此文發(fā)表于2019年4月16日

前言：

內(nèi)存頻率、內(nèi)存帶寬、內(nèi)存速度、內(nèi)存控制器......這些專業(yè)詞語不少讀者已經(jīng)耳熟能詳，但如果再深入一些，如：CPU的內(nèi)存控制器會(huì)限制內(nèi)存頻率嗎？可能就不是所有人都能答上來了，對(duì)于沒有任何基礎(chǔ)的初學(xué)者，這樣的問題足以把人弄得七葷八素，到了東南找不到西北。

今天我們就試圖梳理一下它們的關(guān)系，去探索這個(gè)問題：內(nèi)存的頻率到底是誰說了算，是CPU還是主板？

此文涉及一些專業(yè)知識(shí)，比較枯燥，快速閱讀只需看文中的結(jié)論（綠色文字）即可。

正文

不少用戶選好了CPU、主板、顯卡，遇到內(nèi)存卡殼了。

B360主板上寫的支持DDR4-2666，i3-8100的內(nèi)存控制器是DDR4-2400的，那買2666有用么？

Z370主板可以支持DDR4-4133，但i7-8700K、i7-9700K 支持的最高內(nèi)存規(guī)格是DDR4-2666，那會(huì)有瓶頸嗎，買高頻內(nèi)存行不行呢？

圖一 

內(nèi)存的頻率聽誰的話？是CPU、主板還是內(nèi)存自己

確實(shí)，看intel 官網(wǎng)介紹，i3-8100支持的最大內(nèi)存頻率為DDR4-2400，第八代九代酷睿i5\i7\i9（如i7-8700K，i7-9700K、i9-9900K等），其支持的最大內(nèi)存頻率是DDR-2666。

圖二

內(nèi)存帶寬是內(nèi)存在單位時(shí)間內(nèi)讀取/存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量（速率），通俗的說法就是內(nèi)存速度。

內(nèi)存帶寬和現(xiàn)實(shí)中的高速公路類似，每秒能通行的汽車數(shù)量。車道越多，車速越快，那么通車能力越大。

可將內(nèi)存位寬看做高速路上的車道，64bit相當(dāng)于64車道。

可將內(nèi)存頻率看做汽車的速度

則有內(nèi)存帶寬公式：

內(nèi)存帶寬=內(nèi)存等效頻率X內(nèi)存位寬/8

（注：此公式為內(nèi)存帶寬的理論最大值）

由于DDR\DDR2\DDR3\DDR4的內(nèi)存位寬均為64bit

因此：

單通道DDR4-2400內(nèi)存帶寬=2400X64/8=19200MB/s=19.2GB/s
雙通道則為：19.2X2=38.4GB/s

仔細(xì)的讀者對(duì)照?qǐng)D二，發(fā)現(xiàn)不對(duì)了，intel公布的最大帶寬是37.5GB/s呢？你算出來是38.4GB/s，難道公式有誤？原來，我們常?！巴祽小?，把1GB=1000MB，實(shí)際1GB=1024MB，準(zhǔn)確的是38400/1024=37.5GB/s。有趣的是，如果你有興趣到intel官網(wǎng)上查看以前的處理器內(nèi)存帶寬，會(huì)發(fā)現(xiàn)Intel也在“偷懶”。

現(xiàn)在回到這個(gè)問題：由于內(nèi)存控制器在CPU內(nèi)部，看起來內(nèi)存的運(yùn)行速度是CPU說了算，主板要靠邊站，既然intel說了i3-8100的最大內(nèi)存帶寬只有37.5GB/s（對(duì)應(yīng)DDR4-2400內(nèi)存），那買DDR4-2666還有用么？

從表面上看是CPU說了算

常見平臺(tái)i3-8100+B360M，無論你用哪種內(nèi)存，BIOS里面最高就只有DDR4-2400（下圖）

圖三

換用i7-8700，BIOS里面將會(huì)有DDR4-2666的選項(xiàng)

圖四

從圖三和圖四看確實(shí)有些迷惑性，B360主板支持DDR4-2666，內(nèi)存也是2666MHZ的，但只能當(dāng)2400內(nèi)存使用，換成i7-8700就支持到DDR4-2666了，這看起來內(nèi)存頻率是CPU說了算（由CPU內(nèi)部的內(nèi)存控制器決定）。

實(shí)際上：

在內(nèi)存體質(zhì)允許的情況下，內(nèi)存的頻率是主板說了算。只要主板支持，CPU的內(nèi)存控制器規(guī)格將形同虛設(shè)。最大內(nèi)存帶寬僅僅是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，只保證在這個(gè)范圍內(nèi)是安全穩(wěn)定的。超過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)然也是可以的，但如果超速翻車閃了腰，折了腿，就不能到intel公司去要賠償，不給賠償還要一哭二鬧三上吊，哪個(gè)公司都怕，訂了標(biāo)準(zhǔn)就分清了責(zé)任。

圖三和圖四，B360主板的BIOS識(shí)別到處理器型號(hào)后，會(huì)遵循intel的規(guī)范，允許的內(nèi)存最高頻率為DDR4-2400，因此在BIOS里面是看不到2666的選項(xiàng)，如果換用i5-8400/i7-8700等型號(hào)，主板將會(huì)允許內(nèi)存的最高頻率為DDR4-2666，其實(shí)質(zhì)還是主板說了算。

在H310/B360平臺(tái)上，
當(dāng)內(nèi)存頻率超過CPU的內(nèi)存控制器標(biāo)準(zhǔn)的，都將會(huì)降頻（如：i3-8100+B360+DDR4-2666，都會(huì)降頻到2400使用）。
反之，當(dāng)內(nèi)存頻率低于CPU內(nèi)存控制器標(biāo)準(zhǔn)的，則有機(jī)會(huì)超頻（如：i7-8700+B360+DDR4-2400，一般都能超頻率到2666使用）。

但是，如果主板允許（如Z370），那么就會(huì)出現(xiàn)下面的情況：

內(nèi)存控制器對(duì)內(nèi)存說：“你去把廚房里的碗洗了！”

內(nèi)存說：“以前B360任公司總裁的時(shí)候，我實(shí)際也不歸你管，只不過你狐假虎威，頤指氣使，我忍了，昨天B360已經(jīng)被董事會(huì)開除了，我直接聽命于新任總裁Z370，你還是自己去洗吧！”

此時(shí)，即使CPU內(nèi)存控制器規(guī)格小于內(nèi)存頻率，也不會(huì)有瓶頸。（注：追求性價(jià)比的用戶，非高端配置，不能為了超內(nèi)存頻率，去選擇昂貴的Z370主板）

實(shí)測驗(yàn)證：

圖五

測試解讀：

1、內(nèi)存帶寬有理論值和實(shí)際值之分，實(shí)際帶寬會(huì)小于理論帶寬。DDR4-2400雙通理論帶寬為37.5GB/s，實(shí)際讀寫為32810/1024=32GB/s，35052/1024=34GB/s，達(dá)到了理論值的85-90%。

2、隨著內(nèi)存頻率的提升，讀寫速度都隨之提升，很快，在達(dá)到DDR4-2933的時(shí)候，讀寫均超過了i3-8100規(guī)定37.5GB/s，之后一路上升，完全無視安全標(biāo)準(zhǔn)。這說明，選購高頻內(nèi)存，無需擔(dān)心內(nèi)存控制器會(huì)導(dǎo)致瓶頸。

3、在超頻4000MHZ的時(shí)候，將標(biāo)準(zhǔn)電壓提升到了1.4V，為了達(dá)到4133MHZ的主板允許極限，更是將電壓提升到了1.47V，警告：超過1.4V后，電壓值會(huì)變成紅色，內(nèi)存損壞的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。 

圖六

超頻到DDR4-4133后，內(nèi)存的讀、寫和復(fù)制性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了intel i3-8100內(nèi)存控制器規(guī)格?，F(xiàn)在的BIOS都聰明，只需調(diào)整DRAM電壓，BIOS將自動(dòng)幫你調(diào)試CPU SA/IO電壓，并且?guī)湍阕詣?dòng)適配內(nèi)存時(shí)序。（圖六下面的紅框中，可以看到內(nèi)存時(shí)序增大了）

CPU英雄氣短，對(duì)內(nèi)存實(shí)際帶寬影響甚微

CPU不服氣了，什么，我的話誰敢不聽？實(shí)際上，也不能說和CPU完全無關(guān)，雖然內(nèi)存頻率是主板說了算，但CPU的的性能不能過于低下，否則內(nèi)存的實(shí)際帶寬將受到嚴(yán)重局限（但并不影響理論值）。

實(shí)測驗(yàn)證：

圖七

測試解讀：

將i3-8100關(guān)閉兩個(gè)核心，模擬成高頻賽揚(yáng)，內(nèi)存實(shí)際帶寬也不會(huì)明顯下降，而目前處理器的最低檔次就是賽揚(yáng)雙核。只有降低到單核的時(shí)候，CPU成為嚴(yán)重瓶頸，內(nèi)存讀取速度像斷線的風(fēng)箏一般掉下來，可見，假設(shè)CPU不高興要怠工，導(dǎo)致嚴(yán)重的瓶頸，那主板把內(nèi)存頻率支持到再高也沒用。但是，現(xiàn)在已經(jīng)沒有單核。

內(nèi)存頻率是主板說了算的根本原因

內(nèi)存本身不能產(chǎn)生頻率，其頻率源泉來至于主板上的時(shí)鐘發(fā)生器。如果CPU是大腦，時(shí)鐘發(fā)生器則相當(dāng)于心臟，它產(chǎn)生的數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩才讓電腦“活”了起來，CPU、內(nèi)存、總線的頻率都來至于時(shí)鐘發(fā)生器。部分型號(hào)的CPU內(nèi)置了時(shí)鐘發(fā)生器供自己使用，但內(nèi)存頻率仍然來至于主板上的時(shí)鐘發(fā)生器（目前很多集成在主板的PCH芯片組內(nèi)）。因此，內(nèi)存的工資都是主板發(fā)，它當(dāng)然是聽命于主板，而實(shí)測證明，CPU的內(nèi)存控制器不會(huì)把內(nèi)存頻率控制住，它并沒有權(quán)利克扣內(nèi)存的工資。

注：我們常說的內(nèi)存頻率，通常是指內(nèi)存的等效頻率，如DDR4-3200，其等效頻率是3200MHz，但內(nèi)存等效頻率并不是內(nèi)存核心頻率和工作頻率，此非本文內(nèi)容，且略過。