新思科技科普類(lèi)短視頻欄目《了不起的芯片》全新上線(xiàn)！新思科技一直致力于打造“人人都能懂”的行業(yè)科普視頻，傳播更多芯片相關(guān)小知識(shí)，解答各類(lèi)科技小問(wèn)題。每周3分鐘，多一些“芯”知識(shí)。

這一期，我們聊一聊網(wǎng)速、寬帶、帶寬都是什么。

▲點(diǎn)擊觀(guān)看視頻：網(wǎng)速、寬帶、帶寬三者之間的關(guān)系是什么？

“歪~ 師傅，我要安個(gè)網(wǎng)。”

──“網(wǎng)”指需要裝寬帶。

“好，你要多少兆的？”

──“兆”是問(wèn)帶寬多大。

“百兆帶寬就行。”

“好的，10M/s的下載速度夠用了。”

──“速度”指實(shí)際網(wǎng)速。

這樣的對(duì)話(huà)大家都經(jīng)歷過(guò)，而這短短的四句也已經(jīng)覆蓋完了大家對(duì)寬帶、帶寬和網(wǎng)速的認(rèn)知。這三個(gè)詞大家都不陌生，但如果要進(jìn)一步解釋分別是什么，估計(jì)會(huì)因一知半解而答不上來(lái)。

我們可以這樣理解，以現(xiàn)實(shí)中的交通場(chǎng)景作比喻的話(huà)，道路上往返車(chē)輛川流不息，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息同樣進(jìn)行著雙向傳輸（上行與下行）。帶寬好比車(chē)道的寬度，網(wǎng)速則對(duì)應(yīng)車(chē)流的速度。通常而言，車(chē)道越寬（帶寬越大），通過(guò)的車(chē)流速度（網(wǎng)速）就越快，但也受到紅綠燈（延遲）、進(jìn)出口數(shù)（服務(wù)器負(fù)載能力）等的影響。

關(guān)于網(wǎng)速：

路上車(chē)輛行駛的速度稱(chēng)為車(chē)速，網(wǎng)速自然也一樣，是衡量電腦或手機(jī)上網(wǎng)時(shí)，數(shù)據(jù)量傳輸速度的單位。車(chē)速一般用km/h表示，代表一輛車(chē)每小時(shí)行駛多少公里，而網(wǎng)速則代表每秒傳輸多少量的數(shù)據(jù)。

由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通常以"字節(jié)" (Byte，B) 為基本單位，因此網(wǎng)速一般用B/s來(lái)表示，采用1024進(jìn)制，常用單位有KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）、GB（吉字節(jié)）、TB（太字節(jié)），和你熟悉的那些“幾個(gè)T”的硬盤(pán)容量單位是一致的。（1TB=1024GB，1GB=1024MB，1MB=1024KB，1KB=1024B）

關(guān)于帶寬：

對(duì)網(wǎng)速有了初步認(rèn)知后，帶寬比較常見(jiàn)的含義就自然能理解了，即單位時(shí)間內(nèi)，某個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以承載傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)。再形象一點(diǎn)就是路有多寬──把網(wǎng)絡(luò)看作城市道路，可能有雙車(chē)道小路，也有四車(chē)道主線(xiàn)，甚至八車(chē)道大道，不同路線(xiàn)的車(chē)道數(shù)就被稱(chēng)為帶寬。

因此，帶寬限定了單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量，而網(wǎng)速只是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸快慢狀態(tài)的描述。帶寬越大能支持越快的網(wǎng)速，而網(wǎng)速本身還受很多其他因素的影響，就像我們?cè)诩彝婢W(wǎng)游時(shí)，即便你家的Wi-Fi帶寬很大，但如果晚上高峰期同一棟樓用網(wǎng)人數(shù)過(guò)多或網(wǎng)絡(luò)延遲過(guò)高，網(wǎng)速也不會(huì)很快，游戲依然會(huì)遇到畫(huà)面卡幀等。

值得注意的是，通信行業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多以“字節(jié)”（byte）為單位，而數(shù)據(jù)傳輸則大多以“位”（bit，又名“比特”）為單位計(jì)量，帶寬便通常用bps（bit per second的縮寫(xiě)，位/秒）表述。bit也是儲(chǔ)存信息的最小單位，只能儲(chǔ)存0或者1，以二進(jìn)制計(jì)算，與字節(jié)的換算率為1B（byte，字節(jié)）= 8 bit。

這下你知道運(yùn)營(yíng)商約定俗成說(shuō)的安裝百兆（100Mbps）寬帶，實(shí)際上下載東西的網(wǎng)速需要進(jìn)行bit與Byte的換算，即理論上能夠達(dá)到的最高網(wǎng)速只有100/8=12.5MB/s是為啥了吧？

清楚網(wǎng)絡(luò)帶寬的含義之后，不妨來(lái)更全面認(rèn)識(shí)下“帶寬”。事實(shí)上，作為通信學(xué)概念，帶寬（bandwidth）其本意是指?jìng)鬏?a target="_blank">信號(hào)時(shí)所占有的頻譜寬度。由傳輸信號(hào)的最高頻率和最低頻率決定，兩者之差就是帶寬值，因此又被稱(chēng)為信號(hào)帶寬或載頻帶寬，單位計(jì)量與頻率的單位一致，為赫茲（Hz）。

是否想具體理解下這個(gè)概念？

A. 不想。【請(qǐng)直接跳轉(zhuǎn)至“寬帶”部分】

B. 想。【那可太好了！特別準(zhǔn)備了下面這部分內(nèi)容】

首先與有線(xiàn)通信不同（家里的光纖入戶(hù)、撥號(hào)上網(wǎng)就是典型的有線(xiàn)通信），無(wú)線(xiàn)或移動(dòng)通信是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行信息的傳輸。手機(jī)的使用、Wi-Fi的連接，看不見(jiàn)摸不著的無(wú)線(xiàn)電為人們帶來(lái)諸多便利。其原理就像你朝平靜的湖面扔一塊石頭，水波會(huì)傳到很遠(yuǎn)的地方，如果這些水波可以記錄信息的話(huà)，那么隨著波紋的散去，信息也可以隨之傳播去遠(yuǎn)方。無(wú)線(xiàn)電波可以在自由空間（例如空氣和真空）中傳播，只要我們通過(guò)在特定頻率的無(wú)線(xiàn)電波上加載信息，那么就可以達(dá)到傳遞信息的目的。

而無(wú)線(xiàn)電波具有不同的頻率，每一塊頻率范圍可劃分成一個(gè)頻段，稱(chēng)為一個(gè)頻譜。頻譜扮演著非常關(guān)鍵的角色，但如果不加任何限制的話(huà)，誰(shuí)都可以在上面加載信息進(jìn)行傳輸。你是不是想問(wèn)，那大家隨意傳輸、互相干擾又怎么辦呢？

沒(méi)錯(cuò)，正因?yàn)轭l譜也是國(guó)家重要的戰(zhàn)略性資源。2007年我國(guó)頒布的《中華人民共和國(guó)物權(quán)法》第五章第五十條就規(guī)定了“無(wú)線(xiàn)電頻譜資源屬于國(guó)家所有”。

如果我們也將無(wú)線(xiàn)通信的信息傳輸比作在四車(chē)道的高速公路上行駛，不同領(lǐng)域應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)電通信由政府分配的傳輸頻段不同，例如調(diào)頻廣播的87～108MHz與三大運(yùn)營(yíng)商位于1800MHz~2700MHz之間的4G通信主力頻段，就好比二者在不同的車(chē)道上行駛，各自的車(chē)道寬度便相當(dāng)于信號(hào)帶寬。

關(guān)于寬帶：

顧名思義，寬帶與窄帶相對(duì)。既是對(duì)帶寬大小的形容，同時(shí)也是滿(mǎn)足一定帶寬數(shù)值，接入到廣域網(wǎng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，即各大通信運(yùn)營(yíng)商提供的家用上網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)。

從1G到5G，從64kbps到千兆寬帶，盡興痛快的組團(tuán)開(kāi)黑、只爭(zhēng)一秒的直播搶貨、酣暢淋漓的摸魚(yú)追劇、便利高效的居家辦公……無(wú)論是有線(xiàn)通信還是無(wú)線(xiàn)通信，現(xiàn)代生活都越來(lái)越依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)。四十年來(lái)的通信技術(shù)發(fā)展也可以說(shuō)是非常任性了，推動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增加，持續(xù)刷新網(wǎng)速的上限，芯片也在其中發(fā)揮了巨大的作用。

例如在光纖通信中，光電芯片負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)和光信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換，是光通信技術(shù)產(chǎn)品的核心。據(jù)最新報(bào)道，利用光電芯片與激光器等構(gòu)成的系統(tǒng)組件，科學(xué)家們已經(jīng)在約8公里長(zhǎng)的光纖上成功實(shí)現(xiàn)了1.84Pbit/s的傳輸速率，這相當(dāng)于每秒可以傳輸約236個(gè)1TB硬盤(pán)的數(shù)據(jù)，Phys.org指出這相當(dāng)于目前全球互聯(lián)網(wǎng)每秒總流量的2倍！

光是針對(duì)光電芯片，芯片自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具EDA對(duì)于半導(dǎo)體材料電特性分析和光電轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理這兩部分，就起到了輔助設(shè)計(jì)和模擬分析的作用。新思科技作為全球排名第一的EDA和領(lǐng)先的IP提供商，持續(xù)用科技創(chuàng)新來(lái)通過(guò)先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)工具持續(xù)賦能數(shù)字科技方方面面的突破和迭代。