内存频率与带宽

参考:http://tech.hexun.com/2010-12-09/126069181.html
http://blog.chinaunix.net/uid-14214482-id-3220464.html

内存带宽计算公式:带宽=内存核心频率×倍增系数×(内存总线位数/8)
(通用的计算公式:带宽=频率*位宽/8)

内存从SDRAM发展至今DDR4,其改变如下:
(1)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。
(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。
(3)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。
(4)DDR4,较为复杂。DDR4如果要继续在物理频率不增加的情况下达到高传输性能,只有两种方法。其一就是增加预取位到16bit;其二就是采用多总线技术。GDDR5显存就使用了双总线技术来达到极高的内存带宽和标称频率。比如GDDR5 5000显存,由于采用双总线技术,我们可以将其看作两颗“GDDR5 2500”并行运行,每颗“GDDR5 2500”预取位数为8bit,两颗组成的“双通道”,预取位数可以看作16bit。

随着技术的发展,内存的物理频率以及带宽都在增加。
内存的物理频率是指内存颗粒运行的物理频率,从早期的100MHz到现在的260MHz。
内存的时钟周期和内存物理频率互为倒数,所以从早期的10ns(1/100MHz)到现在的4n以内。
而内存名称上的数字则是标称频率,其实并不是物理频率。如DDR 400、DDR2 800、DDR3 1600和DDR4 3200的物理运行频率都是200MHz,物理频率必须乘上倍增系数才能获得相应的标称频率。标称频率是以老旧的SDRAM内存为基准,换算得出利于商业运作和产品标识的频率。

内存物理频率与标称频率的列表:
100MHz - DDR200,DDR2 400,DDR3 800,DDR4 1600
133MHz - DDR266,DDR2 533,DDR3 1067,DDR4 2133
166MHz - DDR333,DDR2 667,DDR3 1333,DDR4 2666
200MHz - DDR400,DDR2 800,DDR3 1600,DDR4 3200
233MHz - DDR3 1887,DDR4 3733,
266MHz - DDR2 1066,DDR3 2133,DDR4 4266

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。如果采用四通道技术,可以达到256bit位宽。

DDR4 2666组成双通道128bit内存,带宽也将达到42GB/s左右,一些极限玩家甚至有幸体验到四通道(256bit)DDR4 4266内存规格

例子:
DDR4 3200(内存颗粒的物理频率=200MHz,预读16bit)组成双通道128bit内存,带宽将达到200MHz*16bit*128bit/8 = 50GB/s左右,如果是四通道(256bit)DDR4 4266内存规格(内存颗粒的物理频率=266MHz,预读16bit),带宽则进一步上升到了266*16*256/8=136GB/s左右

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