一文讀懂計算機系統中常見的帶寬


什么是帶寬

帶寬應用的領域非常多,可以用來標識信號傳輸的數據傳輸能力、標識單位時間內通過鏈路的數據量、標識顯示器的顯示能力。

  1. 在模擬信號系統中,帶寬用來標識傳輸信號所占有的頻率寬度,這個寬度由傳輸信號的最高頻率和最低頻率決定,兩者之差就是帶寬值,因此又被稱為信號帶寬或者載頻帶寬。通常以 赫茲(Hz) 為單位。

  2. 在數字信號系統中,帶寬用來標識通訊線路所能傳送數據的能力,即在單位時間內通過鏈路中某一點的最高數據量,常用的單位為比特率(bps,為bit per second的縮寫),即每秒多少位。在日常生活中中描述帶寬時常常把bps省略掉。例如:帶寬為4M,完整的稱謂應為4Mbps。

目前,它被更廣泛地應用在數字通信中,用來描述網絡或線路理論上傳輸數據的最高速率。

關於赫茲的說明

赫茲是國際單位制中頻率的單位,它是每秒鍾的周期性變動重復次數的計量。
簡稱為赫,每秒鍾振動(或振盪、波動)一次為1赫茲,或可寫成次/秒。

計算機系統中常見的帶寬

總線帶寬

總線帶寬指的是總線在單位時間內可以傳輸的數據總量,等於總線位寬工作頻率的乘積。

例如,對於64位、800MHz的前端總線,它的數據傳輸率就等於
64bit×800×1000×1000Hz÷8(Byte)÷1024÷1024÷1024≈6.0GB/s

關於總線的說明:

總線的作用就好比是人體中的神經系統,它承擔的是所有數據傳輸的職責,而各個子系統間都必須籍由總線才能通訊,例如,CPU和北橋間有前端總線、北橋與顯卡間為AGP總線、芯片組間有南北橋總線,各類擴展設備通過PCI、PCI-X總線與系統連接;主機與外部設備的連接也是通過總線進行,流行的USB2.0、IEEE1394總線等等。總之,在一部計算機系統內,所有數據交換的需求都必須通過總線來實現。

內存帶寬

內存帶寬 指的是內存總線所能提供的數據傳輸能力。

例如:
DDR400內存的數據傳輸頻率為200MHz,那么單條模組就擁有64bit×200×2(ddr是上下沿采集信號)×1000×1000Hz÷8(Byte)÷1024÷1024÷1024≈3.0GB/s的帶寬。

網絡帶寬

網絡帶寬是指單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的最高數據量。是為了表示網絡中傳送數據的能力。

顯存帶寬

顯存帶寬是指顯卡的GPU與顯存之間的數據傳輸速率,通常以“字節/秒”或“GB/s”為單位。

例如,DDR5顯存帶寬=顯存頻率×顯存位寬/8。大多低端的顯卡都能提供6.4GB/s、8.0GB/s的顯存帶寬,而對於主流級的顯卡產品則提供超過75GB/s的顯存帶寬。

顯存帶寬是決定顯卡性能和速度的重要參數之一,顯存帶寬越大,GPU與顯存之間交換等量數據的速率就越快,這是GPU發揮應有性能的前提和基礎。

備注:

顯卡性能的核心因素是GPU型號,其次是顯存大小和顯存帶寬等其它參數。

帶寬與吞吐量的區別

  • 帶寬是在給定時間周期內通過網路傳輸的最大數據量。
  • 吞吐量是給定時間周期內能通過網絡傳輸的真實數據量。


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