什么是与计算机相关的内存和速度？

介绍

术语"内存"和"速度"是两个与计算机相关的单词，它们可能会混淆，因为这两个术语都可以正确地指出不同形式的"内存"和"速度"。为了更好地理解这些术语，它有助于考虑任何计算机系统的三个基本组件：

• 处理器
• 记忆
• 磁盘

处理器使用其（挥发性）内存和（非挥发性）磁盘空间来完成其工作。而且，如果没有与Internet的连接的连接，计算机不会很有趣，我们也可以在此列表中添加"网络"（带有更多括号的细节）：

• 处理器（中央处理器/GPU)
• 记忆 （内存/DIMM)
• 磁盘（HDD/SSD/USB)
• 网络 （以太网/无线上网)

实际上，对于Windows，您可以按CTRL + Shift + ESC，以查看这些核心组件正在行动。例如：

简而言之，CPU策划了其他组件，并对以下事实负责：

• 54％的记忆正在使用。
• 3％的磁盘正在使用。
• 目前正在使用0％的网络。
• 4％的GPU正在使用。

接下来将讨论这些核心组件中的每一个。

中央处理器

CPU（中央处理单元）是计算机系统的"工作马"。这样的处理器可以包含多个内核。例如，使用Windows Resource Monitor（Win + R，Resmon，OK），我们看到该特定处理器由四个内核（0至3）组成：

此外，CPU可以利用GPU的处理能力，特别是用于图形处理，视频编辑和机器学习任务。测量CPU的关键度量是时钟速度，通常是GHz。以1 Hz运行的CPU通常可以每秒处理一项指令。您可以将"指令"视为一个相对简单的计算，例如增加两个数字。以2.9 GHz运行的CPU可以每秒处理约29亿个说明，这是令人难以置信的。例如，您的平均书籍包含约400页，并且每页包含约3000个字符，因此典型的书包含约120万字符。如果CPU可以通过指令处理一个字符，那么2.9 GHz CPU每秒可以处理大约2416本书（价值755磅的物理书籍）。

记忆

内存或RAM（随机访问存储器）是CPU存储其各种计算结果（以及其他数据）的位置。这种内存的形式本质上是挥发性的，这意味着当计算机正确关闭时，所有数据都会因设计而丢失。内存的关键指标是它的数量，通常以GB测量。1 GB等于1024^3字节或约10.7亿字节（请参见下面的转换因子部分）。由于一个字节包含8位（0或1），因此1 GB的内存可能包含超过85亿位。8位可以代表2^8 = 256个字符，足以容纳您的典型书籍。因此，1 GB至少可以存储（每本书120亿个字符） /（120万字符）= 892个平均规模的书籍。

请注意，记忆速度也是一个重要的考虑因素，通常以MHz（数百万个周期）测量。对于Windows，按CTRL + SHIFT + ESC将启动任务管理器，在这种情况下，该任务速度为1200 MHz：

通常，测量记忆速度的一种更准确的方法是通过传输速率和带宽：

• 传输速率是实际交付的速度，而不是时钟频率（时钟速度）。转移速率通常以MT/S（每秒数百万转移）为基础。
• 内存带宽是可以通过CPU从内存中读取并存储数据的速率。内存带宽通常以GB/S（每秒千兆字节）进行测量。

通常，内存越快，处理器可以访问上述内存的速度越快。但是，实际的内存数据传输率通常由系统的CPU和 母板 配置。

磁盘

计算机系统的磁盘驱动器或驱动器是该系统"永久"存储数据的非易失性空间。与RAM不同，当计算机系统正确关闭时，此数据并没有（按设计）丢失。与RAM相比，这种内存形式相对较慢。也就是说，固态驱动器（SSD）的速度明显快于传统硬盘驱动器（HDD）。

像内存一样，磁盘空间的关键指标是其中有多少，通常以GB或TB（1 TB = 1024 GB）进行测量。从以上，我们知道1 GB可以包含约892本书。因此，1 TB可以包含1024·892 = 913,408平均大小的书籍，使用每个字符8位。如果我们想包括艺术品，图像和其他常见的书籍，我们可以使用平均Kindle电子书约为2.6 MB的事实，因此1 TB可以容纳：

(1 book / 2.6 MB) · (1024 MB / 1 GB) · (1024 GB / 1 TB) = 403,298 books

如果我们认为阅读一本书需要一天，那么1 TB的磁盘空间可以提供约1104年的连续娱乐。请注意，上面使用的乘法"链"在下面的"转换因子"部分中解释。

与内存一样，磁盘速度也是一个重要因素。SSD的速度比大型文件传输的HDD快约50倍，而小文件（4 kb）转移的速度约为200倍（这可以在很大的差异 操作系统 速度和启动时间）。

网络

网络的主要度量是速度，通常以KBPS或MBPS测量。实际上，要快速测试您当前的网络速度，您可以使用Google的 测试您的互联网速度，其中一个示例如下：

从上方，我们看到下载速度约为772 Mbps或每秒的兆位。也就是说，平均每秒转移（下载）7.72亿位。请注意，SI前缀M指示100万（而不是1024^3≈107万，就像内存/磁盘一样）。如上所述，通常具有不对称下载和上传速度。这是因为与上传速度相比，很大一部分人对快速下载速度（视频流，互联网广播等）更感兴趣（发送电子邮件，发布社交媒体图像等）

请注意，跨给定路径的最大数据传输速率称为 带宽 并以Mbps测量。以上测试正在尝试测量网络的带宽。

您可能已经注意到，速度测试报告了20毫秒（毫秒）的延迟。延迟衡量您收到服务器响应的速度。响应时间较低对于实时应用程序（例如视频通话和在线游戏）很重要。

下面的转换因子部分提供了一个示例，说明如何计算以772 Mbps下载2.6 MB电子书所需的时间。

GPU

GPU或图形处理单元（通常是图形卡的一部分）主要用于图形渲染，但CPU可以利用GPU处理其某些处理，尤其是围绕图形处理，视频编辑和机器学习。GPU非常适合矩阵/向量操作， 并行处理。对于这种情况，您可以将GPU视为CPU的副词子组件。

GPU速度通常以MHz（每秒数百万个处理周期）进行测量，但与CPU不同，其他指标（例如帧速率和像素填充速率）适用。

转换因子

我们有时需要从一个单元转换为另一个单元。例如，用TB（TB）（TB）（TB）2250 MB（Megabytes）是什么？我们可以通过转换因子可靠地计算此类数量。

回忆起代数 ÿ · (X / ÿ) = X 和 X · (ÿ / X) = ÿ。在第一种情况下，领导 ÿ 取消 ÿ 在分母中。同样，在第二种情况下，领导 X 取消 X 在分母中。相同的代数操作可以应用于单位。例如，如果我们想将1 cm转换为mm，我们可以将" CM"和" MM"视为代数数量，如下：

1 cm · (10 mm / 1 cm) = 1 · (10 mm / 1) = 1 · 10 mm = 10 mm

也就是说，领先的CM取消了分母中的CM，留下10毫米。相似地，

17.6 cm · (10 mm / 1 cm) = 17.6 · (10 mm / 1) = 17.6 · 10 mm = 176 mm

数量（10 mm / 1 cm）被称为转换因子，您可以根据需要"翻转"。例如：

176 mm · (1 cm / 10 mm) = 176 · (1 cm / 10) = 17.6 cm

创建转换因子所需的一切都是已知的平等。例如，如果1公顷= 2.47105英亩，则可以将3.5公顷的英亩转换为：如下：

3.5 hectares · (2.47105 acres / 1 hectare) = 3.5 · 2.47105 acres ≈ 8.649 acres

同样，我们可以通过翻转转换因子来将6.649英亩的土地转换回公顷，如图所示：

8.649 acres · (1 hectare / 2.47105 acres) ≈ 3.5 hectares

考虑到这一点，以下列表可能与内存和磁盘容量转换有关：

8 bits     = 1 byte
1024 bytes = 1 KB
1024 KB    = 1 MB
1024 MB    = 1 GB
1024 GB    = 1 TB
1024 TB    = 1 PB

使用上面的列表，我们可以回答原始问题，如下所示：

2250 MB · (1 GB / 1024 MB) ≈ 2.1973 GB
2.1973 GB · (1 TB / 1024 GB) ≈ 0.0021 TB

您还可以一起"链"转换因子，以一次倒下（唯一的左站立单位是我们想要的单位）进行相同的计算：

2250 MB · (1 GB / 1024 MB) · (1 TB / 1024 GB) ≈ 0.0021 TB

快速的网络搜索通常表明1 GB = 10亿字节，但这是不正确的，如图所示：

1 GB · (1024 MB / 1 GB) · (1024 KB / 1 MB) · (1024 bytes / 1 KB) = 1,073,741,824 bytes ≅ 1.07 billion bytes ≈ 1 billion bytes

作为最后的例子，说我们想估计下载772 Mbps网络的2.6 MB电子书需要多长时间：

2.6 MB · (1024 KB / 1 MB) · (1024 bytes / KB) · (8 bits / 1 byte) = 21,810,381 bits
772 Mbps = 772 Mbit / 1 s
(772 Mbit / 1 s) · (1000 Kbit / Mbit) · (1000 bits / Kbit) = 722,000,000 bits / 1 s
21,810,381 bits · (1 s / 722,000,000 bits) ≈ 0.028 s
0.028 s · (1000 ms / 1 s) ≈ 28 ms

大约需要400毫秒（毫秒）才能眨眼。在那个时候，您可以使用772 Mbps网络下载大约14本Kindle电子书。

结论

考虑到计算机系统的"内存"和"速度"的合理方法是系统的核心组件：

• 处理器
  • 关键指标是CPU时钟速度，通常以GHz测量。
  • 3.2 GHz处理器每秒执行32亿个说明（假设每执行一项指令）。
  • CPU可以利用GPU进行图形处理，视频编辑和机器学习等内容。
• 记忆
  • 这是CPU用于其任务的主要内存。
  • 关键指标是内存大小，通常以GB（1 GB = 1024^3字节）测量
  • 这种类型的内存是通过设计波动的，当计算机正确关闭时，数据会丢失。
• 磁盘
  • 关键度量是磁盘尺寸（或空间），通常以GB或TB测量。
  • 这种类型的内存是非设计的，当计算机正确关闭时，数据通常不会丢失。
• 网络。
  • 关键指标是网络速度（数据传输速率），通常以GBPS（每秒千兆位）进行测量。
  • 通常，网络的速度越快，上传（数据输出）和下载速度越快。

转换因子是一种从一个单元转换为另一个单元的方便方法，包括内存和速度的计算机系统单位。