內存帶寬

對於不同的CPU平台，內存帶寬的重要性不盡相同，而在與內存延時的搭配上，內存帶寬也有很多學問。好了，還是請大家看具體的測評。

1．AMD-nForce2平台的內存帶寬分析

正是nForce2晶元組的出現才讓AthlonXP平台向更高的前端匯流排發展，而經過一段時間的超頻體驗，不少用戶都會前端匯流排與內存帶寬之間的關聯有了一定的認識。一般而言，我們的常理告訴我們內存頻率越高越好，因為它直接決定了內存帶寬。然而在nForce2晶元組中則並不是這樣一回事。由於內存控制器的特殊性，它要求DDR內存與CPU同步運行時才能達到最佳性能。下面是nForce2晶元組在內存同步/非同步條件下的測試成績：

簡單說來，即CPU設定為166MHz外頻（333MHz前端匯流排）、DDR運行於DDR333模式時，其性能要比CPU設定為166MHz外頻、DDR運行於DDR400模式的方案更好。所以，無論在何種情況下，我們都建議nForce2用戶將“MemoryFrequency”設定為“Sync（同步）”。事實上，同樣的情況也出現在ALiMAGiK1和SiS745這兩款晶元組上，DDR333在不同步時性能反而不如DDR266同步，好在它們的市場份額並不大。

此外，當我們使用不集成顯卡的SPP北橋時，單通道與雙通道之間的性能差距微乎其微，甚至都可以將微小的差距理解為測試誤差。而在使用集成顯卡的IGP北橋中，雙通道確實展現出很大的優勢。毫無疑問，對於nForce2而言，雙通道儘管能夠提升內存帶寬，但是AthlonXP的前端匯流排利用不上，單通道DDR已經完全能夠滿足其需求。之所以nForce2能再KT400面前橫行霸道，其關鍵還在於內存控制器的效率，而非雙通道技術。

2．AMD-KT400A平台

VIA的KT400A也是一款主流SocketA晶元組，那麼它究竟是否會出現高內存頻率非同步時性能不佳的情況呢？請大家先不要忙著下結論，更應該拋棄以往對KT333/400的陳見，因為KT400A的內存控制器經過了VIA的重新設計。

顯然，KT400A已經能夠利用里DDR400的高帶寬，即便是在內存非同步的情況下。現大家應該很明白在SocketA平台下的內存優化了吧，確實很簡單：nForce2要保持同步，而KT400A/600應該儘可能提高內存頻率。

3．Intel-I845PE平台

儘管單通道的I845PE晶元組已經略顯落伍，但是我們能夠從中分析出單通道情況下，內存帶寬的重要性。事實上，P4處理器很早就達到533MHz前端匯流排（133MHz外頻），此時只有使用DDR333才算是同步運行。

很明顯，DDR333的高內存帶寬在此表現出明顯的性能優勢，無論對3D遊戲還是商業應用軟體都大有裨益。事實上，單通道DDR對於Pentium4的Netburst架構而言僅僅是杯水車薪，即便是DDR333也無法滿足Pentium4的需求，因為533MHz前端匯流排的Pentium4必須擁有4。2GB/s的內存帶寬才能充分別發揮性能，而單通道的DDR333隻具備2。7GB/s，更不用說DDR266了。

4．Intel-I865PE

I865PE晶元組是如今毫無疑問的當紅小生，憑藉雙通道DDR技術。它完全解決了內存帶寬的瓶頸，引爆P4處理器的最大動力。在這裡，我們將對比單通道DDR400、雙通道DDR400以及雙通道DDR333之間的性能。當然，此時的P4處理器運行於800MHz前端匯流排。

?雙通道DDR確實是P4處理器的最佳拍檔，在這種環境下，系統的整體性能得到最佳發揮。如果對比一下各種前端匯流排的P4處理器所需要的帶寬以及各種內存模式能夠提供的帶寬，我們也就不難理解出現這一現象的原因了。

由於雙通道DDR400的帶寬是6.4GB/s，正好滿足800MHz前端匯流排的P4處理器，因此表現出最佳的組合。

5．Intel-SiS655

Intel晶元組一直對於內存非同步相當保守，甚至一直不允許內存頻率高於CPU的外頻。不過SiS可並不這樣認為，其高端的SiS655晶元組同樣支持雙通道DDR400，而且能夠以更加靈活的方式進行非同步，這意味著即便我們的P4處理器運行於533MHz前端匯流排，也可以在SiS655晶元組上使用DDR400。那麼這種非同步模式是否有價值呢？測試中，我們選擇了533MHz前端匯流排的P4處理器，分別配合單通道DDR400、單通道DDR333以及雙通道DDR333。

內存帶寬計算公式：帶寬=內存時鐘頻率×內存匯流排位數×倍增係數/8。以DDR400內存為例，它的運行頻率為200MHz，數據匯流排位數為64bit，由於上升沿和下降沿都傳輸數據，因此倍增係數為2，此時帶寬為：200×64×2/8=3.2GB/s（如果是兩條內存組成的雙通道，那帶寬則為6.4 GB/s）。很明顯，在現有技術水準下，運行頻率很難成倍提升，此時數據匯流排位數與倍增係數是技術突破點。

單通道內存節制器一般都是64-bit的，8個二進位位相當於1個位元組，換算成位元組是64/8=8，再乘以內存的運行頻率，如果是DDR內存就要再乘以2，因為它是以SD內存雙倍的速度傳輸數據的，所以：

DDR266,運行頻率為133MHz，帶寬為133×2×64/8 = 2.1GBps （PC2100）

DDR333,運行頻率為166MHz，帶寬為166×2×64/8 = 2.7GBps （PC2700）

DDR400,運行頻率為200MHz，帶寬為200×2×64/8 = 3.2GBps （PC3200）

所謂雙通道DDR，就是晶元組可以在兩個不同的數據通道上分離定址、讀取數據。這兩個相互獨立工作的內存通道是依靠於兩個獨立并行工作的、位寬為64-bit的內存節制器下，因此使普通的DDR內存可以到達128-bit的位寬，因此，內存帶寬是單通道的兩倍，因此：

雙通道DDR266的帶寬為133×2×64/8×2 = 4.2GBps

雙通道DDR333的帶寬為166×2×64/8×2 = 5.4GBps

雙通道DDR400的帶寬為200×2×64/8×2 = 6.4GBps

提醒，在顯卡選購時，不要只看顯存的大小，還要注意顯存位寬這個因素，除非有特殊需求，64bit顯存的顯卡是不建議遊戲玩家購買的。

在了解一些相關的重要知識之後，我們將通過詳細的測試向大家展示內存帶寬的奧秘。對於不同的CPU平台，內存帶寬與內存延時的搭配上，有很多學問。

單說來:1、CPU設定為166MHz外頻（333MHz前端匯流排）、DDR運行於DDR333模式；2、CPU設定為166MHz外頻、DDR運行於DDR400。1模式的方案更好。所以，無論在何種情況下，我們都建議nForce2用戶將"Memory Frequency"設定為"Sync（同步）"。事實上，同樣的情況也出現在ALi MAGiK1和SiS745這兩款晶元組上。相反：DDR333在不同步時，性能反而不如DDR266同步，好在它們的市場份額並不大。

熟悉內存優化的朋友一定知道內存延時（CL值）的重要性，然而如今大多數DDR內存都難以運行在CL=2的模式下，特別在提高其工作頻率的情況下。很多DDR266內存能夠在266MHz下穩定運行於CL=2，也可以在333MHz下穩定運行於CL=2.5，同樣的情況也出現在DDR333內存中。這就帶給我們這樣一個矛盾，究竟應該提高內存頻率還是縮短內存延時。

?為此，分別選擇了AMD和Intel的平台進行測試。為了凸現出內存帶寬的重要性，我們特意將CL=2時的內存頻率低於CPU外頻，這樣的數據更有評判價值。

從測試結果來看，AthlonXP平台顯然對於內存延時更加敏感。對於前端匯流排並不高的AthlonXP平台而言，我們認為DDR333+CL2的性能肯定在DDR400+CL2.5之上，因此建議大家在可能的情況下優化CL延時。至於I865PE平台，畢竟Pentium4還是對內存帶寬相當饑渴，此時自然應該儘可能地保證內存頻率，而犧牲內存延時。

通過上面的表格，很明顯，DDR2的工作電壓比DDR低近30%，功耗也能相應下降大約50%了。採用FBGA等CSP方式封裝，減小了模組尺寸，並提高信號完整性，它增加了各模塊之間的空氣流動空間因而提高了熱性能和可靠性。綜合來看，更容易達到最高的頻率。廠商等不及動作太慢的JEDEC，自行推出了DDR1066的產品。這種產品單條即有8.5GB/s的帶寬，相當於雙通道DDR 533。

由於核心頻率和外部頻率的倍進關係，而我們又是以外部頻率作為衡量內存時鐘頻率的標準，因此同頻DDR 2內存和DDR內存相比，數據傳輸率是一樣的。

僅僅是頻率上的提升，頂多算個“DDR.改”，談不上“DDR 2”。DDR2的重大改進之處就在於數據預取從DDR的2bit提升為4bit。所謂2bit預取，可以理解為內存核心向外部I/O緩衝傳遞一次數據，可供外部I/O傳輸兩次的量。而4bit預取，就是內存核心向外部I/O緩衝傳遞一次數據，可供外部I/O傳輸4次的量。

內存晶元的頻率也有晶元核心頻率和外部頻率兩種：在DDR時代，這兩個頻率是相同的；但在DDR2時代，核心頻率就變成了外部頻率的一半。這是為什麼呢？因為DDR的2bit預取，核心一次傳輸的數據可供外部I/O緩衝傳輸2次，而數據以DDR方式傳輸，數據傳輸是CLK時鐘的上下沿觸發，因此外部時鐘頻率與核心頻率保持一致。而4bit預取就不一樣了，核心一次傳輸數可供外部I/O緩衝傳輸4次，同樣使DDR方式傳輸，外部頻率也要是核心頻率的兩倍才行。

DDR3與DDR2內存帶寬比拼

提升帶寬是DDR3內存的核心使命，這一點無疑是DDR3最為突出的PC使命，簡單地說，DDR3面世就是為了進一步地提升內存帶寬，為FSB越來越高的CPU提供足夠的匹配指標。DDR2內存其頻率需要可以達到1066MHz這樣的極端頻率，但它的良率及成本都不理想，這種玩家級的產品沒法進入到市場主流。要用低成本切入到更高的頻率的話，新一代的解決方案必將出台，這就是DDR3內存了。從技術指標上看，DDR3內存的起跑頻率就已經是在1066MHz了，儘管延時參數方面沒法與DDR2內存相抗衡，但是將來推出的1600/2000MHz產品的內存帶寬肯定大幅度拋離DDR2內存，以DDR3 2000MHz為例，其帶寬可以達到16GB/s（雙通道內存方案則可以達到32GB/s的理論帶寬值），所以將來DDR3內存肯定成為用戶唯一的高帶寬選擇。其實DDR3內存提升有效頻率的關鍵依然是舊招數，就是提高預取設計位數，這與DDR2採用的提升頻率的方案是類似的。我們知道，DDR2的預取設計位數是4Bit，也就是說DRAM內核的頻率只有介面頻率的1/4，所以DDR2-800內存的核心工作頻率為200MHz的，而DDR3內存的預取設計位數提升至8Bit，其DRAM內核的頻率達到了介面頻率的1/8，如此一來同樣運行在200MHz核心工作頻率的DRAM內存就可以達到1600MHz的等值頻率，這種“翻倍”的效果在DDR3上依然非常有效。如果說2006年是CPU雙核元年的話，那麼2007年則可以說是PC的功耗年，因為2007nian 有太多關係功耗性能比的宣傳，從環保角度去看，降低功耗對業界是有著實實在在的貢獻的，全球的PC每年的耗電量相當驚人，即使是每台PC減低1W的幅度，其省電量都是非常可觀的。DDR3內存在達到高帶寬的同時，其功耗反而可以降低，其核心工作電壓從DDR2的1.8V降至1.5V，相關數據預測DDR3將比現時DDR2節省30%的功耗，當然發熱量我們也不需要擔心。就帶寬和功耗之間作個平衡，對比現有的DDR2-800產品，DDR3-800、1066及1333的功耗比分別為0.72X、0.83X及0.95X，不但內存帶寬大幅提升，功耗表現也比上代更好。

1、邏輯Bank數量

DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的設計，目的就是為了應對未來大容量晶元的需求。而DDR3很可能將從2Gb容量起步，因此起始的邏輯Bank就是8個，另外還為未來的16個邏輯Bank做好了準備。

2、封裝（Packages）

DDR3由於新增了一些功能，所以在引腳方面會有所增加，8bit晶元採用78球FBGA封裝，16bit晶元採用96球FBGA封裝，而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規格。並且DDR3必須是綠色封裝，不能含有任何有害物質。

3、突髮長度（BL，Burst Length）

由於DDR3的預取為8bit，所以突發傳輸周期（BL，Burst Length）也固定為8，而對於DDR2和早期的DDR架構的系統，BL=4也是常用的，DDR3為此增加了一個4-bit Burst Chop（突發突變）模式，即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸，屆時可通過A12地址線來控制這一突發模式。而且需要指出的是，任何突發中斷操作都將在DDR3內存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更靈活的突發傳輸控制（如4bit順序突發）。

4、定址時序（Timing）

就像DDR2從DDR轉變而來后延遲周期數增加一樣，DDR3的CL周期也將比DDR2有所提高。DDR2的CL範圍一般在2至5之間，而DDR3則在5至11之間，且附加延遲（AL）的設計也有所變化。DDR2時AL的範圍是0至4，而DDR3時AL有三種選項，分別是0、CL-1和CL-2。另外，DDR3還新增加了一個時序參數——寫入延遲（CWD），這一參數將根據具體的工作頻率而定。