電腦組裝(配置)(1.頻率問題)

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內存和CPU頻率匹配方法的探討*

2008-08-21 14:58:58|  分類:內存專集|  標籤: |字號 訂閱

http://xalq329.blog.163.com李謙 2008-08-21)

目錄

1.  CPU頻率的概念  ………………………………………1

2.  前端總線的概念  …………………………………… 2

3.  各種內存頻率的名稱辨析  ………………………… 2

4.  內存的類別和屬性 …………………………………  2

5.  Intel平臺內存和CPU同步的條件……………………3

6.  FSB帶寬和內存帶寬相匹配條件………………………4

7.Intel平臺的內存異步設置方法 ………………………4

8. AMD平臺的內存實際頻率的計算方法 …………………6

9.  關於雙通道內存技術 …………………………………8

10. 小結  ………………………………………………… 11

11. 後記   …………………………………………………11

關於內存與CPU搭配的問題,是電腦愛好者最關心的問題之一。怎樣搭配?在網上有成百上千篇文章,把人給看得眼花繚亂,如果不仔細分析判斷,很難辨別哪個是正確的,哪個是錯誤的。據我分析,形成這種局面的原因有多種:一是CPU的外頻跟前端總線的頻率經常混用,有時還把前端總線跟HT總線也混同;二是三種內存(SDRAM、DDR1 SDRAM、DDR2 SDRAM)的特性不同,但是,經常被混同、混用;三是因爲同一個頻率有多種名稱,各種名稱經常被混用;四是Intel的CPU和AMD的CPU特性不同,它們跟內存的搭配方法也不相同,但是經常被混同;五是AMD的K8以前的CPU跟K8及以後的CPU特性不同,經常被混同;六是各個主板廠商對內存的設置經常採用不同的方法和名稱,容易使人迷惑;七是文章寫作年代不予註明,不知道說的是哪個年代的、用的是什麼型號的內存;八是寫作者的水平參差不齊,魚龍混雜,有時很難辨別孰是孰非。因此,我在學習內存知識時,還真的花了不少時間。因爲看得多了,想得也多了,當然,也會萌生一些個人的見解。爲了鞏固我的學習成果,我作了此小結備忘。當然也希望給同是“菜鳥”的網友們以參考,更歡迎“大俠”們指正。

1. CPU頻率的概念

CPU的頻率就是我們常說的電腦的速度,非常重要。但是,CPU本身只是一個芯片,不會產生頻率,頻率是電腦的主板外加給它的。它的主頻是它能正常工作的頻率,如果頻率太高,即對它作過度超頻使用時,它會“罷工”甚至被燒壞的。CPU的主頻等於外頻(CPU Host Frequency)乘以倍頻(Multiplier),即有

主頻=外頻×倍頻

其實,倍頻並不是頻率,只是一個倍數,倍頻器是設在CPU中的。外頻是計算機主板上的頻率發生器產生的,是計算機的時鐘標準,也稱爲系統時鐘頻率。例如一個CPU的倍頻器的倍數是10,加給它的外頻是200 MHz時,這個CPU的主頻就等於

200 MHz×10 = 2000 MHz = 2.0 GHz

2. 前端總線的概念

前端總線(FSB)是CPU跟主板上的北橋(North Bridge)相聯繫的總線,它的頻率表示了CPU和外界(內存、AGP總線、PCI總線等)數據傳輸的速度。在Pentium 4出現之前,前端總線頻率與外頻是一樣的。但是,隨着電腦技術的不斷髮展,人們發現前端總線頻率需要高於外頻,因此,前端總線跟外頻有所不同了。在Intel平臺,前端總線的頻率是外頻的4倍;在AMD平臺,前端總線頻率是外頻的2倍。自從AMD K8出現之後,AMD把內存控制器集成在CPU的內部了,CPU和內存的聯繫也就不再經過FSB和北橋了,前端總線不再存在。但是,在Intel平臺,前端總線依然存在。

儘管如此,人們還是經常把前端總線跟外頻混同,直至現在。

3.各種內存頻率的名稱辨析

網上、主板說明書上甚至CPU-Z上,對電腦各種頻率叫法多種多樣,很不統一,因此需要大概梳理一下:

核心頻率(Core Frequency):也稱內存的真實頻率或極限頻率,是指內存芯片能夠承受的極限頻率,如果加給它的頻率超過這個數字較多(內存過超頻),它就會拒絕工作,最常見的反映就是“藍屏”。

時鐘頻率(Clock Frequency):是指內存的實際工作頻率。對這個頻率的稱呼有許多種,例如,內存頻率、工作頻率、運行頻率、總線頻率、DRAM頻率等。在港臺還稱其爲時脈。在不少場合還把頻率稱爲“速度”。   

數據頻率(Date Frequency)也稱等效頻率或傳輸頻率。

爲了不造成混亂,本文對內存的頻率只保留核心頻率、時鐘頻率和數據頻率三個名稱。但是,在一些不會引起誤解,而且和主題貼切的場合,也可能會把時鐘頻率稱爲“運行頻率”、“工作頻率”和“總線頻率”等。

4.內存的類別和屬性

對普通用戶來說,內存有三種:SDRAM內存、DDR SDRAM內存(也稱DDR或DDR1)和DDR2 SDRAM(簡稱DDR2)。DDR3內存出現不久,還沒有廣泛應用。

SDRAM(同步動態隨機存儲器),即Synchronous DRAM,說它是“同步動態隨機存儲器”,就是說它的工作速度是與系統總線速度是同步的,它在一個時鐘週期內只在上升沿傳輸一次數據,因此,這種內存的核心頻率(Core frequency)、時鐘頻率(Clock freq.)和數據頻率(Data freq.)是一致的。

DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動態隨機存儲器的意思,DDR內存是在SDRAM內存基礎上發展而來的,它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據,因此,雖然其時鐘頻率和核心頻率是相等的,但是,其數據頻率卻是翻了番的。即有內存的核心頻率、時鐘頻率和數據頻率三者之比爲1:1:2的關係。

DDR2則是在DDR內存的基礎上,利用特殊技術可以處理的數據又比DDR高出了一倍。即做到了內存的核心頻率、時鐘頻率和數據頻率三者之比爲1:2:4。

這三種內存的頻率特性和幾個頻率之間的關係見下表:

表1 三種內存的各種頻率關係

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目前SDRAM、DDR1和DDR2-400都已經先後被淘汰出局了,但是,在舊電腦中,三種規格的內存依然存在着。比如,我在2002年購置的IBM黑金剛,當時算是比較先進的,但是,它的內存卻是SDRAM的,容量也只有128MB。電腦的更新換代的速度真是太快了。

5.Intel平臺內存和CPU同步的條件

爲了保證內存安全工作,加給內存的頻率不能太高;爲了保證電腦的速度,加給內存的頻率應該跟CPU的速度相匹配,不能過低,因此提出了內存同步(Synchronize)的要求,什麼是內存同步?在網上有各種說法,有的說:“內存的頻率等於外頻就是內存同步”;也有的說:“內存的時鐘頻率與外頻相等就是內存同步”。例如,當外頻是133 MHz時,對於支持SDRAM的主板,應該配以PC133內存;對於支持DDR1的主板,應該配以DDR 266的內存。這些說法當然是正確的。

但是,對於DDR2內存來說,如果再說:“在Intel平臺上,內存的時鐘頻率與外頻相等就是內存同步”就有問題了。例如,對於FSB=800 MHz的CPU來說,它的外頻等於200 MHz,在這種情況下,配以DDR2-800纔是同步的。這就不是“內存的時鐘頻率等於外頻”了,而是內存的時鐘頻率等於兩倍外頻纔是內存同步了。因此,我認爲,爲了把DDR2內存也包括進來,應該把同步條件改爲“內存的核心頻率等於外頻就是內存同步”纔是準確的。

當然也可以把DDR2跟SDRAM、DDR分開來說,比如可以說:“當選擇DDR2內存時,外頻跟內存的時鐘頻率之比是1:2時,就是內存同步”。

例1.當Intel生產的CPU的外頻是200 MHz時,如果配DDR內存,應該配什麼型號的內存纔是內存同步?

答:對於DDR內存來說,其核心頻率等於外頻就是內存同步,核心頻率是200 MHz的內存是 DDR-400,因此應該選擇DDR-400的內存。當然,也可以說:“對於DDR內存來說,其時鐘頻率等於外頻就是內存同步,因此,當外頻是200MHz時,應該選擇DDR-400的內存。”

例2. 當Intel生產的CPU的外頻是200 MHz時,如果配DDR2內存,應該配什麼型號的內存纔是內存同步?

答:對於DDR2內存來說,其核心頻率等於外頻就是內存同步,核心頻率是200MHz的內存是DDR2-800,因此應該選擇DDR800的內存。當然,也可以說:“對於DDR2內存來說,外頻與時鐘頻率的比爲1:2時就是內存同步,因此,當外頻是200 Mhz時,應該選擇DDR-800的內存,因爲DDR2-800內存的時鐘頻率是400MHz,跟外頻是1:2的關係。”

在下表中,列出了在不同的外頻條件下,如何選擇內存的方法。單從頻率同步的角度看,把表中“雙DDR”中的“雙”字去掉也是內存同步的。

表2 內存的合理選配表

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注:DDR內存的插槽跟DDR2內存的插槽是不相同的,應該選擇什麼內存,要根據主板來定。

6. FSB帶寬和內存帶寬相匹配條件

當選擇內存時,除了內存同步的要求外,還有一個重要條件是要求內存的帶寬最好和前端總線(FSB)的帶寬相等。如果內存的帶寬小於FSB的帶寬,則會增大CPU的等待時間;如果內存的帶寬大於FSB,會形成內存資源的浪費。

對於支持DDR1的平臺來說,如果外頻是200 MHz,單從內存同步的角度看,只要使用一個DDR-400就可以了,但是,因爲FSB頻率是外頻的4倍,即爲800 MHz,帶寬爲800 MHz×64b÷8b/B = 6.4 GB/s,而DDR-400的帶寬僅爲3.2 GB/s。所以,爲了使內存的帶寬跟FSB的帶寬相匹配,就應該再增加一個同樣的內存DDR-400,組成雙通道運行。

對於支持DDR2的平臺來說,如果外頻是200MHz,只要配一個DDR2-800,既可以滿足內存同步的要求,也可以滿足帶寬匹配的要求。

帶寬是否匹配的條件,除了可以用計算帶寬的方法判斷外,從頻率的角度看,只要內存的數據頻率等於FSB的頻率就是帶寬匹配了。例如,DDR2-800或雙通道的DDR-400的數據頻率都是800 MHz,FSB的頻率也是800 MHz,這樣搭配,就是最佳的搭配。

總之,如果加於內存的頻率過高,其後果是“藍屏”或電腦不穩定;加給內存的頻率過低,是電腦頻率資源的浪費。帶寬不匹配的後果也是資源的浪費。既能滿足內存同步,又能滿足帶寬匹配時,纔是內存和CPU的最佳搭配。

7.Intel平臺的內存異步設置方法

什麼是內存異步?爲了實現某種需要,讓內存工作在與外頻不同的頻率時,就稱爲內存異步(Asynchronize)。所謂內存和CPU的搭配,實際上就是讓內存的頻率如何適應CPU頻率的變化。例如,當電腦的CPU外頻由166 MHz超頻到200 MHz以後,加於內存的頻率也會跟着提升到200 MHz,爲了使內存能夠繼續工作,就可以利用內存異步技術,使加給內存的頻率維持166 MHz不變,或只有較小的變化。當內存的頻率高於CPU的頻率時,一般不須經過專門設置,因爲內存頻率都是向下兼容的。但是,如果你想使這個內存也能在較高頻率運行時,也可以作內存異步設置,使內存也工作在較高的頻率下,實現物盡其用。

內存異步都是在BIOS中進行設置的,當前的主板大都支持內存異步技術。據作者歸納,設置方法有以下幾種種,分述如下:

⑴ 直接規定內存頻率的增減上限——有過 “±33 MHz” 的規定,早期的內存異步技術就是採用這種解決方案。例如,當P3處理器運行在100 MHz外頻下,通過BIOS設置,使內存可以異步運行在133 MHz或66 MHz兩種頻率下。

⑵ 規定分頻比率的方法——即規定外頻與內存時鐘頻率之比,並把這個比值稱爲分頻係數(DRAM Frequency Ratio)。分頻係數的設置值多種多樣,不同的主板有不同的設置值,例如有:1:1(同步)、1: 1.33 、4:3、4:5、5:4、12:13等等。分頻係數大於1時是內存頻率小於外頻;分頻係數小於1時是內存頻率大於外頻。例如,當外頻是200 MHz時,如果在BIOS中你選擇的分頻係數是5:4,那麼通過內存的頻率就是200 MHz×4÷5=160 MHz,相當DDR320。如果你安裝的內存是 DDR333或DDR2-667,就正好匹配了(內存頻率稍大一些,沒有壞處)。

⑶ 設置內存的倍頻(System Memory Multiplier)——例如技嘉(GIGABYTE)p31主板就是這樣設置的。在BIOS的倍頻選項有:Auto(默認主板上實際安裝的內存)、3.33、3、4+、2.5和2等。當外頻是200Mhz、實際安裝的內存是DDR2-800時,如果你選倍頻爲“3.33”,那麼在內存時鐘頻率(Memory Frequency)項就會顯示“800  667”,其中的“800”是你在主板上實際安裝的DDR2-800;“667”就是告訴你:異步到了DDR2-667的意思,即在內存中實際運行的時鐘頻率是333 MHz,而不再是400 MHz了。

⑷ 直接用內存型號表示——例如,華碩(ASUS) 的P5E-VM主板BIOS設置的內存時鐘頻率(DRAM Frequency)選項有:Auto、DDR2-667、DDR2-800、DDR2-834、DDR2-888、DDR2-1000、DDR2-1112和DDR2=1333等8個選項,你打算使內存異步到什麼程度,直接把相對應的型號選上就可以了,簡單明瞭。但是,你也只能在這個範圍內選。

例3.在外頻是200 MHz、前端總線頻率是800 MHz的Intel平臺的主板上安裝了DDR2-800內存,當把外頻超到250 MHz時,內存的實際時鐘頻率是多少?如果不想升級現有的內存,應該如何設置內存異步?

答:從給定條件看,安裝DDR2-800內存是滿足內存同步條件(外頻:內存的時鐘頻率=1:2)的,因爲DDR2-800內存的時鐘頻率是400 MHz。

當外頻提升到250MHz時,內存的時鐘頻率也是同步提升的。此時內存的時鐘頻率爲250MHz×2=500MHz,相當DDR2-1000。內存超頻很多,理應把內存改用DDR2-1066纔好。如果還想使用現在的DDR2-800內存,可以做內存異步設置。以技嘉p31主板爲例說明如下:

在開機的開始,不停地點擊“Del”鍵,以便進入BIOS→用上下方向鍵選擇“MB Intelligent Tweaker(頻率/電壓控制) ”→回車後選“System Memory Multiplier(SPD)記憶體倍頻調整”→選擇“3.33”,這時在“Memory Frequency 記憶體時脈調整”項就會出現”800  667”兩組數字,其中的“800”就是你實際安裝的內存DDR2-800;“667”就是異步的內存頻率,即DDR2-667,時鐘頻率是333 MHz,你的DDR2-800內存可以勝任愉快了,但是,速度也相應降下來了。

說明書中的“記憶體”和“時脈”是港臺用語,分別是“內存”和“時鐘頻率”的意思。

8.AMD平臺的內存實際頻率的計算方法

在Intel 平臺上,內存控制器(Memory Controller)是置於北橋(North Bridge )內的,內存是通過前端總線(FSB)跟CPU聯繫的,因此,我們在上面計算Intel平臺的內存頻率時,是以外頻爲參照的。而AMD CPU(K8及以後)的平臺上,內存控制器是置於CPU內部的,因此,計算AMD平臺的內存頻率時,是以CPU的主頻爲參照的。而且,在AMD平臺,異步的計算方法跟同步的計算方法沒有什麼差別。

當你在BIOS中把內存頻率(在BIOS中,“內存頻率”就是指時鐘頻率,並且常用英文DRAM Frequency、 Memory Frequency或Memory Clock Frequency表示)設置成“Auto”或“By SPD”時,內存控制器會自動偵查到你安裝在主板上的內存類型和參數,只要你安裝的內存是該主板支持的,內存控制器會爲你自動計算出在內存上實際運行的頻率,你完全可以撒手不管它了。

如果你選擇的內存的核心頻率等於CPU的外頻(比如當外頻是200Mhz時,你選用DDR-400或DDR2-800),並且按這種方法設置(即讓計算機把內存頻率自動設置爲你實際安裝的內存頻率時),實際上就是AMD平臺的同步設置。

但是,跟Intel平臺不同的是,在AMD平臺,即使在這種同步設置下,其工作頻率(即時鐘頻率)與標稱值也可能有所差異。例如,你在主頻是2.2GHz、倍頻是11的AMD平臺安裝上DDR2-800的內存時,內存的工作頻率並不是400MHz,而是366MHz,這相當是DDR2-372內存。爲什麼會出現這種情況,這跟AMD 平臺內存控制器設計的特殊計算方法有關,下面將作介紹。

在AMD平臺上,做內存異步設置時,很少採用分頻比的方法表示,大都是直接用內存的型號表示。例如:DDR400、DDR2-400、DDR2-533、DDR2-667、DDR2-800、DDR2-1066、DDR2-1333等。

在AMD平臺,內存的實際工作是怎麼計算的呢?大概步驟如下:

⑴ 在BIOS中設置內存頻率:如果你實際安裝在內存插槽上的內存的核心頻率等於外頻,而且在BIOS中設置內存頻率時選擇“Auto”或“By SPD”,這就意味着你做的是內存同步設置。但是,因爲在AMD平臺中,內存的運行頻率是取決於CPU主頻的,因此,只有在內存的時鐘頻率能夠整除CPU主頻的情況下,內存的運行頻率纔跟它的標稱頻率相一致。

應該明確的是:你在BIOS中設置的內存頻率,可以跟實際安裝在主板上的內存頻率相同;也可以不相同。如果你在BIOS中設置的頻率低於或高於實際安裝在內存插槽中的內存的頻率時,這就是內存異步設置了。不過,當前的DDR2內存超頻的允許範圍有限,所以,目前的主板大都沒有高於主板內存頻率的設置選項。

⑵ 計算分頻係數:首先計算出內存控制器自動設置的分頻倍數DIV(Divider),也經常稱爲分頻係數:

DIV= CPU的標稱主頻÷在BIOS中設置的內存時鐘頻率

如果DIV出現小數,則應該把它進位爲整數,例如,將7.4進位爲8。這是爲了保證內存的安全。如果計算出來的DIV小數點後的數字很小,辨別不清是否該進位,就應該把除數(例如133)的小數點多取幾位(例如取133.33333),再用計算器或計算機計算出這個DIV,就很容易辯別是否應該進位了。

如果計算出來的DIV小於5,則一律取爲5。這是一條重要規則。但是,因爲如今的CPU主頻很高了,所以,這個規則往往被忽視。

這個DIV的計算值是固定在CPU內部的內存控制器上的,是不會因爲主板的改變而改變的。

⑶ 計算內存的實際時鐘頻率:知道了內存分頻倍數後,內存的實際時鐘頻率用下式計算:

內存的實際時鐘頻率 = CPU的實際主頻÷內存的分頻倍數

在計算時,務請注意“標稱主頻”和“實際主頻” 的區別。如果你沒有超頻,兩者纔是相等的。

計算結果出來後,你就可以判斷你所選擇的內存是否合適了。

例4: CPU是AMD速龍(Athlon)64  3200+,主頻是 2.0 GHz,外頻是200 MHz時,如果打算選用DDR400的內存並在BIOS做這樣的(Auto)設置時,問:⑴ 分頻倍數是多少?⑵ 通過內存的實際頻率是多少?

解:⑴ 因爲CPU的主頻等於2000 MHz;DDR400的時鐘頻率等於400MHz/2=200 MHz,所以,內存的分頻倍數=2000 MHz÷200 MHz=10;

⑵ 因爲在題中沒有說超頻了,所以,通過內存的實際時鐘頻率=2000 MHz÷10=200 MHz,即內存的實際工作是200 MHz,因此,安裝DDR400內存是內存的同步狀態。   

例5. CPU是閃龍3200+,主頻是 1.8 GHz,主板外頻是200 MHz時,如果選用DDRⅡ800的內存時,問:⑴ 分頻倍數數是多少?⑵ 通過內存的實際時鐘頻率是多少?

解:⑴ 分頻係數DIV=1800 MHz÷400 MHz=4.5,應向上取爲5;

⑵ 因爲題中沒有說超頻了,所以,通過內存的實際時鐘頻率=1800 MHz÷5=360 MHz。即將內存降格使用爲DDR2-720了。因爲內存的頻率是向下兼容的,所以,這樣配置也是可以的,而且也可以認爲內存運行在同步狀態。

例6. 某AMD 的 CPU標稱主頻是 2.0 GHz,外頻是200 MHz時,BIOS中設定的內存是DDR2-800。如果將外頻超到250 MHz時,如何選擇內存?

解:⑴ 分頻倍數DIV=2000 MHz÷(800 MHz÷2)=5.0;

⑵ 當外頻提升到250MHz時,實際主頻是250MHz×10=2500 MHz,所以通過內存的實際時鐘頻率=2500 MHz÷5=500 MHz,因爲這個頻率是時鐘頻率,它乘以2就是內存的數據頻率,對應的是DDR2-1000。因此,在這種情況下,DDR2-800是超頻使用了,可能使電腦運行不穩定,應該更換爲DDR2-1000內存纔好。

如果不想更換現在安裝在主板上的DDR2-800內存,也可以做內存異步設置。方法是把BIOS中的內存頻率設置得低一點,比如設置爲DDR2-667,這樣,DIV=2000MHz÷333MHz=6。超頻後的實際主頻是250MHz×10=2500 MHz,通過內存的實際時鐘頻率將是2500 MHz÷6=416 MHz,如果你現在安裝的DDR2-800內存體質好的話,這樣小的頻率“過載”,應該是可以承受得了的。

如果你還不放心,還可以在BIOS中把內存頻率設置得再低一點,比如設置成DDR2-533,這時DIV=2000MHz÷266MHz=7.5,應該進位取爲8。這樣,CPU的主頻超頻到2500 MHz後,內存的時鐘頻率就是 2500 MHz÷8=312.5MHz,相當DDR2-625,這樣一來,你安裝在主板上的DDR2-800內存工作得輕閒多了。不過,這是用犧牲內存的速度換來的。

下表是我根據上述推理計算出來的一個表,它是說明BIOS中設置的內存頻率(DRAM Frequency或Memory Frequency)跟內存實際工作頻率的關係的。表中的“分頻”是指我們上面說的分頻倍數DIV;時鐘頻率就是該內存的實際運行頻率,前題是沒有超頻。表中用紅字表示的分頻數和時鐘頻率數,表示計算出來的DIV小於5,是內存控制器把它進爲5的。

上述三個例題中不超頻時的答案都可以從表中直接查出來。但是,有超頻情況時,該表中的分頻係數(“分頻”)還是可用的,只需用它除以超頻後的主頻即可得到內存的工作頻率。這個方法我們在例3中已經用過了。

表3  在AMD平臺的BIOS中設置頻率的效果表

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注:從表中可以看出:如果在BIOS中設置的時鐘頻率能夠整除主頻的話,則內存的頻率得以充分利用(表中用藍色加粗的頻率數字),否則的話,內存的工作頻率會有所降低。這是內存控制器的設置,是爲了保護內存不被超頻的緣故。

例8. 在AMD 平臺的主頻是1.6GHz,處理器的倍頻是8,當在BIOS中設置的內存頻率是DDR 333時,內存的工作頻率是多少?

答:DIV=1600 MHz/166.66=9.6,取爲10 ,因此內存的運行頻率是1600 MHz÷10=160 MHz,相當是 DDR320。這個舉例說明:如果內存的時鐘頻率不能整除CPU的主頻時,內存不能跟CPU完全同步。

9. 關於雙通道內存技術

製造CPU的工藝水平不斷提高,CPU頻率的提升速度很快,但是,製造內存的工藝水平卻不能同步提高,因此內存的速度卻始終是落後於CPU的。例如在幾年以前,FSB的頻率已經達到800 MHz了,而內存的頻率一直不能突破DDR-400。從內存同步的角度看,DDR-400內存配FSB爲800 MHz的CPU是同步的。可是,從帶寬匹配的角度看,則是不匹配的。因此就出現了雙通道內存技術。

什麼是雙通道?雙通道體系包含了兩個獨立的、具備互補性的智能內存控制器,理論上來說,兩個內存控制器都能夠在彼此間零延遲的情況下同時運作。其結構原理如下圖的右圖所示。

內存和CPU頻率匹配方法的探討 - 老頭兒 - 老頭兒的博客有了內存的雙通道後,當控制器B準備進行下一次存取內存的時候,控制器A就在讀/寫主內存,反之亦然。兩個內存控制器的這種互補的功能可以讓等待時間縮減50%。雙通道DDR的兩個內存控制器在功能上是完全一樣的。普通的單通道內存系統具有一個64位的內存控制器,而雙通道內存系統則有2個64位的內存控制器,在雙通道模式下具有128bit的內存位寬,從而在理論上把內存帶寬提高一倍。例如,單通道的DDR400帶寬是3.2GB/s,如果再加上一個相同的內存組成雙通道,帶寬就變成6.4GB/s了。

因此,對於前端總線是800 MHz的平臺來說,只要配兩個DDR-400的內存組成雙通道,不但能滿足頻率同步的要求,也能滿足帶寬匹配的要求。但是,對於DDR2內存來說,只需配一個DDR2-800內存就可以了。這樣做,也是既能滿足同步要求,也能滿足帶寬的要求。

可是,我們在網上經常會看到這樣的說法:“用兩個DDR2-533內存組成雙通道就可以用在FSB是1066 MHz的平臺上”之類的論點。我認爲這樣說是不妥的,因爲每個通道都是獨立的,設置成雙通道時,的確可以增加帶寬,但是,內存的時鐘頻率並不是增加一倍的。下面的實驗結果可以看出:單通道時,內存的時鐘頻率(DRAM 頻率)是400 MHz,如果再用一 個是DDR2-800內存組成雙通道以後,經檢測,其時鐘頻率還是400 MHz,並沒有因爲設置了雙通道而翻番。

由檢測結果可以看出,組成雙通道以後,內存的容量由1024 MB擴大爲2048 MB了。並且指明雙通道(OC模式)是對稱的,這就是說帶寬也是翻了番的。

注:檢測結果中的“前端總線:內存”似應爲“外頻:內存的時鐘頻率”,所以,其比爲1:2,即200 Mhz:400 MHz。難道CPU-Z也把FSB和外頻混同了?!

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過去的較老的主板對雙通道內存的要求較苛刻,首先要主板的芯片支持,另外還要求是同一廠商、同一規格、同一容量的內存條,按照正確的方法安裝才能組成雙通道。不過,當前的主板大都支持雙通道,而且由於採用FMT技術,對組成雙通道的內存的規格和容量方面的要求已經大爲降低,因此,實現雙通道已經是一件比較容易的事了。但是,對於三個內存插槽以上的主板來說,如果你的內存不完全相同,安裝時必須按照主板說明書進行安裝。原則是同一規格的內存條“隔開插”或按同一顏色的兩個插槽爲一組的方法插。插前一定要看主板說明書,因爲在這方面沒有統一的標準,所以,一定以說明書爲準。。

檢查雙通道是否成功,可以用專用軟件檢查。比如CPU-Z、EVEREST、SiSofyware Sandra等。

10.小結

本人在電腦領域的確是一個“菜鳥”,但是,當我閱讀過一兩百篇網上(主要是論壇)的文章後,憑着幾十年的技術工作經歷,我也可以提出一些個人的見解。在正文的論述和下面的小結中就包括一些和網上文章相悖的見解。

1.在網上看到的文章幾乎一致的說法是“CPU的外頻與內存時鐘頻率是1:1時就是內存同步”。本人認爲這種說法只適合SDRAM和DDR1內存,對DDR2內存應該是:“CPU的外頻與內存時鐘頻率是1:2時就是內存同步”。因此,建議改爲“CPU的外頻與內存核心頻率是1: 1時就是內存同步”,這樣就把DDR2也包括進來了。

2.其實,上述說法只適合Intel平臺。對AMD平臺來說,同步條件除了內存核心頻率要等於外頻外,要想達到完全同步,內存的時鐘頻率必須能整除CPU的主頻。例如,當你選擇DD2-667內存時,只有當CPU的主頻是2000 MHz、3000 MHz和4000 MHz時,內存的時鐘頻率纔是333MHz,這纔是真正的內存的同步。否則,達不到事實上的同步。

3. 配置內存時,除了要求頻率同步外,還應該做到數據頻率等於前端總線頻率的的要求。如果這個條件不能滿足,就會形成資源的浪費。

4. 如果是採用DDR2內存,首要條件還是要求內存同步,例如當前端總線是800 MHz的話,應該配以DDR2-800的內存,這樣做,不但頻率是同步的,帶寬也是匹配的。如果你想再配一個同是DDR2-800的內存,搭建成雙通道,只能使內存容量加倍。如果你想節約一點,準備用兩個DDR2-400的內存組成雙通道時,是不能用在FSB是800 MHz的平臺的,因爲雖然帶寬是相等的,但是,頻率是嚴重失配的(外頻是 200MHz,而DDR2-400內存的核心頻率只有100MHz)。因此,不能把組成雙通道的兩個DDR2-400內存用於外頻等於200MHz的平臺。

11.後記

“大俠”們如果能屈尊讀一下我這篇文章的話(只看“小結”就可以了),相信你會感到這篇文章有點“異類”的感覺吧。的確,我也沒有意識到我這個“菜鳥”級人物,也敢提出自己的一些獨立的見解。但是,自己也沒有把握,爲了證實我的觀點是正確的,我曾請教了兩位我非常熟悉的接近電腦專業的碩士,他們的回答是“我也不甚了了”。靈機一動,我闖入我家住所附近的一所名校校園,這裏也是我經常散步、賞櫻花的地方。我手裏拿着一張A4紙,上面工整地寫着我的三個問題,只要是遇到研究生模樣的年輕人,我就靠近去跟他(或她)同行,並厚着老臉向他們請教,先後請教了10個人,經交談得知,他們不只經常用電腦,其中還有兩位自己組裝過電腦。可是,他們都不是電腦專業的,對我提出的問題都沒有深入研究過,因此,不肯做出肯定的回答。其中有一位倒是回答我了,但是,他是按照網上的說法回答我的。我不同意他的說法,經過討論,他反倒讓我給說服了。

看來,我的問題還需請教專業人士,於是,我又到了白樓計算機系門前“守門待教”。不久走出來一位年輕人,我又是故技重施。這位年輕人倒是滿有禮貌,他說他是學軟件的大三學生,並說:“您的問題中,有我懂得的,但是,怕答得不對,您還是到4樓請教教硬件的老師們吧!”。就這樣,我又爬到4樓,敲開一間有人在說話的房間,我把問題遞過去以後,這位老師邊看紙條上的問題,邊和我討論。結果,他幾乎完全同意我的意見,我的內心當然十分高興。談完以後,我向他索要名片,他原來是一位博士,難怪回答我的問題時這樣乾脆。臨走前他還說希望今後能和我多“交流”。我心裏想:你是計算機專業博士,我是計算機“菜鳥”,還談什麼“交流”?我估計,他並沒有把我當“菜鳥”對待,因爲我和他對話時,也是滿口專業術語,使他發生了錯覺的緣故吧。就這樣我高興地離開了校園,並有了寫這篇文章的勇氣。至於是哪所名校?那位博士?我在這裏就不便明說了,因爲我這篇文章並沒有請人家審閱,只是交流了觀點,萬一說錯了,不是給人家臉上抹黑了嗎!還是文責自負吧。

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