概述
这篇文章大概给大家介绍下,电脑主机的主要组成硬件;本篇介绍主要以 Intel 平台为主,所提及的大部分硬件都是近几年常见的,对AMD平台、古董机或罕见的硬件了解的不多,暂不做介绍。内容不是很硬核,更多的只是个人在搞机路上的一些经验和见解。
电脑主机的组成
现在主流的电脑主机大致分为这几个部分: 主板
, CPU
,内存
,硬盘
,显卡
,电源
, CPU散热器
, 机箱风扇
, 机箱
; 以下对这些硬件一一做介绍。
1、主板
主板就是一块承载着cpu
、内存
、硬盘
、显卡
等硬件的的电路板,是主机的重要组成部分;
主板尺寸
主板根据尺寸常见的可分成ATX(305mm * 244mm)
, M-ATX
和ITX(17mm * 17mm)
, 其他形状的,如服务器大板WTX
,这里不讨论。
- ATX, 也就是标准的主板,通常io接口会比较齐全,通常支持4条
内存插槽
,多种规格的PCI-E插槽
,有很好的扩展性。 - M-ATX,紧凑型主板,这类主板根据排版,芯片组等因素,长宽不会很固定,但总体比ATX小很多;通常只有两条内存插槽2个不同规格PCI-E的插槽; 也有很好的扩展性,比较适合组装中小型机箱;
- ITX,迷你小型主板,尺寸一般都是17mm * 17mm 的正方形, 通常只有一个内存插槽,一个PCI-E,最多4个的stata插槽;扩展能力有限,很适合组装小型主机。
芯片组
主板上的使用了什么芯片组,也就决定了,这块主板能使用什么型号的CPU, 有怎样的功能;比如Intel H610 芯片组, 支持全系列的12代Inter CPU, 支持高清晰度音频技术,快速存储技术等;
同一代的芯片组的性能根据开头字母排序: H < B < Z
同样,芯片组也分为入门级,高端,旗舰等不同规格版本;这个从芯片组开头的名称可以看出,如H610,B660, Z690。 H610 则为入门级芯片组,B660 为中端,Z690则是高端。
不同等级的芯片组其性能,功耗,扩展,支持技术也有所不同。像早期4代,5代之前的H卡头的芯片组大多都不支持oc 超频,对cpu的支持也有所限制,更多的用于奔腾个赛扬等入门级CPU;而Z开头的,则兼容同代全系列的CPU, 支持CPU超频或内存超频等(需要CPU支持)。
不同代,不同产家对入门到旗舰的芯片组的功能都不尽相同。比如12代的芯片组H610就支持全系列的CPU;具体得看各个产家对产品的说明。
主板型号
主板型号的命名,不同产家都有这差不多的命名方式:
产家命名
+[产品线]
+芯片组-主板尺寸
产品后缀代号
如: ASUS ROG STIRX B660-I GAMING WIFI
产家是Asus
, 产品线是玩家国度 ROG STIRX
, 芯片组是B660
, 尺寸是I (mini-itx)
, 后缀是GAMING WIFI
;
各个产家对后缀的定义也不尽相同,如这里的
GAMING WIFI
表示这是一块适用于游戏,集成了WIFI的电竞主板。另外,型号ITX
尺寸的主板其代号不一定是I
,有事也可能是M
; 但有些产家的尺寸代号M
, 可能指的是ITX
。
主板插槽
CPU 插槽:
用于放CPU的地方,由扣具固定。根据针脚的数量分为不同的插槽型号,如LGA1700,在购买CPU的时候,相关介绍会说明支持怎样插槽内存槽
用于插内存,通常有2~4和插槽,内有有防呆豁口, 不同代的内存不能互插。-
PCI-E 槽
总线扩展接口,分为x1, x4, x16等规格,x16用于插显卡,或其他支持PCI-E协议的硬件, 4.0和3.0的 插槽规格不变,硬件向下兼容。x1和x4则更多用于网卡,声卡的扩展。在ATX 和 M-ATX至少会有x1 和 x16 插槽,而ITX主板仅有x16 插槽。
mini pci-e
更多用于WIFI和蓝牙网卡扩展,在以前的中高端的主板比较常见,特别是ITX主板,想要扩展无线和蓝牙,只拿过主板支持这个插槽才可以。在新的主板如12代主板,更多的是集成了wifi和蓝牙,阉割了这个插槽或改用更小ngff接口的m.2插槽。SATA 插槽
用于硬盘扩展,不管什么尺寸的主板,至少有4个及以上的插槽。stata接口协议分2.0, 2.5, 3.0, 但插槽规格是一样的。-
m.2 插槽
用于硬盘扩展,这类硬盘与传统的硬盘更想,速度更快;根据豁口的不同,又分为ngff和nvme, 其中ngff接口是sata协议,nvme接口多是pci-e协议,速度最快。
I/O 接口
位于主板侧面,通常都会有多个不同规格的
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
, 以及不管时代怎么进步,至少都会保留的PS/2
键鼠接口
ps/2 接口产生与上世纪80年代,但是不算时代怎么进步,再高端的台式主板上,都会有这个接口,哪怕用的人少之又少。那么,为什么还要保留PS/2着接口?
2、CPU (Intel)
CPU,也就是中央处理器,一台电脑最核心的部分,决定了这台主机的性能。 这里我介绍的仅以Intel的cpu 为例
CPU 参数
CPU, 我们需要关注这么几个参数核心数
, 缓存
, 主频
, 最大睿频
, 光刻工艺
, 支持内存规格
, 功耗
等。
参数字段 | 说明 | 举例 |
---|---|---|
核心线程 | CPU由几个核心组成,每个核心支持的线程 | 常见的如:4核8线程 |
缓存 | 用于暂存指令,容量越大越好,intel这叫二级缓存, 单位都是 M | |
主频 | CPU的运算频率,中高端的CPU,都有基本频率和睿频 | |
最大睿频 | CPU最高的频率,之类的睿频跟超频是两回事,有些低端的cpu并不支持睿频 | |
光刻工艺 | 就是几纳米的光刻工艺, 值越小越好 | 12代CPU是10纳米光刻 |
内存规格 | cpu所能支持的内存类型和内存,最大内存带宽 | 酷睿i5-12400F 最高支持 DDR5 4800 Mhz 内存,最大带宽76.8G / s |
功耗 | 性能越高的CPU,也意味着功耗越高,发热量也越高,主频,核心数等参数一样的前提下,功耗越低越好 | 高功耗也意味要使用更高功耗的电源和更好的散热方案 |
比如: 酷睿15-12400,6核6线程,18M二级缓存,主频2.5GHz,睿频4.4GHz,10纳米光刻工艺,支持最该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,这也是很多不良商家拿这些来忽悠小白的。比如很多服务器的CPU,核心数就很多,有些高达32核64线程,但是单核主频缺不高,肯本就带不动游戏;同样主频也不是越高越好,中高端的CPU频率都是有基本频率和最高睿频的,其中基本频率往往不会很高;而很多酷睿i3的入门级cpu,主频就很高,但是不支持睿频。
Intel 的 CPU
Intel的cpu,针对不同使用者对象,使用设备和场景,他们的cpu可分为凌动
, 赛扬
,奔腾
, 酷睿
, 至强
, 具体区分可看一下这张表:
每个家族又细分很多系列,比如奔腾有奔腾
, 奔腾金牌
, 奔腾银牌
; 酷睿有酷睿 i3
, 酷睿 i5
, 酷睿 i7
等
cpu的命名
Intel 的cpu 有明确的命名规则, 从命名可以看成绩CPU是哪个系列的,第几代等
命名规则:
Intel 家族
产品系列
-代数 + 信号 + 后缀
如:酷睿 i5-12400F, 是酷睿家族i5系列产品,12代的CPU, 型号400,后缀F代表没有核显,需要搭配独立显卡使用。
3、内存条
内存,它用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。说白了,内存的大小决定了能运行多少个软件的能力。
cpu 决定运行软件的速度,内存足够,低cpu, 很多软件也能运行,只是很慢,直到超时;而高cpu, 低内存,软件可能会存在奔溃闪退的情况。
内存的好坏,主要看的内存参数有代数
,容量
, 频率
,专业的还要看系统时钟
, 存取时间
,纵向地址脉冲
; 当然我不是很专业,这些就很小白了(= . =)
内存条根据平台不同,可分为笔记本内存,台式机内存条,服务器内存条,不同平台的内存不能互用;比如笔记本的内存条就比台式机的内存条短;这里仅介绍台式机的内存条;内存有不同的迭代,分为DDR2, DDR3,DDR4, DDR5等; 现在更新到第5代;
内存代数 | 常见评率 | 常见容量 | 最高带宽 | 备注 |
---|---|---|---|---|
DDR3 | 1066Mhz,1600Mhz, 1866 Mhz | 容量有2GB, 4GB,8GB; | 14.9GB/s | 三星出过16G单条的内存 |
DDR4 | 2133Mhz, 2400Mhz, 2600Mhz, 3200Mhz | 4GB,8GB, 16GB,32GB | 25.6GB/s | 四代的内存还分DDR4、LPDDR4、LPDDR4x |
DDR5 | 4800Mhz, 6400MHz | 8GB,16GB, 32GB | 32GB/s | 单条理论最高内存 128GB |
内存的一些知识:
1、ddr4 和 ddr5 的区别
2、DDR4、LPDDR4、LPDDR4x
3、内存规格是Mhz 还是 MT/s
4、硬盘
硬盘大家就很熟悉了,经常抱怨的就是硬盘容量不够什么的;这是个拿来存储系统文件,和用户数据用的。比如早期人们会习惯把一些什么小电影之类放在F盘...
硬盘根据存储介质的不同,可分为机械硬盘
,emmc硬盘
, 固态硬盘
。尺寸的不同也可分为3.5寸硬盘
,2.5寸硬盘
, mSata硬盘
, m.2硬盘
m.2 硬盘根据长度的不同,又分为
2240
,2260
,2280
;其中22只的是宽度22mm, 40,60,80则是宽度;2240 应该是最小的硬盘(除eemc外), 大小为22mm
*40mm
机械硬盘就是类似dvd那样,会有个磁盘,会通过高速旋转,由磁头来对数据进行读写;机械硬盘的读写速度会相对比较慢,普遍读的速度最高也在150M/s。但是会相对于固态便宜,且容量巨大,常见用于数据存储的机械硬盘容量会达到10Tb。
机械硬盘常见大小分为3.5寸
和2.5寸
;还有个指标就是转速,常见的有5400转
和7200转
,转速越快,读写也越快。
而最新的PCI-E 4.0 协议 的固态硬盘读取速度则会达到6GB/s, 相差近40倍
emmc 固态
常用于手机和平板设备,是直接焊接在主板上的,读写速度会略优于机械硬盘。优点就是他很小,功耗也极低,常用于手机上。缺点就是,不能更换或移植到其他设备。
emmc 5.1 读取的理论速度,会达到600MB/s
固态硬盘
固态硬盘是现在主流的存储介质;根据接口方案的不同,可分为sata固态,mSata固态,M.2固态
接口类型 | 接口规范 | 协议 | 说明 |
---|---|---|---|
sata | sata | 版本可分为sata2.5, sata3.0, 3.0最高读取600M/s | |
mSata | sata | ||
M.2 | ngff | sata | |
M.2 | nvme | pci-e | 主流有PCI-E 3.0 和PCI-E 4.0,4.0最高读取6GB/s |
-
mSata
-
ngff
-
nvme
固态颗粒
硬盘的颗粒可分SLC
,MLC
,TLC
,QLC
, 读写速度,硬盘寿命, 价格的排序:
SLC
> MLC
> TLC
> QLC
主流的硬盘大多采用SLC缓存 + TLC存储的方案;也就是说,当我们写入文件的时候,是先将数据写入缓存,再由缓存写入存储,这样技能保证读写速度,也能保证硬盘的价格。
固态硬盘是个属于反向升级的产品,也就是十年前的固态可能比现在的固态要好。主要原因在于存储颗粒上,为了让固态的价格越来越平民化,由早期的
SLC
颗粒逐渐的改用更廉价的TLC
或QLC
颗粒。
5、显卡GPU
显卡也叫GPU,主要更能就是用于显示画面,渲染视频用的, 主机如何没有显卡的话(cpu也不带核显的情况),则是无法在显示器上输出画面。很多CPU都是带有核心显卡的,也叫核显
。
这里介绍则是独立显卡。区别与核心显卡的是,独立显卡需要一张独立的主板,这主板上也有内存(显存
)、控制芯片(GPU
),I/O接口,独立的散热和独立供电,其性能远高于核显,游戏玩家会对显卡有较高要求。
早期的CPU是不带显卡功能的,主机也要单独安装显卡才能用。最早是AMD在自己的CPU中集成了显卡,也叫
APU
, 这波买CPU送显卡的操作,也不能不让Intel也在自家的CPU中集成了显卡。
显卡和CPU的科普
显卡参数
显卡的几个参数如下表,此处以影驰GeForce NVIDIA RTX 3090 Ti
显卡为例
参数名 | 说明 | 可能值 |
---|---|---|
核心频率 | 类似CPU的主频,其值越高,性能越强 | 1560-1860MHz |
制作工艺 | 与CPU的光刻工艺一样 | 8纳米 |
显存类型 | 与内存类型一样,也通过DDR 来标称第几代 | DDR6X |
显存频率 | 与内存频率一样,但要高于内存 | 21000MHz |
显存容量 | 与内存的容量一样 | 24GB |
I/O接口 | 类似主板的I/O接口,但仅有视频相关的接口 | HDMI接口 *1,DisplayPort接口 * 3 |
最大功耗 | 450W |
显卡芯片命名
这里只介绍英伟达NVIDIA的显卡(主要是对AMD也不了解呀)
与Intel的CPU类似显卡系列
+ 前缀(档次)
+ 代号
+ 档次
+ 0 + 后缀
- 系列分为: GeForce(娱乐),Quadro(专业绘图),Tesla(并联运算)
- 档次分为: GT(低端), GTS(入门),GTX 高端, RTX 新高端
- 代号大致如: 2,5,6,7,9,10,20,30, 数字越高性能越好
- 档次: 档次定位,1到9,数字越高性能越强
- 后缀分为:无后缀(普通版),SE(阉割版),S(增强版),Ti(大幅度增强版)
关于N卡的命名规则和具体型号我也闹不太清楚,都是网上找来别人整理的,但是每个人整理的又不太一样。
4 ~ 10 代的显卡多为GTX系列或GT系列, 如GT 710, GT 1030, GTX 770, GTX 1080等;而20 和 30的,多为RTX, 如 RTX 2060,RTX 3080 等
关于RTX 的光线追踪
RTX 也就是新高端显卡,区别与GTX, 处理性能的差异外,RTX还支持光线追踪。
显卡品牌与英伟达的关系
这里一直以来有个误区,我们说的显卡并不是英伟达生产制造的,英伟达是提供芯片,并将芯片卖给显卡产家,显卡产家再设计电路板,选取显存颗粒, 散热等零件组装成市场消费的显卡。比如华硕 ROG RTX 3090Ti
, 显卡产家是华硕
,ROG
是产品线, RTX 3090Ti
则是显卡芯片。
6、电源
电源,也就是给主机供电用的,电源很简单,我们只要了解两个点:
大小
, 功耗
电源尺寸
电源的大小规格有很多,常见以大到小可分为ATX
, SFX
, FLEX
- ATX电源就是标准大小电源,一般尺寸为
150 * 140 * 86mm
, 常用于标准机箱 - SFX电源,小号的电源, 一般尺寸
125 * 63.5 * 100mm
, 用于ITX机箱 - FLEX, 也叫
小1U电源
, 尺寸为150 * 81.5 * 40.5mm
, 体积最小,常用于服务器,很多itx爱好者会用在itx主机上。
功耗
电源常见功耗分为300W,350W, 450W, 500W, 750W等,如果使用的CPU和显卡都是高功耗的话,电源就得选高点的, 至于选多少功耗的电源合适,有个功耗计算工具,选取比计算结果功耗高点的电源即可。如果功耗不够的话,可能会存在开不了机,或者忽然断电重启的问题。
电源不在乎钱的话,可以选择高点功耗; 有个误区就是,选太高点的电源会不会更耗电,会不会烧掉之类的;这都不会,高功耗,只的是最高功耗,不会发生烧主板的问题;除非电源本身就有问题。
7、CPU散热器
散热器就是给CPU降温用的,因为CPU在使用的时候,会产生高温,不适用散热器的话,cpu的核心温度就很容易飚到一百度以上,然后就蓝屏关机了,cpu烧掉那不至于;不好的散热会导致CPU高温,很多CPU为了高温保护,都会采取降频的方式,这时候,电脑就会变得不是那么路畅;
给CPU散热可分为风冷式散热
和水冷式
散热
风冷式散热
顾名思义,就是通过铜管,鳍片等介质导热,然后用风扇吹风的方式将热量散出去。根据吹风的范式又可分为塔式散热
和下压式散热
-
塔式散热
塔式散热, 就是热量铜管铜管往上导,然后通过风扇横吹的方式,将热量带走;塔式散热的的效果会比下压的好;塔式散热根据形状和风扇数量又可细分为单塔单风扇
,单塔双风扇
,双塔单风扇
,双塔双风扇
,甚至也有双塔三风扇
下压式散热
下压式散热就是风往下吹(往主板吹)。这种散热,热量很容易在机箱内堆积,散热效果没有塔式的好,但是体型小巧,很适用于ITX这样子的小主机。
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;
散热器的风扇转速快,确实能有效的散热,同时也会有巨大噪声的问题;所以很多装机玩家会单独购买散热风扇来改装散热,让最快转速既快又小声。
水冷式散热
水冷就是通过液体循环的方式将带走热量,并通过冷排和风扇给液体降温。这种散热方式高效,稳定且安静。水冷式散热可分为一体式水冷
和分体式水冷
-
一体式水冷
一体式水冷,就是将液体、水管、泵头、冷排由厂家集成好的,这种水冷价格便宜,安装方便,同时也有良好的扇热。也是常见的水冷方式。
-
分体式水冷
即冷排,泵头,水管由玩家自行DIY,同时还会有个储水的水泵。这种散热器的散热效果最好,有很高的DIY空间。同样,这里水冷缺点也很多:DIY的成本大,一个高端的泵头可能就会达到千元的级别;其次是,DIY难度高,目前很少有商家会有卖成品,所有的材料都需要自己买回来,根据自己的机箱进行DIY;最后一点就是可能会有漏液的问题,因为我们很难做到水管的连接处绝对的密封,一旦漏液,就可能存在主板,cpu报废的风险。
散热效果从好到差是:
分体式水冷
>一体式水冷
>塔式锋冷
>下压式风冷
8、机箱散热
机箱散热就是安装在机箱内壁的散热器,主要作用是主动的将一边的风抽进来,在从另外一侧排出,能辅助CPU散热和给主板等其他器件散热。
机箱散热根据机箱的规格,可以安装多个散热;为了适配世面上的机箱,散热的风扇也有多种规格,大小可分为4cm,8cm, 9cm, 12cm等。后端也会有14mm和25mm。
对于很多ITX主机,碍于空间的限制是不支持机箱散热的。
很多机箱散热的风扇跟CPU散热的风扇是可以通用的。同样也要考虑最高转速和噪音问题。
9、机箱
机箱就是主机的外壳,把电源呀,主板呀都装里面;根据大小,常见的可分为ATX标准机箱
,MATX紧凑机箱
,ITX小型机箱
机箱一般要考虑的几点:
适用主板
标准机箱向下兼容,可以放进ATX, M-ATX, ITX等主板;但是ITX机箱仅能放进ITX主板硬盘位
标砖机箱一般可以放下多块3.5寸机械硬盘或者2.5寸硬盘(取决于主板上的sata插槽); 紧凑型机箱则较少,很多紧凑型可能放不下一块3.5的机箱硬盘;而ITX机箱,可能最多只能放下一块2.5寸的硬盘。适用电源大小
同等功耗下的电源,ATX会更便宜,且散热更好,噪音也会控制的更好;反之越小的电源,对散热,噪音就有更高的要求,价格也越贵。同样,标准机箱可以用ATX电源和SFX电源(可能需要转接板);MATX机箱更多的是使用SFX电源;ITX机箱为了小到极致,部分可用SFX电源,更多的是使用小1U电源
。散热器高度
如何要使用分体式水冷,只能用标准机箱或专门为水冷设计的机箱,这类机箱一般都会很大,且很花哨。大部分的标准机箱是支持一体式水冷和大部分高度的塔式散热;
很多MATX机箱也是可以放下塔式散热的,这时候需要考虑使用塔式散热器的高度,太高的话,则机箱侧板则盖不上。
同样,为了小到极致,ITX机箱只能用下压式散热。
总结
如何再购买电脑时,不会被商家忽悠?如果想要自己组装一台高性能的主机,如何升级下家里的电脑,那就从了解硬件开始。