内存频率是怎么算出来的？2133MHz这么奇怪的数字是怎么来...

内存频率是怎么算出来的？2133MHz这么奇怪的数字是怎么来的？ 原创 老狼zhihu 2019-06-15 17:33:14


内存的频率十分奇怪，有的是100的倍数，还有些xx33啊，xx66什么的。排列也是十分的清奇：


我们仔细观察这些可选的频率分布，会发现它们的间隔时松时紧，十分的怪异。
内存频率的这些数字是怎么来的呢？我们来一起抽丝剥茧，来上溯到这一切的源头，位于主板上的一颗小小的晶振。
晶振和BCLK主板上有好几个晶振，其中最重要的就是XTAL：


它提供了基准的24MHz频率。它接入南桥PCH的嵌入式时钟控制器ICC（Integrated Clock Control），经过其中的PLL和差分器，输出100MHz的时钟信号CLKOUT_CPUBCLK_PIN：

大黑框里面就是ICC

这个CLKOUT_CPUBCLK_PIN就是大名鼎鼎的BCLK：


注意我选择的是不支持超频的Standard Profile，如果是想要超频，需要BIOS选择Overclock profile：


BIOS可以通过调节BCLK PLL来调整输出给CPU的BCLK，可以以1MHz的步进进行调节。这些资料来源于PCH Z270的芯片手册(datasheet）[1]
BCLK也叫做基频（Base Clock，BCLK），它像雪山上留下的第一股泉水，从南桥流出，汇入CPU，从此不断分叉，滋养了其中大多数IP，如内核、核显，也包括今天的主角内存控制器：


它是基准频率，其他的频率都是在它的基础上变换出来的：


CPU中的各个器件并不是工作在100MHz上，各个IP有自己的倍频（Multiplier），来为自己服务。例如CPU内核的频率就是这样计算的：
CPU主频 = 基频BCLK × 倍频
举个例子，标称3.5GHz的CPU，它的基频是100MHz，内核的倍频是35，算下来就是
100 × 35 = 3500MHz=3.5GHz
十分简单，是不是？
慢着，既然内存控制器的频率来源于BCLK，那为什么还有2133这些奇怪的频率呢？
内存频率的Radio部分源于PC漫长的历史中，内存频率来源于CPU频率，100MHz和133MHz这两个频率被DRAM保留且被发扬广大。从此频率基本都以它们起跳。所以内存频率有两种基频：100MHz模式和133MHz模式。为了得到它们，就需要一个叫做：BCLK到内存频率转化率Radio的东西。BIOS负责设置它。一般这个选项是自动设置的，用户不需要关心，如果需要手动确定频率，则需要填这个值。它在不同厂商BIOS里面的名字各不相同，但意思是一样的，我们来看两种：

这个叫做CPU bus speed : DRAM speed，通俗易懂

各个名字比较接近Spec，估计是BIOS工程师命名的（逃

一般这个Radio可以选择两种：
100 : 100
100 : 133
也就是DRAM基频和BCLK一致，或者给换成133MHz。
好了，有了这两个基频，内存的最终频率和CPU一样，也是：
内存频率 = 内存基频 × 倍频
几道计算题好了，基本知识讲解到这里结束，我们现在测验！哈哈，同学们别怕，我会和你一起做题的，包会哈。
Q：1400MHz怎么来的？
A：1400MHz = 100基频 x 14倍频 = 1400。很好，很完美。
Q：1333MHz怎么来的？
A：1333MHz = 133基频 x 10倍频 = 1330！似乎哪里不对啊，是不是有误差还是可以四舍五入啥的呢？
Q：2133MHz怎么来的？
A：2133MHz = 133基频 x 16倍频 = 2128？！更不对了，误差好大啊？哪里出了问题呢？
其实这个133MHz是个近似值，真实的值是133.3333333333....MHz，我们保留小数点后4位，重新计算一下后两题，结果四舍五入到整数部分。
Q：1333MHz怎么来的？
A：1333MHz = 133.3333基频 x 10倍频 = 1333
Q：2133MHz怎么来的？
A：2133MHz = 133.3333基频 x 16倍频 = 2133
很有趣，不是吗？还有更有趣的，看下面这个计算：
Q：2400MHz怎么来的？
A：2400MHz = 100基频 x 24倍频 = 2400。
有什么特殊的呢？其实还有另外
一个解：
A：2400MHz = 133.3333基频 x 18倍频 = 2400！
后记青藏高原唐古拉山上的雪水，顺着山脊潺潺流下，弯弯曲曲而清澈见底。我曾经走在它的旁边，希望能够随着它一起向东，再向东，看看它在哪里得到了力量，变成浩瀚庄伟的长江。
在工作时间，看到时钟图，总线图，我总是有似曾相识的感觉。在那么多枝杈的图景中，一股神奇的力量也在酝酿，让几颗不起眼的晶振，驱动起如此复杂的系统，怎能说不是奇妙的事情？

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城市的喧嚣里，也有宁静的天空。