於帶寬的各種描述,那么怎么計算有關存儲器的帶寬呢?對於存儲器的帶寬計算有下面的方法:
B表示帶寬,F表示存儲器時鍾頻率,D表示存儲器數據總線位數,則帶寬為:
B=F×D/8
例如,PC-100的SDRAM帶寬計算如下:
100MHZ×64BIT/8=800MB/S
當然,這個計算方法是針對僅靠上升沿信號傳輸數據的SDRAM而言的,對於上升沿和下降沿都傳輸數據的DDR來說計算方法有點變化,應該在最后乘2,因為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。
對於和存儲器帶寬關系很大的總線帶寬也同樣可以利用這個方法來計算,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。
通過這樣的計算我們不難看出,總線的發展伴隨着帶寬的擴展,只有高帶寬的總線才能不斷的滿足當前各種硬件對數據傳輸的要求。比如顯卡當年從PCI總線到AGP,正是因為PCI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展。
通過計算出的帶寬是理論值,既它們可以達到的最大峰值帶寬,通過對峰值帶寬的比較我們可以了解各種內存的性能,下表就給出了常見內存的峰值帶寬。
常見的內存峰值帶寬表
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
在實際工作時這些存儲單元未必能達到峰值帶寬,影響帶寬的因素還很多。比如,因為數據寫入和讀出存儲單元總要有一定的延遲時間。除了延遲時間影響帶寬外,所存儲數據的命中率也有重要關系。當把這些因素考慮在內,即便是100%的命中率,PC100的SDRAM的實際帶寬只有峰值帶寬的40%。
從上面給出的帶寬計算方法可知,帶寬不僅和時鍾頻率有關還和存儲單元的數據總線位數有關。而我們面對各種顯卡顯存的時候關注的是它的時鍾頻率,計算帶寬還需要顯存的位數。顯存在顯卡上發揮着重要的作用,而各種顯卡芯片支持顯存的位數也是有差異的,廠商們也是在擴展顯存位數,以達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。
芯片型號 支持顯存位數(BIT) 芯片型號 支持顯存位數 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
我們在購買顯示器時也常常會看見帶寬這個詞,在這里,它和存儲領域的帶寬有所區別,它更貼近傳統的電子學里的帶寬定義。顯示器的參數——帶寬代表的是顯示器的一個綜合指標,也是衡量一台顯示器好壞的重要指標。它是指顯示器每秒鍾所掃描的像素數量,也就是說在單位時間內,每條掃描線上顯示的像素點的總和,單位是Hz。顯示器的帶寬大小同樣有一定的計算方法的,大家在選擇一款顯示器的時候可以根據一些參數來計算帶寬,或者根據帶寬來計算一些參數。這樣可以很清楚的了解顯示器的底細,JS想隱瞞都不行。
詳細的顯示器帶寬計算方法如下:
用r(x)表示每條水平掃描線上的圖素個數;r(y)表示每幀畫面的水平掃描線數;V表示每秒鍾畫面的刷新率;B表示帶寬。則顯示器帶寬的計算公式是:
B = r(x)×r(y)×V
但是在實際中,為了避免信號在掃描邊緣的衰減,保證圖像的清晰,實際上電子束水平掃描的圖素的個數和行掃描頻率均要比理論值要高一些。所以,在實際中,帶寬的計算公式中加上了一個1.3的參數:
B = r(x)×r(y)×V×1.3
根據上面的公式,我們就可以比較清楚的了解到帶寬的實際意義。當顯示器的刷新率提高一點的話,它的帶寬就會要提高很多。例如,當用戶在挑選顯示器的時候,顯示器標稱可以在1024×768的分辨率,和85Hz的刷新率下正常顯示的話,我們就可以計算出這台顯示器的實際帶寬為:
B =1024×768×85×1.3 = 87MHz
帶寬的大小在選擇顯示器的時候是很重要的,如果有的顯示器沒有標明帶寬,只標明了最大分辨率和在此分辨率下所能達到的最高的刷新率,我們就可以根據上面的公式計算出顯示器的帶寬;反之,我們也可以根據顯示器的帶寬來計算出顯示器在最大分辨率下的刷新率等參數。
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,希望有助於大家對帶寬有個完整的認識 |