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电脑主机主要硬件组成详解:主板、CPU、内存、硬盘等Intel平台介绍

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发表于 2024-12-28 01:24:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
    概述

    本文将为您大致介绍一下计算机主机的主要硬件组成部分。本次介绍主要针对Intel平台。提到的大多数硬件都是近年来常见的。对于AMD平台,古董机或者稀有机,我对硬件了解不多,所以暂不介绍。内容并不是很硬核,更多只是个人在机器学习之路上的一些经验和感悟。

    电脑主机的组成

    现在主流的电脑主机大致分为以下几个部分:主板、CPU、内存、硬盘、显卡、电源、CPU散热器、机箱风扇、机箱;下面对这些硬件进行一一介绍。

    1、主板

    电脑主板

    主板是承载CPU、内存、硬盘、显卡等硬件的电路板,是主机的重要组成部分;

    主板尺寸

    主板根据尺寸常见可分为ATX(305mm*244mm)、M-ATX和ITX(17mm*17mm)。其他形状,例如服务器大板WTX,这里不再讨论。

    芯片组

    主板上使用的芯片组决定了主板可以使用什么类型的CPU以及具有什么功能;例如,Intel H610芯片组支持全系列第12代Inter CPU,并支持高清音频技术。 、快速存储技术等;

    同代芯片组性能按照起始字母排序:H < B < Z

    同样,芯片组也分为入门级、高端、旗舰版等不同规格;这一点从芯片组开头的名字就可以看出来,比如H610、B660、Z690。 H610是入门级芯片组,B660是中端芯片组,Z690是高端芯片组。

    不同级别的芯片组有不同的性能、功耗、扩展和支持技术。与早期的4代、5代一样,大多数H卡芯片组不支持OC超频,对CPU的支持也有限。它们更多地用于和等入门级CPU; Z开头的则兼容同代全系列CPU,支持CPU超频或内存超频(需要CPU支持)。

    不同代次和不同制造商对于入门级到旗舰级芯片组具有不同的功能。例如,第12代芯片组H610支持全系列CPU;详细信息取决于每个制造商的产品描述。

    主板型号

    不同厂家对主板型号的命名方法相似:

    厂商命名+【产品线】+芯片组-主板尺寸产品后缀码

    如:华硕 ROG STIRX B660-I WIFI

    华硕 ROG STIRX B660-I WIFI

    制造商为华硕,产品线为ROG STIRX,芯片组为B660,尺寸为I(mini-itx),后缀为WIFI;

    每个制造商都有不同的后缀定义。比如这里的WIFI就是指这是一款适合游戏并且集成了WIFI的电竞主板。另外,ITX尺寸主板的代号不一定是I,有些情况下可能是M;但有些厂家的尺寸代号M可能是指ITX。

    主板插槽

    输入输出接口

    输入输出接口

    位于主板侧面,通常有多个不同规格的视频输出接口、用于数据传输的USB2.0和USB3.0接口、用于网络的网口、音频输入输出接口,无论时代如何进步,至少会有预留PS/2键盘鼠标接口

    ps/2接口创建于20世纪80年代,但无论时代如何进步,即使是高端台式机主板也会有这个接口,即使很少有人使用。那么,为什么还要保留PS/2接口呢?

    2.CPU(英特尔)

    CPU,又称中央处理单元,是计算机的核心部分,决定主机的性能。我这里介绍的只是以Intel CPU为例。

    中央处理器

    CPU参数

    对于CPU来说,我们需要关注核心数、缓存、主频、最大睿频、光刻工艺、支持的内存规格、功耗等几个参数。

    参数字段说明示例

    核心线程

    一个CPU由多个核心组成,每个核心都支持线程

    常见的如:4核8线程

    缓存

    它用于临时存储指令。容量越大越好。英特尔称之为二级缓存。单位是M。

    主频

    CPU的工作频率。中高端CPU有基频和睿频之分。

    最大睿频频率

    CPU的最高频率。睿频和超频是两个不同的东西。一些低端CPU不支持睿频。

    光刻工艺

    这是几纳米的光刻工艺。该值越小越好。

    12代CPU为10nm光刻

    内存规格

    CPU支持的内存类型和内存,以及最大内存带宽

    Core i5-最高支持DDR5 4800 Mhz内存,最大带宽76.8G/s

    功耗

    CPU的性能越高,功耗越高,发热量也越高。只要主频、核心数等参数相同,功耗越低越好。

    高功耗还意味着使用更高的电源和更好的冷却解决方案

    例如:核心15-12400,6核6线程,18M二级缓存,主频2.5GHz,睿频4.4GHz,10nm光刻工艺,支持最新DDR5 4800 MT/s或DDR4 3200 MT/s;功耗65W,睿频功耗117W。

    并不是说核心数越高越好,主频越高越好。这也是很多无良商家利用这些来忽悠新手的原因。例如,很多服务器CPU的核心数很多,有的高达32核64线程,但单核频率不够高,无法运行游戏。同样,频率越高越好。中高端CPU频率都有基础频率和最高睿频,而且基础频率往往不是很高;很多Core i3的入门级CPU主频非常高,但不支持睿频。

    英特尔CPU

    英特尔的CPU针对不同的用户、设备和场景。他们的CPU可以分为Atom、、、Core和Xeon。具体区别请看下表:

    Intel CPU加载(部分截图)

    每个家族又细分为很多系列,如奔腾、奔腾金、奔腾银;酷睿、酷睿 i3、酷睿 i5、酷睿 i7 等

    中央处理器命名

    Intel的CPU有明确的命名规则。从命名上可以看出CPU是哪个系列、第几代等。

    命名规则:Intel家族产品系列-代数+信号+后缀

    例如:酷睿i5-,是酷睿家族的i5系列产品,第12代CPU,型号400,后缀F表示无核显,需要搭配独立显卡使用。

    3.记忆棒

    记忆棒

    内存,用于暂时存储CPU中的计算数据以及与硬盘等外部存储器交换的数据。说白了,内存的大小决定了很多软件的运行能力。

    CPU决定了软件运行的速度。如果内存足够并且CPU较低,很多软件都可以运行,但速度很慢,直到超时。另一方面,如果CPU高而内存低,则可能导致软件崩溃、死机。

    记忆的质量主要取决于代数、容量、频率等记忆参数。对于专业人士来说,还取决于系统时钟、访问时间和垂直地址脉冲。当然,我不是很专业,所以这些都很简单(=.=)

    根据平台的不同,内存条可以分为笔记本内存条、台式机内存条和服务器内存条。不同平台的内存模块不能互换使用;例如,笔记本内存模块比台式机内存模块短;这里我们只介绍桌面内存模块。条;内存有不同的迭代,分为DDR2、DDR3、DDR4、DDR5等;现已更新至第5代;

    内存代数 常用评级 常用容量 最大带宽 备注

    DDR3

    ,, 1866 兆赫

    容量有2GB、4GB、8GB;

    14.9GB/秒

    三星发布16G单内存

    DDR4

    , , ,

    4GB、8GB、16GB、32GB

    25.6GB/秒

   


    第四代内存还分为DDR4、

    DDR5

    ,

    8GB、16GB、32GB

    32GB/秒

    单根理论最大内存128GB

    关于记忆的一些知识:

    一、ddr4和ddr5的区别

    2.DDR4,,

    3. 内存规格是Mhz还是MT/s?

    4.硬盘

    3.5英寸机械硬盘

    大家对于硬盘都非常熟悉。他们经常抱怨的是硬盘容量不足;它用于存储系统文件和用户数据。比如早期人们习惯把一些短片放在F盘上……

    根据存储介质的不同,硬盘可以分为机械硬盘、emmc硬盘、固态硬盘。根据尺寸不同还可分为3.5英寸硬盘、2.5英寸硬盘、mSata硬盘、m.2硬盘。

    m.2硬盘根据长度不同分为2240、2260、2280;其中22mm宽22个,40、60、80宽; 2240应该是最小的硬盘(除eemc),尺寸为22mm*40mm

    机械硬盘

    机械硬盘

    机械硬盘类似于 DVD。有一个高速旋转的磁盘,由磁头读取和写入数据。机械硬盘的读写速度比较慢,最高读取速度一般为150M/s。然而,它比固态便宜并且容量巨大。常用的数据存储机械硬盘容量可达10Tb。

    机械硬盘常见的尺寸有3.5英寸和2.5英寸;另一个指标是转速,常见的有5400转/分和7200转/分。旋转速度越快,读写速度越快。

    3.5英寸和2.5英寸硬盘对比

    最新的PCI-E 4.0协议SSD的读取速度将达到6GB/s,相差近40倍。

    emmc固态

    图片.png

    它常用于手机和平板设备。直接焊接在主板上,读写速度比机械硬盘稍好一些。优点是体积小,功耗极低,常用于手机中。缺点是不能替换或移植到其他设备上。

    emmc 5.1理论读取速度将达到600MB/s

    固态硬盘

    2.5英寸固态硬盘

    固态硬盘是现在主流的存储介质;根据接口方案不同可分为sata固态、mSata固态、M.2固态

    接口类型 接口规范 协议描述

    萨塔

    萨塔

    版本可分为sata2.5、sata3.0、3.0 最大读取600M/s

    SATA

    萨塔

    M.2

    不存在

    萨塔

    M.2

    NVME

    PCI-E

    主流的是PCI-E 3.0和PCI-E 4.0。 4.0读取速度高达6GB/s。

    固体颗粒

    硬盘颗粒可分为SLC、MLC、TLC、QLC。按读写速度、硬盘寿命、价格排序:

    SLC > MLC > TLC > QLC

    主流硬盘大多采用SLC缓存+TLC存储方案;也就是说,当我们写入文件时,数据会先写入缓存,然后再将缓存写入存储。这样保证了读写速度,也保证了硬盘的价格。

    SSD是一种反向升级产品,即十年前的SSD可能比现在的SSD更好。主要原因在于存储颗粒。为了让固态的价格更实惠,早期的SLC颗粒逐渐被更便宜的TLC或QLC颗粒所取代。

    5.显卡GPU

    独立显卡

    显卡也称为GPU,主要用于显示图像和渲染视频。如果主机没有显卡(CPU没有核显),就无法在显示器上输出图像。很多CPU都有核芯显卡,也叫核芯显卡。

    这里介绍的是独立显卡。与核芯显卡不同的是,独立显卡需要独立的主板。这款主板还具有内存(显存)、控制芯片(GPU)、I/O接口、独立散热和独立供电,性能远高于核芯显卡。 ,游戏玩家对显卡也会有更高的要求。

    早期的CPU没有显卡功能,主机需要使用独立的显卡。 AMD 是第一个将显卡(也称为 APU)集成到其 CPU 中的公司。这股买CPU送显卡的风潮,迫使Intel也将显卡集成到了自家的CPU中。

    关于显卡和CPU的科普

    显卡参数

    显卡的几个参数如下表所示。这里我们以影驰RTX 3090 Ti显卡为例。

    参数名称描述可能的值

    核心频率

    与CPU的主频类似,数值越高,性能越强。

    1560-

    生产流程

    与CPU的光刻工艺相同

    8纳米

    显存类型

    与内存类型一样,代号也由 DDR 指定。

    DDR6X

    内存频率

   


    与内存频率相同,但比内存更高

    显存容量

    与内存容量相同

    24GB

    输入输出接口

    与主板的I/O接口类似,但只有视频相关接口

    HDMI接口*1、接口*3

    最大功耗

    450W

    显卡芯片命名

    这里我只介绍显卡(主要是我对AMD不太了解)

    类似于Intel的CPU显卡系列+前缀(等级)+代码+等级+0+后缀

    我不太清楚N卡的命名规则和具体型号。都是别人网上整理的,不过每个人的排序不一样。

    4至10代显卡多为GTX系列或GT系列,如GT 710、GT 1030、GTX 770、GTX 1080等;而20代、30代显卡则多为RTX,如RTX 2060、RTX 3080等。

    关于 RTX 光线追踪

    RTX是新型高端显卡。除了处理性能与GTX的差异外,RTX还支持光线追踪。

    打开光线追踪比较

    显卡品牌与的关系

    这里一直存在一个误会。我们所说的显卡并非由  制造。  提供芯片并将其出售给显卡制造商。然后显卡制造商设计电路板,选择显存颗粒、散热等部件并组装起来投放市场。消费类显卡。比如华硕ROG RTX,显卡厂商是华硕,ROG是产品线,RTX是显卡芯片。

    6、电源

    主机电源

    电源用于给主机供电。电源非常简单。我们只需要了解两点:尺寸和功耗。

    电源尺寸

    电源有多种尺寸和规格。常见的从大到小可分为ATX、SFX、FLEX。

    1U电源

    功耗

    电源常见的功耗分为300W、350W、450W、500W、750W等,如果使用的CPU、显卡功耗较高,则必须选择功耗较高的电源。至于合适的功耗,有一个电源使用功耗计算工具,选择比计算结果功耗更高的电源。如果电量不够,可能会出现无法开机,或者突然断电重启等问题。

    电动工具计算器

    如果你对供电不在乎钱,可以选择功耗较高的;存在误区,认为选择太高的电源,会不会耗电多,会不会烧坏等;这种情况不会发生,高功耗只会是最高功耗,不会造成烧主板的问题;除非电源本身有问题。

    7.CPU散热器

    塔式散热器

    散热器是用来给CPU降温的,因为CPU在使用的时候会产生高温。如果不使用散热器,CPU核心温度很容易达到100度以上,然后蓝屏关机。如果CPU烧坏了怎么办?至于;散热不良会导致CPU温度过高。许多CPU会采用降频的方法来保护自己免受高温的影响。这时候电脑就会变得不太流畅;

    CPU散热可分为风冷散热和水冷散热。

    风冷

    顾名思义,它通过铜管、翅片等介质传导热量,然后通过风扇吹出空气将热量散发出去。按吹气方式可分为塔式冷却和下压式冷却。

    降压冷却

    下压冷却是指风向下吹(朝向主板)。采用这种散热方式,热量很容易积聚在机箱内,散热效果不如塔式。不过它结构紧凑,适合ITX这样的小型主机。

    散热器的指标比较简单。看铜管数量和风扇转速。铜管越多越好,风扇最快转速越快越好;

    散热器风扇旋转速度很快,确实能够有效散热。同时,它还存在噪音大的问题。因此,很多装机玩家都会购买独立的散热风扇来改装散热,让最快的速度既快又安静。

    水冷

    分体水冷

    水冷通过液体循环带走热量,并通过散热器和风扇冷却液体。这种冷却方式高效、稳定、安静。水冷可分为一体式水冷和分体式水冷

    一体化水冷是指液体、水管、泵头、冷散热器均由厂家集成。这种水冷方式价格便宜,安装方便,而且还有很好的风扇加热功能。这也是一种常见的水冷方式。

    散热效果从好到差依次为:分体水冷 > 一体式水冷 > 塔前冷却 > 下压风冷

    8、机箱散热

    机箱散热风扇

    机箱冷却是安装在机箱内壁上的散热器。它的主要作用是主动从一侧吸入空气,从另一侧排出,可以帮助CPU和主板等其他部件散热。

    机箱散热。可根据机箱规格安装多个散热器。为了适应世界各国的机箱,散热风扇也有多种规格,尺寸可以分为4cm、8cm、9cm、12cm等,后端也会有14mm、25mm的。

    对于很多ITX主机来说,由于空间限制,不支持机箱散热。

    许多机箱冷却风扇可以与 CPU 冷却风扇互换使用。还应考虑最高速度和噪音问题。

    9. 底盘

    主机机箱

    机箱是主机的外壳,里面装有电源和主板。根据尺寸,常见的可分为ATX标准机箱、MATX紧凑型机箱、ITX小型机箱。

    不同尺寸机箱对比

    谈到底盘时,需要考虑以下几点:

    总结

    购买电脑时如何避免被商家欺骗?如果你想自己组装一台高性能主机,以及如何升级你的家用电脑,首先要从了解硬件开始。
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