跳转至

核心硬件与接口识别

第二节:计算机硬件

传统电脑系统的硬体单元一般可分为输入单元、输出单元、算术逻辑单元、控制单元及记忆单元,其中算术逻辑单元和控制单元合称中央处理单元(CPU)。下面我们分别为大家介绍常见的计算机硬件。

电源:

电源是电脑中不可缺少的供电设备,它的作用是将 220v 交流电转换为电脑中使用的5V、12V、3.3V 直流电。其性能的好坏,直接影响到其他设备工作的稳定性,进而会影响整机的稳定性。而谈到电源,很多朋友可能就经常听到这几个名词——模组和非模组、额定功率与转化率、80plus 认证。

原手册插图(PDF 第 16 页)

模组和非模组:

这二者在实际体验上的区别实际只有理线的难度和最后机箱内部的美观程度。因为模组电源将电源线完全与电源本体分离,在你需要这根线的时候,只需要一头插在电源上,另一头插在需要供电的接口上。这样设计,就可以保证机箱里只有需要的电源线。

非模组电源则是将电源的所有电源线一端全部连在了电源上,不论你需不需要这根电源线,在装机的时候都要随电源装进机箱,在最终理线的时候也要处理。而在性能上,同一款电源的模组和非模组版本完全没有区别。但是由于设计原因,模组电源成本更高,所以价格更贵,因此预算不高的朋友最好选择非模组电源,以便在一定的价格内尽可能的买到性能更强的电源。

额定功率和转化率:

相信很多人都听过什么 450w 电源,500w 电源这类的说法。这里面的 450w,500w 指的就是电源的额定功率。额定功率实际上又指的是电源的额定输出功率,和实际上的耗电量又有所不同。

比如一套配置需要 300w 的功率才能带起,这时电源的输出功率就是 300w,而外面的电力输入到电源,电源再输出这个过程是有损耗的,最终只有小于 100%的电力能被输出,这个百分数就是电源的转化率。假如上面所说的电源转化率为90%,那么实际外界输入电源的功率就是 300/90%=333.3333w,也就是开三个小时你就要交一度的电费。从这里各位就可以看出,转化率越高,越省电。

需要注意的是,很多杂牌电源厂商往往虚标电源额定功率,或者额定功率不是单路输出功率。单路,顾名思义,所有电力从一路输出,说是 300w,那么无论接了什么东西,只要功率小于 300w 就能带动。而如果是双路输出,每一路是 150w。

那么假如你的显卡功耗很高,大于 150w,而 CPU 功耗不高,总功耗小于 300w,那么用单路 300w 电源带毫无问题,而用双路 300w 就会出现无论显卡接哪一路都带不动的情况。那么如何看电源的实际额定功率以及是不是单路输出呢?只需要看看电源上的 12v输出就行了。

每个电源上面都有贴纸,上面印有此电源的参数,其中一项是电源在

输出电压 12v 时的输出电流,只需要将电流乘以电压就可以得到实际的额定功率,看单路还是双路也只需要看有几个 12v 输出的标识。

80plus 认证:

简单来说,这是一个电源界的权威认证机构,80plus 认证分为白牌,铜牌,银牌,金牌,铂金牌和钛金牌。电源厂商想要得到 80plus 的认证,需要将自己的产品送检,并达到指定的转化率,转化率越高,牌的级别越高。而想要达到 80plus要求的转化率,电源的用料和设计就绝对不能太差,这就是转化率的另一个作用。

转化率比较高的电源,用料不会差到哪里去,至少不会有带走其他所有配件的危险。然而,也不是说转化率高的电源就一定好,而我们也说了 80plus 的牌子级别就是靠转化率来区分的,所以自然,金牌的不一定就比铜牌的好,比如鑫谷的一款金牌电源就比如酷冷至尊的铜牌电源。因为转化率高说明用料达到了一定水平,但并不代表转化率更高的电源用料一定更加豪华。

电源内部的电容,电感的用料直接决定了电源输出的电流的稳定性,这个稳定性差距在电源高负载的时候就会显现出来。有些杂牌电源虽然额定功率标的高,但是实际上在接近满载时故障率极高,根本不能满功率使用,而且即使是低负载运行,这种电源的故障率也会高于额定功率更低的好电源。

主板:

主板是电脑中各个部件工作的一个平台,它把电脑的各个部件紧密连接在一起,各个部件通过主板进行数据传输。也就是说,电脑中重要的“交通枢纽”都在主板上,它工作的稳定性影响着整机工作的稳定性。

典型的主板能提供一系列接合点,供处理器、显卡、声效卡、硬盘、存储器、对外设备等设备接合。它们通常直接插入有关插槽,或用线路连接。主板上最重要的构成组件是芯片组(Chipset)。

而芯片组通常由北桥和南桥组成,也有些以单片机设计,增强其性能。这些芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接,控制不同设备的沟通。它亦包含对不同扩充插槽的支持,例如处理器、PCI、ISA、AGP,和 PCIExpress。

芯片组亦为主板提供额外功能,例如集成显核,集成声效卡(也称内置显核和内置声卡)。一些高价主板也集成红外通讯技术、蓝牙和 802.11(Wi-Fi)等功能。主板工作原理在电路板下面,是错落有致的电路布线;在上面,则为棱角分明的各个部件:插槽、芯片、电阻、电容等。

当主机加电时,电流会在瞬间通过 CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP 插槽、PCI 插槽、IDE 接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2 接口等。随后,主板会根据 BIOS(基本输入输出系统)来识别硬件,并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。

原手册主板接口示意

主板版型分类

主板的板型分类是在选择主板时首先要考虑的问题之一,主板的板型会决定整台 PC 的大小与相应的扩展性。台式电脑的主板板型主要通过数主板的扩展插槽数来判断,以下是目前常见的主板板型。

主板版型 俗称 扩展插槽数 主板尺寸(mm) 常见程度
ITX 迷你版 1 170*170 较常见
DTX \ 2 203*170 常见
M-ATX 小板 3~4 244*244 常见
ATX 大板 6~7 305*244 常见
E-ATX \ 7 305*263 较常见
XL-ATX \ 8 345*263 不常见
HTPX \ 8 345*381 不常见

PS:现在 DTX 提法比较少,大部分厂商将其归为 M-ATX。

PPS:ATX 主板与 M-ATX 主板版型大小变化较多,表格中仅表示最大值。

其中最常见的就是 ATX(大板)、M-ATX(小板)、ITX。ATX 主板比较适合安装在中塔机箱中,M-ATX 比较适合中塔/迷你塔机箱,ITX 主板比较适合 HTPC 机箱。E-ATX、XL-ATX、HTPX 则相对较少有相关产品,产品更多地集中在旗舰级产品或服务器级产品。

芯片部分

BIOS 芯片:是一块方块状的存储器,里面存有与该主板搭配的基本敲入输出系统程序。能够促使主板识别各种硬件,还能够设置引导系统的设备,控制 CPU 外频等。BIOS 芯片是能够写入的,这方便用户更新 BIOS 的版本,以获取更好的能力及对电脑最新硬件的支持,当然不利的一面便是会促使主板遭受诸如 CIH 病毒的袭击。

南北桥芯片:横跨 AGP 插槽左右两边的两块芯片能够南北桥芯片。南桥多位于PCI 插槽的上面;而 CPU 插槽旁边,被散热片盖住的能够北桥芯片。芯片组以北桥芯片为核心,一般情况下,主板的命名都是以北桥的核心名称命名的。

北桥芯片主要负责处理 CPU、内存、显卡三者间的“交通”,因为发热量较大,因而就得散热片散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和 PCI 之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。

芯片组在很大程度上决定了主板的功能和能力。现在多数高端主板上用南北桥芯片封装到一起,只有一个芯片。常见主板插槽CPU 插槽:CPU 需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。

CPU 经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前 CPU 的接口都是针脚式接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU 接口类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,所以不能互相接插。

原手册插图(PDF 第 21 页)

原手册插图(PDF 第 21 页)

内存插槽:内存插槽是指主板上用来插内存条的插槽。主板所支持的内存种类和容量都由内存插槽来决定的。内存插槽通常最少有两个,最多的为 4 或者 6 或者 8个,主要是主板价格差异。

内存插槽多可以多插几根内存,某些芯片组+系统可以支持 32G 或者更多的内存。内存双通道要求必须插相同颜色的内存,不按照规定插不能正常开启内存双通道功能。现在市面上基本上都是 DIMM 类型的接口。

显卡插槽:显卡的接口决定着显卡与系统之间数据传输的最大带宽,也就是瞬间所能传输的最大数据量。不同的接口能为显卡带来不同的性能,而且也决定着主板是否能够使用此显卡。只有在主板上有相应接口的情况下,显卡才能使用。

显卡发展至今共出现 ISA、PCI、AGP 等几种接口,所能提供的数据带宽依次增加。

  • 而现在我们常见的显卡插槽为 PCI-E(PCI Express)接口。PCI Express 采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起 PCI 以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到 PCI 所不能提供的高带宽。相对于传统 PCI

原手册插图(PDF 第 22 页)

原手册插图(PDF 第 22 页)

总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI Express 的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异跟半双工和全双工类似。PCI Express 的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括 X1、X4、X8 以及 X16(X2 模式将用于内部接口而非插槽模式)。较短的 PCI Express 卡可以插入较长的 PCI Express 插槽中使用。

PCI Express 接口能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCI Express 卡支持的三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux 以及+12V。SATA 插槽:SATA 的全称是 Serial Advanced Technology Attachment(串行高级技术附件,一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口),是由 Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor 和 Seagate 公司共同提出的硬盘接口规范,在 IDF Fall2001 大会上,Seagate 宣布了 Serial ATA 1.0 标准,正式宣告了 SATA 规范的确立。

SATA 规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了 150MB/s,比 PATA 标准ATA/100 高出 50%,比 ATA/133 也要高出约 13%,而随着未来后续版本的发展,SATA 接口的速率还可扩展到 2X 和 4X(300MB/s 和 600MB/s)。M.2 插槽:是 Intel 推出的一种替代 MSATA 新的接口规范。其实,对于桌面台式机用户来讲,SATA 接口已经足以满足大部分用户的需求了,不过考虑到超极本用

原手册插图(PDF 第 23 页)

原手册插图(PDF 第 23 页)

户的存储需求,Intel 才急切的推出了这种新的接口标准。所以,我们在华硕、技嘉、微星等发布的新的 9 系列主板上都看到了这种新的 M.2 接口,现已普及。两种 M.2 接口

CPU:

CPU 即中央处理器,是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU 由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

作为整个系统的核心,CPU 也是整个系统最高的执行单元,因此 CPU 已成为决定电脑性能的核心部件,很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。

原手册 M.2 接口示意

原手册插图(PDF 第 24 页)

CPU 参数而我们基本常见的 CPU 的参数主要有主频、外频、核心、线程数、缓存,咱们一件一件的谈起。主频:也就是 CPU 的时钟频率,简单地说也就是 CPU 的工作频率。我们常在CPU 的参数里看到 3.0GHz、3.7GHz 等就是 CPU 的主频。

一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU 的速度也就越快。我们也可以看成相当于人的智商,主频越高,智商就越高,这个 CPU 就越聪明,工作能力就强。外频:CPU 的外部时钟频率,也可以看成是 CPU 与主板之间同步运行的速度。

因为主板上的各个硬件都是一起工作的,这时如果大家有一个共同的工作频率,各个硬件就可以实现同步工作,并且不会混乱。就像工厂里传送带,从头到尾都需要是一个速度各个部分才好干活,如果一段快,一段慢,各个部分就会混乱不堪,甚至发生冲突造成资源浪费。核心:又称为内核,是 CPU 最重要的组成部分。

CPU 中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU 所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。也就是说,CPU 里真正干活的就是核心。而我们常常听到的 4 核、8 核、16 核是指这个 CPU 里有多少个核心。

我们可以大致看成,4 核心就是有 4 个人干活,8 核心就是有 8 个人干活。线程数:是一种逻辑的概念,简单地说,就是模拟出的 CPU 核心数。多线程技术可以让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,从而提高CPU 的性能和资源的利用率。

更简单来说,如果把核心比作人,两个核心就相当于两个人干活。如果一个核心两线程的话,就可以看成是一个人同时干两件活。所以多核心的效果是超过多线程的。

而我们在挑选多核心还是多线程的时候,也可以大致地将一个线程看成四分之一个核心,以方便我们来比较性能。

缓存:由于 CPU 的运算速度特别快,在内存条的读写忙不过来的时候,CPU 就可以把这部分数据存入缓存中,以此来缓解 CPU 的运算速度与内存条读写速度不匹配的矛盾,所以缓存是越大越好。CPU 型号

这里以我们常见的 Intel 为例:

我们常见的 i3、i5、i7 的定位分别是:中低端、中高端、高端。这是 iX 的分类也就是档次,后面的数字说明这个处理器的具体性能和第几代的,4XXX 带头的就说明是酷睿 4 代,同理 3XXX 5XXX 代表第三代和第五代。举个例子小飞扬的电脑的 CPU 型号是 i5-6200U,从这里能看出 i5 第六代酷睿处理器,6200 后面的 200 标明了型号。

因为 i5 6XXX 系列有很多种。大家只要记住是 i5-6XXX,后面的 XXX 数字越大就说明同档次性能更好。而 AMD 的型号很庞杂,而刚出的锐龙(Ryzen)的 R7 对标的就是 i7,R5 和 R3对标的就是 i5 和 i3,目前的型号和 Intel 的大致相同。

所以大家也可以参考上面的型号。CPU 常见后缀

− Intel 桌面级 CPU(台式机):

K:代表解锁倍频且更高性能X:intel 带 X 的 CPU 很少,是 extreme,也就是代表着“极限“。只有当时intel 的旗舰级 CPU 才有可能带 X,代表同一时代性能最强的 CPU。S、T:S 和 T 后缀为节能版,其中 S 的 CPU 功耗降低至 65W,不过频率也会相应地降低。

T 后缀的 CPU 在功耗上比 S 后缀的更低,功耗为 45W 或者更低,所以频率也比 S 后缀的更低。没有后缀代表的是标压,频率没有降低,没有不缩水,只是不能超频

− AMD 桌面级 CPU:

K:在 AMD CPU 中和 Intel 一样,是不锁倍频的,是可以超频的,如:AMD 速龙 X4 860K,AMD A10-7870K。X:AMD 带 X 的 CPU 支持完整的 XFR 超频(需要搭配高端 X370 主板支持),也就是超频潜力比 AMD 不带 X 的更大。B:是 AMD 的低功耗商务版本,如 A10 PRO-7850B,下限能耗少 10W,GPU频率降低。

M:是 AMD 的移动版,目前笔记本 CPU 市场基本都是 Intel 天下,AMD 的产品极少,不过随着 AMD 的锐龙的出现,笔记本配置 AMD 的 CPU 应该会越来越多的。

− 笔记本 CPU:

U:代表低电压,散热功耗为 15W,主要用于超极本和轻薄本。Y:代表超低电压,散热功耗为 10W,这种处理器主要用于二合一的产品。H:为 BGA 封装,就是说 CPU 是直接焊接到主板上的,所以 CPU 是没法自由更换或者升级。

M:代表的是标准电压产品,每一代的散热功耗可能都不一样,但一般都是在30W 以上,是市面上主流的产品。Q:一般为四核 CPU,不过 i7 系列的 CPU 在笔记本上可能就不一定是四核了,有一些属于低电压或者超低电压的 CPU 是双核四线程的。HQ:为四核处理器并且该处理器是直接焊接在主板上的,无法更换与升级,一般用于一些高端的游戏本。

XM:代表的是旗舰级移动版四核处理器。基本上只有顶级游戏笔记本会采用,同时也能更换。此类 cpu 性能强大,同时在散热和供电允许的情况下可无限制超频。

超频与睿频− 超频

超频简单来说就是人为提高 CPU 的外频或倍频,使之运行频率得到大幅提升,超过其额定频率,即 CPU 超频。对于一些想尝试超频的同学们,小飞扬要说一句:硬件的情况千差万别,即便是同一品牌型号的 CPU,同一品牌型号的评析,超频的能力都不完全是相同的,不要认为同样的硬件别人能超得高自己超得低就觉得不正常,因为决定超频的因素非常多。超频同样也是有风险的,就像奴隶主压迫奴隶一样,奴隶身上不可能没有一点伤疤,同样 CPU 也不可能毫无损坏。

并且超频会影响系统稳定性,缩短硬件使用寿命,甚至烧毁硬件设备(并不是只有 CPU 受影响)。所以,奉劝各位没有特殊原因最好不要超频。

  • 睿频睿频技术是指 CPU 在处理复杂的任务时,会自主提高运行频率,最大限度的提升自身的性能来应对各种复杂的任务。通俗地讲,睿频是指当运行一个程序后,处理器会自动加速到合适的频率,比如:一个额定频率 3GHz,睿频可达 3.5GHz 的处理器,在写 TXT 文档的时候,只会用到 1GHz 而已,但是当你运行大型游戏的时候,他自己可以睿频到 3.5GHz,换句话说,睿频其实就是临时的超频。

  • 总结超频:用户强制 CPU 所有内核运行比额定频率高的频率上,功耗、电流、电压和温度都可能超出规定范围。如果出现损坏,那么有可能无法享受质保。超频需要调整各种指标,比如电压、散热、外频、电源、BIOS 等等,并且容易出现系统不稳定的情况。睿频:CPU 根据实际运行程序的需求,动态地调整处理器的运行频率来提高处理器的性能,同时保持处理器继续稳定运行在规定的功耗、电流、电压和温度范围内。如果 CPU 出现故障,是享受质保的。睿频是 CPU 自动实现的,无需人工设置,并且 CPU 运行稳定。

硅脂:

导热硅脂是用来填充 CPU 与散热片之间的空隙的材料的一种,这种材料又称之为热界面材料。其作用是用来向散热片传导 CPU 散发出来的热量,使 CPU 温度保持在一个可以稳定工作的水平,防止 CPU 因为散热不良而损毁,并延长使用寿命。在散热与导热应用中,即使是表面非常光洁的两个平面在相互接触时都会有空隙出现,这些空隙中的空气是热的不良导体,会阻碍热量向散热片的传导。

而导热硅脂就是一种可以填充这些空隙,使热量的传导更加顺畅迅速的材料。硅脂的种类硅脂类

− 普通硅脂:

我们最常见的灰色的导热硅脂,便是含银的普通硅脂。此类硅脂中加入了适量的银粉来起到增强辅助散热的作用。但是除此之外,还有纯白导热硅脂、陶瓷导热硅脂、含金导热硅脂和金刚石导热硅脂。

  1. 纯白导热硅脂:就是最普通的导热硅脂,没有金属成分,导热性能最差,价格低廉。

  2. 陶瓷导热硅脂:顾名思义,就是在硅脂中添加了陶瓷粉,其散热效果要优于纯白硅脂。

  3. 含金导热硅脂:其实市面上的很多含金硅脂只是颜色是金色而已,其中是否含金还是一个未知数。并且很多低质含金硅脂导热性能还不如含银硅脂。大家购买的时候还是要留一个心眼。

  4. 金刚石导热硅脂:就是硅脂中含有金刚石,虽然精钢石的导热性要强于银,但很多朋友都觉得金刚石硅脂是骗人的,因为其价格是普通硅脂的十倍多,并且两者的效果可能相差无几。所以还是看每个人的购买能力吧。

− 相变硅脂:

又称固态硅脂或固态相变硅脂。在 CPU 中,硅脂会随着温度的变化,在固态和液态之间进行转变,温度升高时相变硅脂变为液态,在温度降低时,相变硅

脂变为固态,此过程为物理相变。相变硅脂的散热效果和普通硅脂差不多,但是要比普通硅脂耐用,可价格也不便宜。

导热硅胶:

导热硅胶有一个特点就是:低温下凝固(固态),高温溶解(粘稠液态),具有导热性。通常一些散热块底部都有一些导热硅胶他们的工作原理:第一次使用的时候导热硅胶被 CPU 高温熔化然后均匀粘合 CPU 和散热块,由于散热块紧密接触 CPU 以后,在散热块的作用下温度很快降下来,于是 CPU 就和散热块通过导热硅胶紧密地联结起来了。但硅胶应用中的最大隐患就是在芯片热量高到一定程度的时候,会丧失粘性。

液态金属这是操作难度最大的一种散热材料,不小心就可能造成主板报废。但是其导热效果的确很好,毕竟它是金属。同样,因为他是金属,所以具有导电的特性,一般情况下是CPU 开盖涂抹到散热片里面的,如果你想涂抹到散热片外面一定要做好绝缘措施。

劣质硅脂的害处硅脂这个东西,看上去不起眼,但是在整个散热体系中是出于一个非常重要的地位。因为它直接与 CPU 相接触。一般来说购买处理器、散热器的时候,硅脂都会免费赠送。

硅脂决定着 CPU 性能的发挥,当然如果别也决定了电脑能不能正常运行。但是有些硅脂来路不明,没有牌子,可能会对电脑造成不可挽救的损失。

  1. 劣质硅脂可能硅脂不光导热性差,而且还不绝缘带有导电性。有不少萌新在涂抹这类劣质硅脂时,由于涂抹不均匀导致溢出到 CPU 的底座上,通电之后可能会发出类似电流的声音,如果不及时处理很可能 CPU 就 GG 了。

  2. 劣质硅脂在长时间使用后,会迅速边干,影响散热。往往会造成温度过高死机、黑屏、蓝屏等问题。这个时候往往拆散热器的时候会发现怎么都分不开。稍微鲁莽一点可能 CPU 都直接拉坏了。

  3. 劣质的硅脂由于成分不明确,其中的一些杂志和细小颗粒常常会磨损散热器铜底以及 CPU 顶盖,一旦发生,无法挽救。如果今后发生质量问题,售后可能都成问题。

内存:

内存又叫内部存储器或者是随机存储器(RAM),分为 DDR 内存和 SDRAM 内存,(但是 SDRAM 由于容量低,存储速度慢,稳定性差,已经被 DDR 淘汰了)内存属于电子式存储设备,它由电路板和芯片组成,特点是体积小,速度快,有电可存,无电清空,即电脑在开机状态时内存中可存储数据,关机后将自动清空其中的所有数据。DDR 内存有 DDR、DDR2、DDR3、DDR4 等四大类,单条容量为 1-32GB,如今常见的有 DDR3 和 DDR4。内存频率内存主频和 CPU 主频一样,习惯上被用来表示内存的速度,它代表着该内存所能达到的最高工作频率。

内存主频是以 MHz(兆赫)为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。

目前较为主流的内存频率是 DDR3 内存,以及一些内存频率更高的 DDR4 内存。DDR3 内存DDR3 相比起 DDR2 有更低的工作电压,从 DDR2 的 1.8V 降落到 1.5V,性能更好更为省电;DDR2 的 4bit 预读升级为 8bit 预读。

DDR3 目前最高能够达到

原手册内存条

2000Mhz 的速度,尽管目前最为快速的 DDR2 内存速度已经提升到800Mhz/1066Mhz 的速度,但是 DDR3 内存频率在 800Mb/s – 2133Mb/s。

一、DDR3 在 DDR2 基础上采用的新型设计:

1.8bit 预取设计,而 DDR2 为 4bit 预取,这样 DRAM 内核的频率只有接口频率的 1/8,DDR3-800 的核心工作频率只有 100MHz。2.采用点对点的拓朴架构,以减轻地址/命令与控制总线的负担。3.采用 100nm 以下的生产工艺,将工作电压从 1.8V 降至 1.5V,增加异步重置(Reset)与 ZQ 校准功能。

部分厂商已经推出 1.35V 的低压版 DDR3 内存。DDR4 内存由于 DDR3 已经到达其性能和带宽的上限,为了继续满足人们对更高性能和增加带宽的需求,新一代 DDR SDRAM 应运而生。DDR4 的性能更高、DIMM 容量更大、数据完整性更强且能耗更低。

DDR4 内存频率在 1600Mb/s – 3200Mb/s之间。DDR4 每引脚速度超过 2Gbps 且功耗低于 DDR3L(DDR3 低电压),能够在提升性能和带宽 50% 的同时降低总体计算环境的能耗。这代表着对以前内存技术的重大改进,并且能源节省高达 40%。

除性能优化、更加环保、低成本计算外,DDR4 还提供用于提高数据可靠性的循环冗余校验 (CRC),并可对链路上传输的“命令和地址”进行完整性验证的芯片奇偶检测。此外,它还具有更强的信号完整性及其他强大的 RAS 功能。

硬盘:

硬盘属于外部存储器,机械硬盘由金属磁片制成,而磁片有记忆功能,所以存储到磁片上的数据,不论在开机还是关机的状态,都不会丢失。硬盘容量很大,已达 TB 级,尺寸有 3.5、2.5,1.8、英寸等,接口有 IDE、SATA、SCSI 等,SATA 最普遍。

硬盘种类:

  • 机械硬盘

机械硬盘(HDD):即是传统普通硬盘,主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟几千转的高速旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。其实我们常用的移动硬盘就是机械硬盘。

其实,机械硬盘里磁盘的读取方式其实和我们的光盘的读取方式相类似。但是,就像是我们的光盘上如果出现了划痕,在读取的时候就可能出现数据错误。机械硬盘更为精密,硬盘内出现一丝尘埃都可能导致磁盘的划痕很严重,从而出现很严重的后果。

同样,机械硬盘里的磁头距离磁盘很近很近,几乎是要贴上的。所以,一旦机械硬盘受到撞击或摔落,也可能会导致磁盘受损,从而减少硬盘寿命。注意事项:机械硬盘(一般的移动硬盘):在对硬盘进行读写操作过程中,不能把玩、移动、敲、碰硬盘,更要防止摔落磕碰,否则会造成致命损伤。

因为此时移动硬盘正在高速运转,轻微的振动就会划伤磁盘表面。可定期进行“磁盘整理”可以提高硬盘读取速度,但时间间隔不易过短,频繁进行“磁盘整理”也会对硬盘造成损伤。

  • 固态硬盘固态硬盘(SSD):用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH 芯片、DRAM 芯片)组成。常见的种类分为:SATA 接口和 M2 接口的两种固态硬盘。

原手册机械硬盘

固态硬盘内部不存在任何机械部件。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。但是,固态硬盘存在一个问题,消费级固态硬盘的擦写次数是有限制,碎片整理会大大减少固态硬盘的使用寿命。

Windows 的“磁盘整理”功能是为机械硬盘服务的,并不适用于固态硬盘。注意事项:对于固态硬盘来说,因其具有良好的垃圾回收机制,所以不用进行“磁盘整理”。“磁盘整理”反而会大大减少固态硬盘的使用寿命。

同样,因为其垃圾回收机制,分区时不要把固态硬盘的容量都分满。例如一块 128G 的固态硬盘,厂商一般会标称 120G,预留了一部分空间。但如果在分区的时候只分 100G,留出更多空间,硬盘的性能表现会更好。

这些保留空间会被自动用于固态硬盘内部的优化操作,如磨损平衡、垃圾回收和坏块映射。磁盘格式

− NTFS:

一种能够提供各种 FAT 版本所不具备的性能、安全性、可靠性与先进特性的高级文件系统。举例来说,NTFS 通过标准事务日志功能与恢复技术确保卷的一致性。如果系统出现故障,NTFS 能够使用日志文件与检查点信息来恢复文件系统的一致性。

但这种格式是很伤 U 盘的,因为 NTFS 分区是采用“日志式”的文件系统,需要记录详细的读写操作,所以要不断读写。

− FAT32:

FAT32 一种从文件分配表(FAT)文件系统派生而来的文件系统。与 FAT 相比,FAT32 能够支持更小的簇以及更大的容量,从而能够在 FAT32 卷上更为高效的分

原手册插图(PDF 第 34 页)

配磁盘空间。它是 FAT16 的增强版本,可以支持大到 2TB(2048G)的分区。FAT32 使用的簇比 FAT16 小,从而有效地节约了硬盘空间。

优点是兼容性最好,苹果、手机都能读,缺点是单个文件不能大于 4GB。

− exFAT:

exFAT 专为闪存和 U 盘设计,空间浪费小、单文件大小最大可达 16EB、采用了剩余空间分配表,剩余空间分配性能改进。原本设计的目的是在 FAT32 与 NTFS 之间取得一个折中,有 FAT32 的轻便、不需要耗损太多的效能及记忆体来处理文件运作。为了解决 FAT32 等不支持 4G 及其更大的文件而推出。

对于闪存,NTFS文件系统不适合使用,exFAT 更为适用,对于磁盘则不太适用。磁盘碎片、坏道− 磁盘碎片磁盘碎片:磁盘碎片是指在读写硬盘过程中产生的不连续文件。写在硬盘上的非连续文件可能会产生碎片,碎片会延长硬盘寻道时间并影响系统性能。

例如,如果虚拟内存占用磁盘,则硬盘驱动器上将存在磁盘碎片。磁盘碎片也分为内部碎片和外部碎片

  1. 内部碎片:对 Win 系统来说硬盘上的每个分区都是由最小存储单元——簇组成的。就好比,一面墙是由一块块转头组成的。簇的大小可以在分区格式化时由用户定义,一般是数个 KB 大小,比如是 8KB。假设我有一个文件,大小是 80MB 零 1KB(1MB=1000KB),换算一下就是 80,001KB,其中的80,000KB 正好占用 10000 个簇,剩下的那 1KB,不得以也要占用 1 个簇,但这最后一个簇还有 7KB 的空间没用上了。而且这个未完全使用的簇,其他文件也不允许继续使用。这就造成了一点点的空间浪费,这就是内部碎片。

  2. 外部碎片:外部碎片实际上指的是一个文件占据那些簇是不连续的,就相当于文件被分割开来,分别存放在相互间断的几段簇上。就相当于一位文件被五马分

尸了,每一部分所占据的簇都是不连续的。文件被分割为几个部分就是几个碎片。这就是磁盘碎片应该称为文件碎片的原因。

我们平时常用的磁盘碎片清理工具只能清理磁盘上的外部碎片,清除不了磁盘上的内部碎片。除非改变文件系统的分配单位即簇的大小,使之是一个文件大小的整数倍通常,磁盘碎片并不影响硬盘的正常工作,它的主要危害在于会降低硬盘的读写速度,不过当大量磁盘碎片存在于 Windows 的重要文件中时,也可能导致系统崩溃或数据丢失。例如:在文件没有破碎的时候,摇臂只需要寻找 1 次磁道就可以成功读取;

但是如果文件破碎成 11 处,那么摇臂要来回寻找 11 次磁道,磁头进行 11次读取才能完整的读取这个文件,读取时间就会变得冗长。但是固态硬盘因为和机械硬盘构造不同,所以不用清理碎片。因此定期整理硬盘应该是毫无疑问的。

这些文件碎片的存在会降低硬盘的工作效率,还会增加数据丢失和数据损坏的可能性。碎片整理程序可以将这些碎片收集在一起,并把它们作为一个连续的整体存放在硬盘上。但同时不建议频繁进行碎片整理,硬盘的频繁读写会影响到硬盘的寿命。

  • 磁盘坏道坏道是指扇区内容不能正常读写,此扇区失效,它所在的磁道成为坏道( Badtrack)。当然这种坏道有可能是软件的错误,有可能是硬盘本身硬件故障,因此坏道的出现形式分为物理坏道和逻辑坏道。但是并不是说硬盘有了坏道之后就会报废,其实处理方法得当,数据是可以恢复出来的。而物理坏道可以看成是光盘上的划痕,一旦划伤就无法读写,同样不可修复,但是逻辑坏道是可以修复的。逻辑坏道可能是软件操作或者使用不当造成的扇区首位的扇区地址标志等逻辑出错,这类问题可以通过专业修复软件修复。但请各位小伙伴们注意的是,虽然说逻辑坏道可以修复,物理坏道不可以修复。但是坏道并不分为逻辑坏道和物理坏道,倒是分为按逻辑地址记录的坏扇区和按物理地址记录的坏扇区。

硬盘出现坏道的原因除了硬盘本身质量以及老化的原因外,主要是平时在使用上不能善待硬盘,比如内存太少以致应用软件对硬盘频繁访问,对硬盘过分频繁地整理碎片,不适当的超频,电源质量不好,温度过高,防尘不良,震动等。但是对于固态硬盘来说就没有坏道这个概念,而是坏块。但是固态硬盘不容易出现坏块。

准确的说是,固态硬盘的坏块不容易被我们察觉。固态硬盘坏块由 BBT 管理,执行坏块替换策略。在出厂时,固态硬盘 NAND 里的坏块会被屏蔽替换,坏块率不超过 2%。

在使用时,固态硬盘主控仍在对 NAND 执行着坏块管理、坏块替换,以保证固态硬盘的寿命和性能。这也是为什么在使用固态硬盘时,我们比较推荐使用“小分区”。

硬盘坏道对于电脑的影响:

  1. 硬盘坏道会造成文件丢失。

  2. 硬盘坏道会使系统损坏,造成系统崩溃或无法开机。

  3. 硬盘坏道会导致读写文件的速度变慢,且有可能长时间操作还不成功。

  4. 出现坏道的硬盘会引起刺头和盘面进行摩擦,产生噪音。

显卡:

显卡全称显示接口卡,又称显示适配器,是计算机最基本配置、最重要的配件之一。显卡在工作时与显示器配合输出图形、文字,作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。显卡有集成显卡,独立显卡和核心显卡之分。

原手册独立显卡

显卡的主要参数有,显示芯片(GPU)、显卡内存、技术支持、显卡 PCB 板。对于我们日常使用来说,主要看 GPU 和显存(显卡内存)。显卡类型显卡有集成显卡,核心显卡和独立显卡之分。

  • 集成显卡集成的显卡一般不带有显存,而是使用系统的一部分主内存作为显存,具体的数量一般是系统根据需要自动动态调整的。显然,如果使用集成显卡运行需要大量占用内存的空间,对整个系统的影响会比较明显,此外系统内存的频率通常比独立显卡的显存低很多,因此集成显卡的性能比独立显卡要逊色一些。但可以通过 CMOS调节频率或刷入新 BIOS 文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能;集成显卡的优点是发热小。

  • 核心显卡核心显卡 Intel 新一代图形处理核心,和以往的显卡设计不同,Intel 凭借其在处理器制程上的先进工艺以及新的架构设计,将图形核心与处理核心整合在同一块基板上,构成一颗完整的处理器。这种设计上的整合大大缩减了处理核心、图形核心、内存及内存控制器间的数据周转时间,有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗,有助于缩小了核心组件的尺寸,为笔记本、一体机等产品的设计提供了更大选择空间。

  • 独立显卡独立显卡是独立于主板的显卡,没有集成与主板上。独立显卡也有好坏之分,一般独立显卡的显存和处理能力大于集成显卡,而且对笔记本的散热和电池的供电都有相当高的需求,对于想玩大型游戏的用户来说独立显卡是必须的硬件装备。但是在笔记本中,因为要保证笔记本的体积不能过大,所以一般笔记本的独立显卡有两种处理方式。

  • “集成的独立显卡”显卡有独立的显示核心和显存以及相关电路,不过为了笔记本节约空间或者布线方便等原因直接做在主板上。性能没有多少损失,但是也没有更换的可能。

  • “采用独立模块的独立显卡”将整个显卡和台式机一样独立做在一块 PCB 版上,通过 MXM 或 AXIOM 插槽和主板连接。这个才是真正完全“独立”的显卡,理论上可以更换。但是由于市面上几乎买不到这种显卡因此更多的是象征意义,或者方便厂商(比如 Dell的定制服务)显卡参数(GPU、显存)− GPU如果说 CPU 是电脑的处理器,那显卡的处理器就是 GPU,它是显卡的“心脏”,与 CPU 类似,只不过 GPU 是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的,这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的 GPU 集成的晶体管数甚至超过了普通CPU。

  • 显存而显卡内存,顾名思义可以看成显卡中的内存。显存,又被叫做帧缓存,它的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。如同计算机的内存一样,显存是用来存储要处理的图形信息的部件。如果是独立显卡的话,显存是独立出来的;如果是集成显卡的话,显存和内存是共用的,由用户设置或者系统自动进行分配。和 CPU 与内存一样,GPU 的频率越大越好,显存越大越好。显卡版本与型号− 公版与非公版公版:所谓“公版显卡”指的是由芯片制造商 NVIDIA 或 AMD 为后续生产厂商提供的一套“参考设计方案”。它规定了 PCB 的布局、供电设计、电容选用等等。采用公版设计的显卡在质量和稳定性上都可以很好的满足用户的需要。不过有一些设计能力较强的大厂会对产品进行重新设计,生产“非公版”显卡。

非公版:除了公版,其他厂商自行设计的 PCB 都是非公版。非公版相比公版显卡,在 PCB 设计、用料上做出了较大改变,有的非公版显卡是成本妥协的产物,在公版基础上进行缩水,有的则是加强了公版显卡不足的地方,例如散热、产品特色功能、接口设计等方面。一般情况下,我们都是挑选非公版的显卡,因为用的都是一个核心,频率相差无几。

只是在散热、噪音与稳定性上有着一定的区别。公版卡更多是起到一个引导示范的作用,公版卡代表着这款卡的最基本的性能和规格。而且,一般情况下,非公版要比公版便宜,所以才有购买公版的玩家是在充值信仰的说法。

  • NVIDIA 显卡型号NVIDIA:GTX>GTS>GT>GE>GS>LE (新出的 RTX 可以看成 GTX)如今,对于正常的用户来说(除非你去买专业卡),如果你去买电脑的时候,商家没推荐你用 GTX 的显卡,基本就没什么好谈的了。因为,其他前缀的显卡都是几代之前的产品了。但是,如果你对于性能的要求仅仅是装起来能点亮的话,那也不是不可以用。(换句话说,那为什么不用核显呢?)而我们就拿 GTX1080 Ti 来说,前面的 10 所代表的是这是第十代产品,80 所代表的是它的等级,Ti 所代表的是它是加强版。通常的排序是 GTX 1080Ti>GTX1080>GTX 1070Ti>GTX 1070>GTX 1060>GTX 1050Ti>GTX 1050。(有时候我们还会听到 1063,1065,1066 的说法,这指的是,GTX 1060 3G,5G,6G 显存)− AMD 显卡型号A 卡的命名方式很古怪,从 Radeon RX 400 系列之后基本和 N 卡一样。比如 RX580 要好于 RX 570,也要好于 RX 480,按理说和 N 卡差不多,可又冒出来一个RX 580 2048SP。它还有一个 RX Vega 系列。RX Vega 64 要好于 RX Vega56。网卡网卡:计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板(或者是在笔记本电脑中插入一块 PCMCIA 卡)。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器

(adapter)或网络接口卡 NIC(Network Interface Card)但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。网卡的功能

网卡的功能主要有两个:

  1. 将电脑的数据封装为帧,并通过网线(对无线网络来说就是电磁波)将数据发送到网络上去

  2. 接收网络上其它设备传过来的帧,并将帧重新组合成数据,发送到所在的电脑中。(也就是我们常理解的上传、下载)网卡能接收所有在网络上传输的信号,但正常情况下只接受发送到该电脑的帧和广播帧,将其余的帧丢弃。之后,将帧数据传送到系统 CPU 做进一步处理。当电脑发送数据时,网卡等待合适的时间将分组插入到数据流中,接收系统通知电脑消息是否完整地到达,如果出现问题,将要求对方重新发送。千兆网卡与百兆网卡千兆网卡是以单位面积时间内,数据流量达到 1000 兆(约为 1G)速度的网络适配卡。同理,百兆网卡就是是以单位面积时间内,数据流量达到 100 兆(约为1G)速度的网络适配卡。注意:这里指的是千兆网卡是支持最大为千兆带宽,百兆网卡支持最大为百兆带宽。而不是你用了网速就是千兆百兆,很多无良商家会以此来迷惑消费者。

原手册插图(PDF 第 41 页)

并且,不是你原来用的是百兆网卡,换成千兆网卡后你的网络就更加稳定了。反而,可能会发生你换成千兆网卡后,网络变得比之前更卡了。如果你的交换机或路由器的处理速度不够的话,换成千兆网卡反而可能会将你的网络堵死。

声卡:

声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备,其作用是:当声卡发出播放音频的命令后,它将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。工作原理声卡从话筒中获取声音模拟信号,通过模数转换器(ADC),将声波振幅信号采样转换成一串数字信号,存储到计算机中。重放时,这些数字信号送到数模转换器(DAC),以同样的采样速度还原为模拟波形,放大后送到扬声器发声,这一技术称为脉冲编码调制技术(PCM)。

技术指标− 采样率采样率指的是对原始声音波形进行样本采集的频繁程度。采样率越高,记录下的声音信号与原始信号之间的差异就越小。采样率的单位是 kHz,专业声卡通常会提供以下集中采样率:32/24/44.1/48/88.2/96kHZ。

  • 采样精度采样精度值对声音进行“模拟-数字”变换时,对音量进行度量的精确程度。就好像刻度越精密的尺子测量出的长度越准确那样,采样精度越高,声音听起来就越细

原手册插图(PDF 第 42 页)

腻,“数码化”的味道就越不明显。专业声卡支持的采样精度通常包括:

16bit/18bit/20bit/24bit。对于声音的成品而言,最常用的音质标准是 16bit/44.1kHz,即 CD 品质。无论在录音时采用了多高的采样率和采样精度,最终生成立体声音频文件时都必须将声音格式化为 CD 标准,以便使其能够在绝大多数的音响设备上顺利播放。

使用高于 CD 音质的标准进行录音的好处是,如果不能保证声源信号与原始波形高度一致,那么经过了多次处理后,这个差别就会明显增大。此外,使用高的采样率与采样精度录制音频,量化噪声将会降至最低水平。

  • 失真度失真度是表征处理后信号与原始波形之间的差异情况,为百分比值。其值越小说明声卡越能重视地记录或再现音乐作品的原貌。

  • 信噪比信噪比指有效信号与背底噪声的比值,由百分比表示。其值越高,则说明因设备本身原因而造成的噪声越小。声卡种类声卡发展至今,主要分为集成声卡和独立声卡两种接口类型,以适用不同用户的需求,三种类型的产品各有优缺点。

  • 集成声卡板载声卡一般有软声卡和硬声卡之分。这里的软硬之分,指的是板载声卡是否具有声卡主处理芯片之分,一般软声卡没有主处理芯片,只有一个解码芯片,通过CPU 的运算来代替声卡主处理芯片的作用。而板载硬声卡带有主处理芯片,很多音效处理工作就不再需要 CPU 参与了。因为板载软声卡没有声卡主处理芯片,在处理音频数据的时候会占用部分 CPU 资源,在 CPU 主频不太高的情况下会略微影响到系统性能。多,相对于以前的 CPU而言,CPU 资源占用率已经大大降低,对系统性能的影响也微乎其微了,几乎可以忽略。

“音质”问题也是板载软声卡的一大弊病,比较突出的就是信噪比较低,其实这个问题并不是因为板载软声卡对音频处理有缺陷造成的,主要是因为主板制造厂商设计板载声卡时的布线不合理,以及用料做工等方面,过于节约成本造成的。而对于板载的硬声卡,则基本不存在以上两个问题,其性能基本能接近并达到一般独立声卡,完全可以满足普通家庭用户的需要。

  • 独立声卡独立声卡拥有更多的滤波电容以及功放管,经过数次级的信号放大,降噪电路,使得输出音频的信号精度提升,所以在音质输出效果要好。集成声卡,因受到整个主板电路设计的影响,电路板上的电子元器件在工作时,容易形成相互干扰以及电噪声的增加,而且电路板也不可能集成更多的多级信号放大元件以及降噪电路,所以会影响音质信号的输出,最终导致输出音频的音质相对较差。另外,独立声卡有丰富的音频可调功能,因用户的不同需求可以调整,板载的是在主板出厂时给出的一种默认音频输出参数,不可随意调节,多数是软件控制,所以不能达到一些对音频输出有特殊要求用户的需求。但对于独立声卡来说,CPU 的频率的变化会产生电压和电子噪声等干扰信号,在变频的时候产生的干扰会让独立声卡体验时产生“破音”“刺啦声”,特别是在使用高端桌面音响系统时体现更为明显。

来源:四川大学飞扬俱乐部《维修手册》PDF 第 16-44 页(印刷页 15-43)。