下載速度計算/帶寬計算/帶寬是什麼意思？

        帶寬，這個經常出現在內存、顯存、顯示器的技術參數到底是什麼？其實，帶寬有PC中是無處不在，下面就讓我們一起來聽聽關於帶寬的故事，瞭解一下帶寬的基礎知識。無論是初學者還是有一定經驗的用戶，文中介紹的內容都值得去學習和掌握。這些概念有利於大家深入、全面的瞭解計算機知識，是成爲一個硬件高手的必經之路。

      你知道嗎？數字世界中的比特在數字世界裏沒有電影、沒有雜誌、沒有一首首的樂曲，只有一個個的數字“1”和“0”。以前人們對於數字世界中的這兩個數字還不知道如何命名，直到1946年普林斯頓大學的統計學家約翰•土吉（John Turkey）把它們定爲二進制，纔有了比特（Bit）這一術語。比特是電腦當中最小的量單位，1 MB=1024 KB=1024×1024 Byte=1024×1024×8 Bit。

一、認識帶寬

在電子學領域裏，錶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（一般以“秒”爲單位）傳輸數據容量的大小，表示吞吐數據的能力。這也意味着，寬的帶寬每秒鐘可以傳輸更多的數據。所以我們一般也將“帶寬”稱爲“數據傳輸率”。
帶寬的單位一般有兩種表現形式第一種是B/s、KB/s或MB/s，表示單位時間（秒）內傳輸的數據量（字節、千字節、兆字節）第二種是bps（或稱b/s）、Kbps（或稱Kb/s）或Mbps（或稱Mb/s），表示單位時間（秒）內傳輸的數據量（比特、千比特、兆比特）。這兩種帶寬的換算公式是：1 B/s=8 bps（b/s）、1 KB/s=8 Kbps（Kb/s）、1 MB/s=8 Mbps（Mb/s）。

二、帶寬隨個數

在很多文章裏往往看見關於帶寬的各種描述，那麼怎麼計算電腦當中的各種帶寬呢？下面將向大家詳細說明PC中的各類帶寬（均爲峯值帶寬，也就理論的最大帶寬）。但大家也要清楚一點，在實際工作時，未必能達到峯值帶寬。影響帶寬的因素有很多，比如，數據寫入和讀出總要有一定的延遲時間。

1.CPU帶寬
所謂的CPU帶寬是指CPU與北橋芯片之間的數據傳輸率，單位一般爲“MB/s”或“GB/s”。其計算公式如下：
CPU帶寬=前端總線頻率×數據總線位數/8。
以533MHz前端總線頻率的Pentium 4爲例，其帶寬爲：533×64/8=4264MB/s。

表1 常見CPU帶寬一覽表

2.內存帶寬
所謂的內存帶寬是指內存與南橋芯片之間的數據傳輸率，單位一般爲“MB/s”或“GB/s”。其計算公式如下：
內存帶寬=內存總線頻率×數據總線位數/8。
以單通道DDR400內存爲例，其帶寬爲：400×64/8=3200MB/s。

表2 常見內存帶寬一覽表


當然，這個計算方法是針對單通道內存而言的，對於雙通道內存來說，計算方法有點變化，應該在最後乘2，因爲它的傳輸效率是單通道內存的2倍，這也是雙通道內存能夠有如此高性能的重要原因。


3.顯存帶寬
顯存帶寬是顯存也是顯卡的一個很重要的參數。顯存帶寬的計算方法是：
顯存帶寬=運行頻率×數據帶寬÷8。
之所以要除以8，是因爲每8個bit（位）等於一個byte（字節）。以4ns、128bit的DDR SDRAM顯存爲例，其顯存帶寬=250MHz×2（因爲使用了DDR SDRAM顯存，所以乘以2）×128÷8=8000KB/s。
爲了能準確計算出一塊顯卡的顯存帶寬，必須從觀察一顆顯存的大小以及數據位寬度開始。首先，我們在說明一顆顯存的規格時一般會用“4×16”或者“2×32”這樣的用語，其實這兩種規格的顯存容量是一樣的，均爲64Mbit，只不過前者的存儲單元容量爲4Mbit，數據帶寬16bit，而後者的這兩個數值則分別是2Mbit和32bit，存儲單元容量×數據帶寬=總的顯存容量，爲了換算成通常使用的byte單位再除以8即可。目前顯存主要分爲64位和128位，在相同工作頻率下，64位顯存的帶寬只有128位顯存的一半。這也就是爲什麼GeForce2 MX200（64位SDRAM）的性能遠遠不如GeForce2 MX400（128位SDRAM）的原因了。

4.總線帶寬
總線帶寬的計算公式如下：
總線帶寬=總線頻率×數據總線位數/8。
以32位的PCI爲例，其帶寬爲：33×32/8=132MB/s再以AGP 8X爲例，其帶寬爲：528×64/8=4424MB/s。

表3 常見總線帶寬一覽表


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，比如從ISA總線發展到PCI總線，再發展到AGP，未來還可能發展到PCI-X和PCI Express。

5.視頻帶寬
我們在購買顯示器時也常常會看見視頻帶寬這個詞，視頻帶寬和前面所述的帶寬是完全不同的概念。視頻帶寬代表顯示器顯示能力的一個綜合指標，指每秒鐘所掃描的圖素個數，即單位時間內每條掃描線上顯示的頻點數總和，以MHz爲單位。帶寬越達表明顯示控制能力越強，顯示效果越佳。視頻帶寬是顯示器視頻放大電路的頻帶寬，它是每秒鐘電子槍掃描過的總像素數，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，以MHz（兆赫茲）爲單位。從理論上來說，視頻帶寬的計算公式如下：
B=r（x） ×r（y） ×V
B表示視頻帶寬r（x）表示每條水平掃描線上的圖素個數，即水平分辨率r（y）表示每楨畫面的水平掃描線數，即垂直分辨率V 表示每秒畫面刷新率，即垂直刷新頻率，也稱場頻
但通過上述公式計算出的水平帶寬只是理論值，在實際應用中電子束從左掃到右後，還要經歷一個從右回到左面的過程。同理，上下也有一個回掃的過程。所以在視頻信號中，還包括行消隱信號和場消隱信號，使得電子束在兩個方向的回掃過程中變得儘量的弱，以免掃出難看的回掃線。爲了避免圖像邊緣的信號衰減，電子槍的掃描能力需要大於分辨率尺寸，水平方向通常要大25%，垂直方向要大8%，用於回掃消隱。所以，實際的視頻帶寬公式如下：
B=[r（x）/0.80]×[r（y）/0.93]×V 或 B=r（x） ×r（y） ×v/0.744
例如，一臺顯示器在1600×1200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臺顯示器的實際帶寬爲：1600×125%×1200×108%×85=220320000Hz（≈220MHz）。
根據上面的公式，我們就可以比較清楚地瞭解到視頻帶寬和分辨率和刷新率有直接的聯繫。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。與水平刷新頻率相比，視頻帶寬更能直接反映顯示器性能。實際上，視頻帶寬也的確是一個反映顯示器綜合性能的參數。在同樣的分辨率下，視頻帶寬高的顯示器不僅可以提供更高的刷新率，而且在畫面細節的表現方面往往更加準確清晰，尤其是在一些高分辨率情況下，視頻帶寬的作用非常突出。低檔顯示器的視頻帶寬多爲110MHz甚至更低，中檔產品的可以達到135～160MHz，而高檔產品則可以達到200MHz甚至更高。
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，只標明瞭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。每種分辨率都對應着一個最小可接受的帶寬，下表列出了在幾種常見分辨率和刷新頻率下的可接受帶寬。

表4 常見視頻帶寬一覽表


6.網絡帶寬
上網的時候，總想知道自己的網速是多少，實際上這就是網絡帶寬。以V.92 Modem爲例，其網絡帶寬爲57600bps，爲了簡化起見，我們常用K來代表1024，因此57600bps又簡稱爲56Kbps。通常我們安裝好Modem，只要連上ISP主機，在任務欄右下角中便會出現計算機連接的小圖標。當我們用鼠標指向或雙擊這個小圖標時，便能看到Modem的真實網絡帶寬。從中，我們可以看出V.92 Modem是無法達到峯值帶寬，通常會出現50666bps、49333bps等數字，但是有些Modem卻出現115200bps。下面筆者就向大家介紹Modem的這兩種傳輸速率到底有何不同。
一種是從計算機到Modem的網絡帶寬（也就是DTE速率），例如：115200bps。DTE速率指的是計算機向Modem發送或從Modem接收的速度，通常這是通訊軟件內供使用者設定的數據傳輸率，其意義爲定義計算機與Modem之間的數據傳輸率。當計算機傳送的信息中含有大量的重複信息時，使用壓縮技術後將使傳輸的有效數據減少。DTE速率最高可設定至Modem傳輸規格的四倍，例如28800bps的Modem便可設置到115200bps的DTE速率，但是這個DTE速率最高也只能設定到115200bps。
另一種是從ISP的DNS主機到Modem的網絡帶寬（也就是DCE速率），例如：50666bps。DCE速率是指Modem在電話線上運載二進制信息可以實現的最高速度，也就是指計算機中的Modem與ISP的DNS主機的最高連接速度。DCE速率與Modem所用的協議有關，例如V.32 bis最高速度可達14400bps，而V.34最高速度可達33600bps。DCE理論的最高速率是以ISP的DNS主機與Modem之間的最低者爲標準，例如Modem爲57600bps，而ISP的DNS主機只能支持到33600bps，因而DCE的最高速率只能達到33600bps。另外，Modem實際的數據傳輸率無法達到Modem所宣稱的56Kbps傳輸速度。它跟電話線路有關，電話線並非專門爲Modem而設計，而且品質不佳的電話線會產生噪音。這些噪音對講電話的影響還不至於很大（仍然聽得到），但對數據傳輸就有相當大的影響，可能會使數據產生錯誤，降低數據傳輸率。另外，有些線路本身就無法支持到很高的傳輸速率（例如56K）。最後還有一點，當兩臺不同速率的Modem要進行數據傳輸時，系統會採用低速的Modem爲準。因此大部分的56Kbps Modem實際的連接速率只能在50666bps左右，或更低的水準。
相信好奇的讀者就會問，我們用的Modem不是和ISP的DNS主機連接嗎。爲什麼有Modem會顯示出計算機與Modem之間的DTE連接速率呢？之所以會出現這兩類不同的速度，主要是因爲各廠商Modem的顯示連接速度方式默認值有所差異。不過依筆者的經驗，撥號連線後，如果在任務欄的Modem聯線圖標中是顯示DTE連線速率的話，大部分是外置Modem沒有安裝廠商配帶的驅動程序，而是使用Windows標準Modem類型的驅動程序導致的。
同理，網卡的網絡帶寬也會受更方面的影響，比如交換機或HUB、線路的品質不佳等等。從兼容性上說，最好是使用10/100Mbps自適應的網卡，這樣，不管是使用10Mbps或100Mbps的交換機或HUB，都能自動識別。


三、不得不說的帶寬瓶頸問題

       舉個例子講，帶寬就好比是一個口小肚大的瓶子，無論是向內灌水還是往外倒水都要看瓶口的大小，如果瓶口太小，水流量就會受到限制，這也就是常說的帶寬瓶頸問題。究竟什麼纔是帶寬瓶頸問題呢？下面向大家舉個例子來說明。
以533MHz前端總線頻率的Pentium 4.DDR266.AGP 4X顯卡以及支持DDR333和AGP 4X的主板爲例，CPU、內存和AGP總線的峯值帶寬分別爲：3464MB/s、2128MB/s和1064MB/s。從這裏就可以看出內存帶寬和AGP總線帶寬與CPU帶寬之間存在很大的瓶頸，這樣會造成內存帶寬無法滿足系統總線的需要，而AGP總線帶寬也無法滿足高性能圖形處理的需要。造成的後果就是無法完全發揮出這臺電腦的性能。解決的方法是使用DDR400內存和AGP 8X顯卡（當然主板也必須支持DDR400和AGP 8X）或者直接改採用400MHz前端總線頻率的Pentium 4，再搭配AGP 8X的顯卡（顯卡也必須支持AGP 8X）。當然，提高外頻也會使CPU帶寬、內存帶寬和AGP總線帶寬的進一步提高。總之我們要體現一個原則，CPU帶寬、內存帶寬和AGP總線帶寬儘量實現均衡。
對於最新的800MHz前端總線頻率的Pentium 4，最好能搭配雙通道的DDR400內存，這樣CPU帶寬和內存帶寬均可以達到6400MB/s，再搭配AGP 8X顯卡，這樣的配置無疑是最佳配置。而對於333MHz前端總線頻率的Athlon XP，最佳的搭配方案是：DDR333內存和AGP 8X顯卡，這樣的配置可以最大限度地利用帶寬。