RAM带宽计算及分析
RAM（随机存取存储器）的出口带宽（Output Bandwidth）是指单位时间内从RAM接口可读出的最大数据量，其核心计算公式为：
出口带宽（GB/s） = 接口位宽（位） × 有效时钟频率（GHz） × 传输效率因子
或等价形式：
带宽 =（位宽 × 频率 × 效率）/ 8 × 10⁹（单位：GB/s）
一、核心参数详解
1. 接口位宽（Data Bus Width）
指RAM芯片与外部（如CPU/FPGA）连接的数据线数量（单位：位）
常见值：
DDR4 SDRAM：64位
LPDDR5：32/64位
FPGA片上BRAM：通常为16/32/64位（可配置）
2. 有效时钟频率（Effective Clock Frequency）
DDR型RAM（双倍数据速率）：
实际传输速率 = 物理时钟频率 × 2
（例：DDR4-3200的物理时钟为1600MHz，有效频率为3200MT/s）
SDR型RAM（单倍数据速率）：
实际传输速率 = 物理时钟频率
3. 传输效率因子（Efficiency Factor）
实际带宽受多种因素影响，需乘以效率系数（通常 0.6~0.95）：
协议开销：命令/地址占用总线时间
刷新开销：DRAM需周期性刷新（约损失5~10%带宽）
Bank冲突：访问同一Bank需预充电等待
突发长度（Burst Length）：连续传输数据块的大小（BL=8为典型值）
二、不同RAM类型计算示例
案例1：DDR4-3200 内存条（标准台式机）
位宽：64位
物理时钟：1600 MHz
有效频率：3200 MT/s（因DDR双沿触发）
效率因子：取0.85（含刷新和协议开销）
计算：
带宽 = 64位 × 3200 × 10⁶ × 0.85 / (8 × 10⁹) = 64 × 3.2 × 0.85 / 8≈ 21.76 GB/s
案例2：FPGA片上BRAM（Xilinx UltraRAM）
位宽：72位（64位数据+8位ECC）
时钟频率：500 MHz（SDR单沿传输）
效率因子：1.0（无刷新开销，随机访问延迟可隐藏）
计算：
带宽 = 72位 × 500 × 10⁶ / (8 × 10⁹)= 72 × 0.5 / 8= 4.5 GB/s
案例3：LPDDR5-6400（移动设备）
位宽：32位（单通道）
有效频率：6400 MT/s（DDR双沿 + 预取技术）
效率因子：0.75（多Bank切换优化）
计算：
带宽 = 32位 × 6400 × 10⁶ × 0.75 / (8 × 10⁹)= 32 × 6.4 × 0.75 / 8= 19.2 GB/s