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内存带宽简单介绍

2012年3月21日 发表评论 阅读评论 3,905 次浏览

内存,作为影响现代计算机性能至关重要的部件,最重要的指标有两个,分别是容量和带宽,而容量一般都很好理解,比如1G、2G,这也是大多数人对内存的最直观认识。更多关于内存的相关知识介绍,网上有一篇很好的文章“千丝万缕的联系 DDR1-3和GDDR1-5全解析”,所以这里也不打算多讲理论,还是来点更工程性的东西,或者说更实际点的。

以“KVR1333D3N9/2G”为例,这就包含有几个信息:产商为金士顿(KVR)、等效频率为1333MHz、传输类型为DDR3(D3)、容量2G。SDR内存和DDR内存的数据总线位宽都为64bit,所以等效频率为1333的内存带宽为1333MHz*64bit/8=10.664GB/s(注意:这里的G等于1000*1000*1000,而非1024*1024*1024)。这个公式应该很好理解:也就是一次传输64bit,一秒传输1333M次,所以一秒的总传输量(也就是带宽)就等于1333M*64。

对于双通道或三通道,可以简单的类比理解为,以前单通道是一根管子(内存控制器)放水,而双通道或三通道是两根或三根管子放水,所以放水量(内存带宽)成倍增长,当然这需要机器(以前是需要主板支持,更具体点是北桥芯片,但在Nehalem架构集成内存控制器后,就需要CPU来支持)对双通道或三通道的支持(即主板或cpu有两个或三个内存控制器,并且各个内存控制器相互独立工作),那么相应的,系统总内存带宽就能达到10.664GB/s*2=21.328GB/s或10.664GB/s*3=31.992GB/s。

32GB/s是1333内存三通道情况下的理论带宽,而实际带宽还与其它东西相关联,比如Intel Xeon E5504 CPU,虽然支持三通道,但其支持的最高频内存只是DDR3 800,所以即便是在Xeon E5504的机器上安装DDR3 1333的内存也并没有什么益处,因为DDR3 1333会被自动降频到800来使用,所能达到的最大内存带宽也就只有19.2GB/s。

[root@localhost lenky]# cat /proc/cpuinfo | grep "model name" | uniq
model name	: Intel(R) Xeon(R) CPU           E5504  @ 2.00GHz
[root@localhost lenky]# dmidecode -t 16
# dmidecode 2.9
SMBIOS 2.6 present.

Handle 0x002B, DMI type 16, 15 bytes
Physical Memory Array
	Location: System Board Or Motherboard
	Use: System Memory
	Error Correction Type: Multi-bit ECC
	Maximum Capacity: 192 GB
	Error Information Handle: Not Provided
	Number Of Devices: 6

Handle 0x0039, DMI type 16, 15 bytes
Physical Memory Array
	Location: System Board Or Motherboard
	Use: System Memory
	Error Correction Type: Multi-bit ECC
	Maximum Capacity: 192 GB
	Error Information Handle: Not Provided
	Number Of Devices: 6

将上面信息对照链接http://www3.intel.com/cd/channel/reseller/asmo-na/eng/products/server/processors/5500/feature/410125.htm中的表格:

Usage Workloads Memory Frequency Max B/W Recommended # of DIMMs per Channel Max DIMMs2 Max Capacity3
Maximum bandwidth HPC 1333 MHz 32 GB/s 1 6 48GB
General purpose Various apps 1066 MHz 25.5 GB/s 2 12 96GB
Maximum

capacity

Virtualized platforms 800 MHz 19.2 GB/s 2 QRO RDIMM

16GB

12 192GB
3 SR/DR RDIMM 8GB 18 144GB

可以看到匹配在800 MHz(Memory Frequency)/12(Max DIMMs)/192GB(Max Capacity)这一行,也即当前内存工作频率为800MHz。另外,对照Xeon E5504 CPU的Intel官方内存规格说明:

Memory Specifications
Max Memory Size (dependent on memory type)
144 GB
Memory Types
DDR3 800
# of Memory Channels
3
Max Memory Bandwidth
19.2 GB/s
Physical Address Extensions
40-bit
ECC Memory Supported
Yes

虽然最大内存容量标注为144GB,但其括号内已注明这个依赖于内存类型,而且144GB也是800MHz所对应的内存最大容量,所以并没有问题;支持三通道;最大带宽为19.2 GB/s;支持ECC内存校验。

另外的,Linux下可利用如下命令查看内存安插的情况,几个重要字段分别为:Data Width: 64 bits(数据总线位宽)、Size: 1024 MB(插槽上的内存容量为1G)、Speed: 1333 MHz (0.8 ns)(等效频率为1333MHz):

[root@localhost lenky]# dmidecode -t 17
# dmidecode 2.9
SMBIOS 2.6 present.

Handle 0x002D, DMI type 17, 28 bytes
Memory Device
	Array Handle: 0x002B
	Error Information Handle: Not Provided
	Total Width: 72 bits
	Data Width: 64 bits
	Size: No Module Installed
	Form Factor: DIMM
	Set: None
	Locator: DIMM0
	Bank Locator: BANK0
	Type: Other
	Type Detail: Other
	Speed: 1333 MHz (0.8 ns)
	Manufacturer: Manufacturer00
	Serial Number: SerNum00
	Asset Tag: AssetTagNum0
	Part Number: ModulePartNumber00

Handle 0x0031, DMI type 17, 28 bytes
Memory Device
	Array Handle: 0x002B
	Error Information Handle: Not Provided
	Total Width: 72 bits
	Data Width: 64 bits
	Size: 1024 MB
	Form Factor: DIMM
	Set: None
	Locator: DIMM2
	Bank Locator: BANK2
	Type: Other
	Type Detail: Other
	Speed: 1333 MHz (0.8 ns)
	Manufacturer: Manufacturer02
	Serial Number: 00000000
	Asset Tag: AssetTagNum2
	Part Number:                   

...

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