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)存控制器會限制內(nèi)存頻率嗎？可能就不是所有人都能答上來了，對于沒有任何基礎的初學者，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系，去探索這個問題：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，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，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)存在單位時間內(nèi)讀取/存儲數(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
仔細的讀者對照圖二，發(fā)現(xiàn)不對了，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?！巴祽小保?GB=1000MB，實際1GB=1024MB，準確的是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，會發(fā)現(xiàn)Intel也在“偷懶”。
現(xiàn)在回到這個問題：由于內(nèi)存控制器在CPU內(nèi)部，看起來內(nèi)存的運行速度是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（對應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里面將會有DDR4-2666的選項
圖四
從圖三和圖四看確實有些迷惑性，B360主板支持DDR4-2666，內(nèi)存也是2666MHZ的，但只能當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。最大內(nèi)存帶寬僅僅是一個標準，只保證在這個范圍內(nèi)是安全穩(wěn)定的。超過這個標準當然也是可以的，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，哪個公司都怕，訂了標準就分清了責任。
圖三和圖四，B360主板的BIOS識別到處理器型號后，會遵循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，如果換用i5-8400/i7-8700等型號，主板將會允許內(nèi)存的最高頻率為DDR4-2666，其實質(zhì)還是主板說了算。
在H310/B360平臺上，
當內(nèi)存頻率超過CPU的內(nèi)存控制器標準的，都將會降頻（如：i3-8100+B360+DDR4-2666，都會降頻到2400使用）。
反之，當內(nèi)存頻率低于CPU內(nèi)存控制器標準的，則有機會超頻（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），那么就會出現(xiàn)下面的情況：
內(nèi)存控制器對內(nèi)存說：“你去把廚房里的碗洗了！”
內(nèi)存說：“以前B360任公司總裁的時候，我實際也不歸你管，只不過你狐假虎威，頤指氣使，我忍了，昨天B360已經(jīng)被董事會開除了，我直接聽命于新任總裁Z370，你還是自己去洗吧！”
此時，即使CPU內(nèi)存控制器規(guī)格小于內(nèi)存頻率，也不會有瓶頸。（注：追求性價比的用戶，非高端配置，不能為了超內(nèi)存頻率，去選擇昂貴的Z370主板）
實測驗證：
圖五
測試解讀：
1、內(nèi)存帶寬有理論值和實際值之分，實際帶寬會小于理論帶寬。DDR4-2400雙通理論帶寬為37.5GB/s，實際讀寫為32810/1024=32GB/s，35052/1024=34GB/s，達到了理論值的85-90%。
2、隨著內(nèi)存頻率的提升，讀寫速度都隨之提升，很快，在達到DDR4-2933的時候，讀寫均超過了i3-8100規(guī)定37.5GB/s，之后一路上升，完全無視安全標準。這說明，選購高頻內(nèi)存，無需擔心內(nèi)存控制器會導致瓶頸。
3、在超頻4000MHZ的時候，將標準電壓提升到了1.4V，為了達到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，電壓值會變成紅色，內(nèi)存損壞的風險大大增加。
圖六
超頻到DDR4-4133后，內(nèi)存的讀、寫和復制性能都遠遠超出了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將自動幫你調(diào)試CPU SA/IO電壓，并且?guī)湍阕詣舆m配內(nèi)存時序。（圖六下面的紅框中，可以看到內(nèi)存時序增大了）
CPU英雄氣短，對內(nèi)存實際帶寬影響甚微
CPU不服氣了，什么，我的話誰敢不聽？實際上，也不能說和CPU完全無關，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)存的實際帶寬將受到嚴重局限（但并不影響理論值）。
實測驗證：
圖七
測試解讀：
將i3-8100關閉兩個核心，模擬成高頻賽揚，內(nèi)存實際帶寬也不會明顯下降，而目前處理器的最低檔次就是賽揚雙核。只有降低到單核的時候，CPU成為嚴重瓶頸，內(nèi)存讀取速度像斷線的風箏一般掉下來，可見，假設CPU不高興要怠工，導致嚴重的瓶頸，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鐘發(fā)生器。如果CPU是大腦，時鐘發(fā)生器則相當于心臟，它產(chǎn)生的數(shù)字脈沖信號震蕩才讓電腦“活”了起來，CPU、內(nèi)存、總線的頻率都來至于時鐘發(fā)生器。部分型號的CPU內(nèi)置了時鐘發(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)，它當然是聽命于主板，而實測證明，CPU的內(nèi)存控制器不會把內(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。
