cpu内存干什么?

2016-11-03

cpu内存干什么?

1.内存和CPU的有关数据

在正式讨论问题之前，我们首先要把内存的核心频率、时钟频率和数据频率之间的关系搞清楚,而且应该特别熟悉。这是讨论这个问题的基础。见下表：

表1 内存名称及各种频率列表

由表1可见,核心频率、时钟频率和数据频率之间有固定的关系。它们之间的比例关系见表2。

表2. 内存的核心频率、时钟频率和数据频率之间的比例关系

其中的核心频率又称颗粒频率或基本频率;时钟频率又称工作频率、内存频率、I/O频率、DRAM、DRAM Frequency、时脉或内存速度;数据频率又称等效频率或传输通道频率。本文只采用“核心频率”、“时钟频率”和“数据频率”三个名称。对这些名称一定要弄清楚。

另外，有关CPU的名称也是五花八门的。例如，主频又称Core Speed;外频的名称就更多了，如Bus Speed 、汇流排频率、FSB(和前端总线混用)等。

2.内存和CPU搭配的基本原则

我认为：无论你采用的CPU是Intel的,还是AMD的,当选配内存时都必须遵守三条基本原则。

第一条是频率要同步：即内存的核心频率要等于或稍大于CPU的外频。不要给内存加上它不能承受的高频率，否则是频率“过载”。频率“过载”后，内存将拒绝工作。这样，电脑是要蓝屏的。当然，你给它加上低于核心频率的频率时，它会是胜任愉快的。

第二条是带宽要匹配：应该设法使内存的数据带宽跟CPU前端总线的带宽相等，否则，数据的传输能力将受制于带宽较低的那端;

第三条是主板要调控：因为以上两个条件有时是不可能同时能满足的。这就要靠主板来调控，调控的主要方法是异步设置。因为第一条是有关生或死的问题，所以，这一条必须满足。第二条就可以灵活处理了。

另外，当讨论内存跟CPU如何搭配时，必须明确以下事项：

①内存的核心频率小于外频时，内存会拒绝工作。表现是蓝屏。但是，在任何情况下，内存的核心频率大于CPU的外频时，内存都能正常工作。但是，系统也不会承认它的高频率。只承认它的核心频率等于外频。例如，你将DDR2-1066插入外频是200MHz的板子上时，系统将认为这个内存是DDR2-800。

②Intel处理器的前端总线频率(FSB)是外频频率的4倍。但是，在历史上前端总线的频率和外频是同一个，所以，人们还是经常用FSB来表示外频(例如软件CPU-Z就是这样，它表示的“FSB:DRAM”实际上是指“CPU的外频：内存的时钟频率”)。

AMD的内存，在K8以前，也有前端总线，不过，那时的前端总线频率是外频频率的两倍。K8以后AMD的CPU就没有前端总线了。

③当讨论内存跟Intel平台的CPU的匹配时，必须知道CPU的外频或前端总线频率。知道一个就行，因为它们之间是四倍关系，此时，不必关心CPU的主频是多少。

不过，自从有了Intel的i3/i5/i7后，参照的CPU频率已经不是外频和前端总线FSB，而是基本频率BF了。但是，在检测软件CPU-Z中，还是把BF频率称为外频的。在这种情况下，怎样配内存，请参看本文之6。

④当讨论内存跟AMD平台的CPU匹配时，首先必须明确这个CPU是K8的?K10的?还是K8以前的?因为这三种CPU陪内存的方法是截然不同的。

讨论K8以前的CPU时，只需知道外频或FSB;讨论给K8的CPU配内存时，只需知道CPU的主频，不要提HT总线，因为配内存跟HT总线无关;同样的原因，当为K10配内存时，如果你不超频，只需知道CPU或主板支持什么内存就可以了。因为K10架构的CPU配内存时是跟外频挂钩的，而AMD CPU的外频是固定在200 MHz的。

⑤当讨论内存跟CPU的搭配关系时，是根据内存和CPU的参数计算的，不必考虑主板。但是，当你对搭配方案作出选择后，还必须考虑主板是否支持。在一般情况下，主板的频率是应该高于FSB的频率的。

⑥内存的异步就是使加给内存的频率是它能正常工作的频率。一般是指降频。但是，频率降下来的后果就是速度变慢和带宽变窄。所有主板都支持内存异步运行的。但是，支持的程度不同。

⑦从内存跟CPU是否搭配的角度看，配内存时，不必考虑内存的容量是多少。但是，容量超过一定大小时，有时是要考虑主板是否支持的。

⑧内存跟CPU是否匹配，跟CPU是几个核没有什么关系。

以上就是我认为内存匹配的三大原则和八项注意。

3.在Intel平台实现频率同步的方法

在Intel平台，内存频率跟CPU同步的条件就是:内存的核心频率必须等于或稍大于CPU的外频。否则，就是“频率过载”，内存将停止工作，主要的表现形式是蓝屏。

虽然对我这个说法经常听到不同的声音。但是，我坚信我的这个归纳方法是完全能站得住脚的。因为内存能够耐受多大的频率，完全是由核心频率决定的。时钟频率和数据频率都是在核心频率的基础上，通过技术手段放大出来的。当核心频率相等时，不同类型的内存会有不同的时钟频率和数据频率。

例如，在Intel平台，当外频是200MHz时，为了实现频率同步，应该选DDR-400、DDR2-800或DDR3-1600。因为这几种内存的核心频率都是200MHz。

这是十分重要的一条规律。但是，过去，人们都是把内存的同步条件说成“内存的时钟频率(而不是说“内存的核心频率”)等于或稍大于外频频率就是同步”。更多的是模棱两可的说法，比如说“内存的频率等于或稍大于外频，就是同步”。至今在网上的许多文章还是这样说的。相当混乱。

我认为，在SD和DDR时代，说“时钟频率和核心频率相等就是同步”，是完全正确的。但是，在DDR2和DDR3出现以后，再这样说就是完全错误的，因为不同类型的内存。其核心频率跟时钟频率是不同的。因此，两种判别方法存在巨大差异。

不过，囿于习惯，人们还是愿意用时钟频率来跟CPU的外频对比。我认为，按时钟频率跟CPU频率对比的方法来判断内存是否同步也不是不可以的。但是，必须把这个比作适当改动。比如说：“对于SDRAM和DDR，当内存的时钟频率跟CPU的外频相等时，就是内存同步。例如，当外频是200MHz时，应该配DDR-400的内存”;对于DDR2，就应该说：“当内存的时钟频率是外频的两倍时，就是内存同步。例如，当外频是200MHz时，应该配DDR2-800内存”;对于DDR3，就应该说：“当内存的时钟频率是外频的4倍时，就是内存同步。例如当外频是200MHz时，就应该配DDR3-1600内存”。这样说不是太啰嗦了吗!

可是，在检测软件CPU-Z中，就是用CPU的外频(此处称其为FSB)跟时钟频率(此处称为DRAM)的比值关系表示内存是否同步的的。其关系见下表：

表3 内存同步时，CPU的外频跟内存的时钟频率的频率关系

注：在检测软件CPU-Z中，就是用“FSB”表示CPU的外频的，这是历史形成的误用。上表中的“DRAM”是指时钟频率。

知道了以上原则，我们应该选什么样的内存跟CPU来匹配的问题也就迎刃而解了。我认为：对Intel的CPU在i3/i5/i7架构出现以前，只要能知道外频或前端总线频率(FSB=4倍外频)中的一个参数，就可以选择合适的内存了。不同型号的内存有不同的计算方法。具体计算方法是：

①当在Intel平台选择DDR内存时有：

DDR-×××后的三个“×”= FSB值÷2 (1)

例如，当Intel平台的FSB是533MHz时，如果选择DDR内存时，×××=533÷2=266，所以，应该选DDR-266型的内存。这样选也符合“内存的核心频率(133MHz)等于CPU外频(133MHz)”的原则。

②当在Intel平台选择DDR2内存时有：

DDR2-×××后的三个“×”= FSB 值 (2)

例如，当Intel平台的FSB是800 MHz时，如果选择DDR2内存时，×××=FSB值=800，所以，应该选DDR2-800型的内存。这样选也符合“内存的核心频率(200MHz)等于CPU外频(200MHz)”的原则。

③当在Intel平台选择DDR3内存时有：

DDR3-××××后的四个“×”= FSB值×2 (3)

例如，当Intel平台的FSB是800 MHz时，如果选择DDR3内存，就应该选四个“×”等于800×2=1600的内存，即应该选DDR3-1600型的内存。这样选也符合“内存的核心频率(200MHz)等于CPU外频(200MHz)”的原则。

下表就是我根据上述原则计算出来的、根据CPU的参数来选择内存的计算结果。这是根据频率同步的条件计算出来的最高频率。都存在向较低频率异步的空间。(i3/i5/i7架构的CPU如何选内存，见本文的6)

表4.内存同步时外频频率跟内存型号的关系

注①：表中的“频率比”是指同步的情况下，外频跟时钟频率的比，即在CPU-Z中的“FSB:DRAM”值。如果CPU-Z显示的不是这个值，那就是内存频率异步了。

根据CPU-Z中的“FSB:DRAM”比，还可以很容易反求出来在电脑中安装的(或设置的)是什么型号的内存。例如，当你的CPU的外频是200 MHz、而且安装的内存是DDR2时，如果CPU-Z的显示是“FSB:DRAM=1：1.66”的话,那就肯定你安装的内存不是在同步状态。因为DDR2内存同步时，其比是1:2。那么安装的是什么内存呢?可以有下述方法计算出来：因为200:X=1：1.66，所以，X=333。这个333就是实装内存的时钟频率值333 MHz，由此可以断定，这个内存是DDR2-667。

注②：DDR、DDR2和DDR3内存的针脚和插座都是不相同的，不能用错。所以，当选择主板时，要搞清楚主板支持哪类内存。目前，为了用户方便，有的主板同时具有DDR2和DDR3内存插槽。

4.在Intel平台实现带宽相等的计算方法

什么是带宽呢?在计算机领域，带宽又叫频宽，是指在固定的时间内可以传输的数据量，亦即在传输通道中可以传递数据的能力。带宽通常以比特每秒(bps)表示，即每秒可传输的位数。但是，为了简化，通常都是以MB/s或GB/s表示的。带宽的计算方法是：

带宽 = 频率×总线位数/8 (4)

因为电脑内存总线的传输位数是64比特，所以，对于频率是800 MHz的通道来说，带宽 = 800MHz×64b÷8b/B = 6.4 GB/s。

还有一个简捷计算方法，就是

带宽=频率数×8B (5)

例如，当频率等于800 MHz时，带宽就是800 MHz×8B = 6400MB/s = 6.4GB/s。

在表1中已经给出了不同频率和带宽关系的计算结果。

这里说的带宽匹配，实际上就是频率的匹配。对于我们普通使用者，还是按频率来论述比较直观，因为带宽相等，就是频率相等。

带宽匹配的原则是：内存的数据带宽应该跟CPU前端总线FSB的带宽相等，或者说：“内存的数据频率等于CPU的FSB频率，就是带宽匹配”。只有这样才能保证数据的顺利传输。如果有一方的带宽小于另一方，小带宽的一方就构成了“瓶颈”。但是，如果CPU已经选定了，内存的带宽大一些，并没有坏处。

在满足同步的条件下，对DDR2来说，就会自动满足带宽相等的要求，即可以做到内存的传输带宽等于前端总线的带宽;但是，对DDR来说，如果满足了同步的要求，内存的带宽仅是FSB带宽的1/2;对于DDR3来说，如果满足了同步的要求，内存的带宽就是FSB带宽的两倍。这种关系见下表。

表5 内存同步时，FSB的带宽跟内存数据通道的带宽的关系

对内存的同步要求是生或死的问题，所以，必须满足，如果不能满足，必须采取异步运行。但是，对于带宽的要求则比较灵活一些。如果不能满足，也可以用双通道或异步的方法来解决。在DDR时代就是利用双通道的方法解决内存带宽是“瓶颈”的问题的。但是，如果不组成双通道，只用一个内存条，只要频率是同步的，也可以正常工作。

在AMD平台，其内存控制器置入CPU内部了。即CPU直接跟内存打交道了。带宽的问题，已经没有那么重要了。

5.在Intel平台用主板调控内存运行参数的方法

①主板的自动调控作用：其实，根据内存的同步要求选择出来的内存(见表4)就可以正常使用了。但是，也有例外的情况。比如：有的时候，按计算结果，应该用DDR2-800内存才能同步，但是，你手头没有DDR2-800,只有DDR2-667内存，并安装上去了。怎么办呢?要靠主板的调控。只要你没有在BIOS中的“MemClock Mode”中选“Manual”，也没有在“System Memory Multiplier”项更改默认设置“Auto”，主板就会自动根据内存条上SPD资料把加于内存的时钟频率降到333MHz，以使DDR2-667内存的频率不过载。这时CPU-Z的“FSB:DRAM”就是“1:1.66”,而不是“1:2”。这样调整过后，速度降低了，内存的带宽也变小了一些，但是，可以正常运行。

还有，如果满足内存同步需要的内存是DDR2-800，而你却安装或设置了DDR2-1066内存，主板也会把加给内存的频率按DDR2-800对待,CPU-Z对“FSB:DRAM”的显示还是“1:2”,不会显示“1:2.66”。但是，如果你是把内存超频到1066MHz的，CPU-Z则会显示“1:2.66”。

②主板的手动调控方法：如果你要自己用手动设置内存也是可以的。方法是：在BIOS的“Set Memory Clock”项选“Manual”(手动);或在“System Memory Multiplier”项不选择“Auto”，而是选择你实际安装在内存插槽上的内存，设置就会成功的。当然，还是需要主板支持的，也就是说，如果主板上有种这种设置项目才行。

手动设置的选项有多种方法。有的直接用内存芯片名称表示(如华硕的P5E3 WS主板，直接用诸如DDR3-1333表示);有的用数字表示(如技嘉GA-P31-S3G主板就用3.33或4.0表示。3.33就表示DDR2-667内存);当然，有的主板则是用FSB :DRAM的比值表示。

6.在Intel平台没有FSB了，怎么配内存?

Intel 酷睿 i3/i5/i7 CPU是把内存控制器置于CPU内部了。内存控制器控制的QPI(QuickPath Interconnect，快速通道互联)总线频率远高于传统的FSB(一般是外频的18倍)，因此，为它选配内存的空间范围也大多了。例如，在过去，当外频是133MHz时，FSB = 4×133 mHz = 533MHz，这种关系是固定的。如果选DDR 内存，最高是DDR-266;如果选DDR2内存，最高是DDR2-533;如果DDR3内存，最高是DDR3-1066。如果你选择更高频率的内存，系统是不承认的，它只能把它们作降格处理。实际上FSB成了“瓶颈”。

自从有了QPI总线以后，选择内存的条件就宽松多了。这时CPU-Z上显示的“外频”133 MHz，已经不是传统意义上的外频了。它被称为基频(BF)。因此，它跟内存频率之间的同步关系也就改变了。例如，当“外频”(基频)是133 MHz时，甚至可以选用DDE3-1600内存了。不过，也不是无限制的。限制到什么程度?这就看CPU或主板的规定了。不过，有个大概估算办法，就是内存的数据频率大致是QPI频率的1/2。具体是多少，要看内存控制器和主板支持到什么程度，不是用户能左右的。

7.内存的双通道的设置问题

首先应该明确，双通道只是为了增大内存的带宽而设计的，因为，在DDR时代，CPU的FSB已经达到800 MHz了，但是，从频率同步的角度看，只能配DDR-400的内存。显然，内存的带宽只是FSB带宽的1/2，内存成了带宽匹配的“瓶颈”，因为CPU有一半的时间要等内存把数据传过来。因此，人们提出了双通道的概念。即在北桥再增加一个内存控制器，另外再增加一个DDR-400内存，使两个DDR-400的内存并联使用，带宽的匹配问题得以解决。

但是，因为双通道中的两个内存是分别受两个内存控制器控制的，组成双通道后，只对内存的带宽有改善，对每个内存的性能指标(如核心频率)并没有任何改善。因此，用两个DDR-400组成双通道时，其性能并不是DDR-800。

网上广泛流传的“用两个DDR2-533组成双通道，用在FSB=1066 MHz平台，就是绝配”的说法是错误的。因为DDR2-533的核心频率是533MHz÷4=166MHz，而FSB=1066MHz时的外频是1066MHz÷4=266MHz 。两个频率并不相等。也就是说，这样配，并不能满足同步条件。硬要这样配电脑是要蓝屏的。因为内存组成双通道后，他们的核心频率并不会提高。

双通道的作用可以这样比喻：马路很宽，可以容得下两辆汽车，可是，只有一辆车来回跑，这不是浪费吗?再买一辆汽车吧，让它们在一条路上并行跑，货运量不就增加一倍了吗!由此可见，双通道只是解决货运量(带宽)的问题。并不是把汽车的速度加倍的问题。也就是说：两个DDR2-533组成双通道，只能提高带宽，并不能提高内存的频率，两个DDR2-533组成双通道后，其效果并不等于一个DDR2-1066。

当然，如果你一定把DDR2-533用于FSB=1066 MHz的平台，也不是不可能，方法就是异步，使加给DDR2-533的频率降下来。但是，主板支持吗?如果是支持的，那么，需要异步运行才可以，这算是“绝配”吗?

8.在AMD CPU K8以前内存的配置方法

在K8以前，AMD内存也有前端总线(FSB)，但是，跟Intel内存有一点点差别，就是前端总线频率是外频的两倍(Intel是4倍)。因为内存的同步与否是考虑外频的，所以，当外频跟内存的核心频率相等时就是同步。因此，外频是133MHz时，应该配DDR-266内存;外频是166MHz时，应该配DDR-333内存;外频是200MHz时，应该配DDR-400内存。这些都跟Intel平台是一致的。不同的是：在AMD平台，频率同步了的话，带宽也平衡了。所以，在当时的AMD平台就不存在双通道的问题。

9.AMD CPU K8 时代内存的选配方法

在AMD 的K8以后的CPU中，内存控制器被整合到CPU内部了(见下图)，内存直接跟CPU打交道了。前端总线不存在了，跟北桥相连的总线改称HT总线了，这个总线除了不再跟内存联系外，其它的作用跟原前端总线的任务是相同的。

正是由于有了上述改变，所以，在AMD平台配内存时，内存跟CPU的搭配的计算方法也有了很大的变化。因为这时我们关心的只是CPU的主频。无需再考虑FSB和外频了。现在介绍内存跟AMD的CPU的搭配方法如下：

① 首先计算出内存控制器的分频倍数DIV(这种计算是由电脑自动进行的，当然我们也应该掌握)：

DIV= CPU的标称主频÷你在BIOS中设置的内存的时钟频率 (6)

这个设置的时钟频率最好跟你实际安装的内存一致。如果不一致，电脑还是根据你的设置值进行计算的。

如果DIV的计算结果不是整数，则进为整数，例如，将7.4进为8。如果计算出来的分频系数小于5,则取为5。上述这些方法都是AMD的设计规定。

② 知道了内存分频倍数DIV以后，通过内存的实际时钟频率用下式计算：

内存的实际时钟频率= CPU的实际主频÷内存的分频倍数 (7)

知道了内存的时钟频率，就可以知道怎样配内存了。比如，你计算出来的时钟频率是是200MHz，而且是选择DDR内存，就应该配DDR-400;你计算出来的时钟频率是是400MHz，如果想配DDR2，则应该选DDR2-800;如果你计算出来的时钟频率是400MHz，想配DDR3内存，还是应该配DDR3-800。因为不管是什么型号的内存，数据频率总是时钟频率的两倍。

例1: CPU是AMD速龙(Athlon)64 3200+,主频是 2.0 GHz，如果打算选用DDR-400的内存并在BIOS做这样的设置时，问：① 分频倍数是多少?② 通过内存的实际频率是多少?

解：① 因为CPU的主频等于2000MHz;DDR-400的时钟频率等于400MHz/2=200MHz，所以，内存的分频倍数DIV=2000 MHz÷200 MHz=10;

② 因为没有对CPU进行超频，所以，它的主频还是2000MHz,所以，通过内存的实际总线频率=2000 MHz÷10=200 MHz，即相当是DDR-400。因此，选择DDR-400内存是可以的。当然，如果主板允许，也可以用两个DDR400组成双通道。以增大数据传输量。

例2: CPU是闪龙3200+,主频是 1.8 GHz，如果选用DDR2-800的内存时，问：① 分频倍数数是多少?② 通过内存的实际时钟频率是多少?(3)如果把主频超到2400 MHz时，应该怎样选择内存?

解：① 分频系数DIV=1800 MHz÷400 MHz=4.5,应向上取为5;

② 通过内存的实际时钟频率=1800 MHz÷5=360 MHz。内存降格使用为DDR2-720。因为内存的频率是向下兼容的，主板都会支持这样的内存。所以，这样配置也是可以的。

(3)如果把主频超到2400 MHz了，则通过内存的时钟频率就是2400 MHz÷5=480 MHz，即需要选择DDR2-960内存。选DDR2-1066吧。(但是，因为主频太低，还要看内存控制器或主板是否支持)

下图就是我根据以上原则把计算结果表格化了，为了简化，在表中没有把分频系数列出来。表中有灰色底纹的数字表示计算出来的分频系数小5。因此，求这些时钟频率时，分频倍数是按分频系数等于5计算的。

我相信,有这个表作参考,内存怎样跟CPU配合就是十分清楚的了。

现在，我们用上面的两个例题为例，研究一下怎么从下表中直接得出配内存的结果：(注：字体时大时小，不是作者的设置，是日志编辑功能的毛病。刚改版，还不完善。气煞人也!)

在第一个例题中的CPU频率是2GHz,在BIOS中设置的内存是DDR-400,因此从这个表就可以查得通过内存的时钟频率是200MHz,即该内存运行在DDR-400。这样选频率正好匹配。

第二个例题:CPU主频是1.8GHz,选得是DDR2-800内存，从表中可以查得内存的运行频率是360MHz,相当是DDR2-720内存。从表中还可以看出：如果你想使这个内存运行在DDR2-800，只有选2.0GHZ或以上的CPU。如果CPU的主频依旧是1.8GHz的话，即使你选用DDR2-1066也于事无补，它只会把内存降格为DDR2-720。有许多网友问：我安装的内存频率频率很高，但是，在CPU-Z中检测出来的频率又很低呢?主要原因是你安装的CPU的频率太低，主板并不支持频率过高的内存的缘故。

表6 AMD的CPU跟内存配合方法一览表

在本表中没有列出相应的分频系数，因而不利于超频时使用。其实，如果做超频操作时，只需把表中的数据乘以“超频后的CPU主频/超频前的CPU主频”就可以得到超频后加于内存的时钟频率了。

从这个表我们就可以清楚地看出来应该怎样选择内存了。比如，当CPU的主频是1600 MHz时，配DDR-400就可以了;当CPU的主频是2000 MHz时，配DDR2-800是正合适的;当CPU的主频是3200 MHz时，配DDR3-1066正合适。我猜想：主板的设计者就是按这个思路来设定主板默认的内存频率的。

这个表是在K8的条件下根据CPU和内存的参数做出的，目前已经发展到K10(似乎没有K9)，因此，情况稍有变化。还有一个重要因素也不容忽视，那就是除了主板支持外，内存控制器是否支持这个频率。如果控制器不支持，只有主板支持也是不行的。

如此说来，上表仅是一个原则设定，如果你用CPU-Z进行检测时，其结果跟上表不符，就要从多方面找原因了。

10.AMD K10类CPU内存的匹配方法

AMD的K10 类CPU内存匹配的方法和计算方法较之K8有了很大的变化。其计算顺序是：

第一步：了解你选定的CPU支持什么样的内存。比如，可以是DDR2-800、DDR3-1333等;并且在BIOS的“DRAM Frequency”项中设置这个内存。当然也可以设置其他型号的内存。系统并不理会你插的是什么内存，而是根据你的设置的内存进行计算的;

第二步：根据在BIOS中设定的内存计算出分频系数

内存的分频系数=在BIOS中设定的内存的数据频率÷外频 (8)

内存的数据频率值是多大，可以从内存的型号中知道。例如，DDR2-800的数据频率就是800MHz;DDR3-1333 的数据频率就是1333MHz。依此类推。

由式(8)可知，当在BIOS中设定的内存是DDR2-800时，800 MHz÷200 MHz=4,即分频系数=4;当在BIOS中设置的外频是DDR3-1333时,1333MHz÷200MHz=6.67，即分频系数等于6.67。

第二步：根据下式计算出通过内存的实际数据频率

内存中的实际数据频率=实际外频×分频系数 (9)

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