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浅谈攒机(二)之 你了解硬件么?

2011-09-07 18:14:48 本文行家:o_xxxx_o

这一篇文章我们简单介绍下攒机所需要的各种硬件,每种硬件的参数各代表什么,以及在选购时更应该关注那些参数。

这一篇文章我们简单介绍下攒机所需要的各种硬件,每种硬件的参数各代表什么,以及在选购时更应该关注那些参数。

安装处理器安装处理器

 


 

中央处理器(cpu)

 

       中央处理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。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、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。

       在这里对于cpu的工作原理和组成结构这些专业方面的内容就不过多介绍,毕竟这些内容与我们的攒机工作相去甚远,抱有学习态度的同学可以继续朝着些方面探索。

       下面我们主要介绍一下大家在选购时最关注的一些数据的意义:

主频
  主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。
  CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但并不是一个简单的线性关系。 所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强(Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标。
外频
  外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
  目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈。
前端总线(FSB)频率
  前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,现在的支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
  外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
  其实现在“HyperTransport”构架的出现,让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发生了变化。IA-32架构必须有三大重要的构件:内存控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组 Intel 7501.Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题,而且更有效地提高了总线带宽,比方AMD Opteron处理器,灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
CPU的位和字长
  位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。
  字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
倍频系数
  倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Intel 酷睿2 核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。
缓存
  缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
  L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。
  L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
  L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
  其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
  但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
CPU扩展指令集
  CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。
  从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有四个种类),而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended,此为AMD猜测的全称,Intel并没有说明词源)、SSE、SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。
  通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。
CPU内核和I/O工作电压
  从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

 

显卡

       显卡全称显示接口卡(Video card,Graphics card),又称为显示适配器(Video adapter),显示器配置卡简称为显卡,是个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途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。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务,对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。 民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(ATI)和Nvidia(英伟达)两家。

       显卡主要分为集成显卡和独立显卡两种

       集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上,与主板融为一体;集成显卡的显示芯片有单独的,但大部分都集成在主板的北桥芯片中;一些主板集成的显卡也在主板上单独安装了显存(多数显卡共享系统内存),但其容量较小,集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱,不能对显卡进行硬件升级,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。

       独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上,自成一体而作为一块独立的板卡存在,它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E)。

       具体请根据自己的需要进行选购

       集成显卡功耗低、发热量小、部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡,可以不用花费额外的资金购买显卡。如若平时使用电脑只是浏览网页、看电影等普通操作的话,大可选择集成显卡。

       独立显卡单独安装有显存,一般不占用系统内存,在技术上也较同时代的集成显卡先进得多,比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能,容易进行显卡的硬件升级。对于平时玩大型3d游戏或制图的同学来说,独立显卡是其不二选择。

       这里简单介绍一下时下流行的双卡技术

       SLI和CrossFire分别是Nvidia和ATI两家的双卡或多卡互连工作组模式。其本质是差不多的,只是叫法不同而已。

       SLI Scan Line Interlace(扫描线交错)技术是3dfx公司应用于Voodoo 上的技术,它通过把2块Voodoo卡用SLI线物理连接起来,工作的时候一块Voodoo卡负责渲染屏幕奇数行扫描,另一块负责渲染偶数行扫描,从而达到将两块显卡“连接”在一起获得“双倍”的性能。SLI中文名速力,到2009年SLI工作模式与早期Voodoo有所不同,改为屏幕分区渲染。
  CrossFire,中文名交叉火力,简称交火,是ATI的一款多重GPU技术,可让多张显示卡同时在一部电脑上并排使用,增加运算效能,与NVIDIA的SLI技术竞争。CrossFire技术于2005年6月1日,在Computex Taipei 2005正式发布,比SLI迟一年。从首度公开截至2009年,CrossFire经过了一次修订。
支持条件
  组建SLI和Crossfire,需要几个方面。
  1.需要2个以上的显卡,必须是PCI-E,不要求必须是相同核心,混合SLI可以用于不同核心显卡。

       2.需要主板支持,SLI授权已开放,支持SLI的主板有NV自家的主板  从上到下8800GTS(G80) 6800Ultra 6800GT和Intel的主板,如570 SLI(AMD)、680i SLI(Intel)。Crossfire开放授权INTEL平台较高芯片组,945.965.P35.P31.P43.P45.X38.X48.。AMD自家的770X 790X 790FX 790GX均可进行crossfire。

       3.系统支持。
  4.驱动支持。

       无论是Nvidia还是ATI,均可用自己最新的集成显卡和独立显卡进行混合并行使用,但是由于驱动原因,Nvidia的MCP78只能和低端的8400GS,8500GT混合SLI,ATi的780G,790GX只能和低端的2400PRO/XT,3450进行混合Crossfire。
    不同型号显卡之间进行Crossfire
  ATI部分新产品支持不同型号显卡之间进行交火,比如HD3870X2 与HD3870组建交火系统,或者HD4870与HD4850之间组建交火系统。这种交火需要硬件以及驱动的支持,并不是所有型号之间都可以。HD4870与HD4850交火已取得不错的成绩。

制造工艺
  制造工艺指得是在生产GPU过程中,要进行加工各种电路和电子元件,制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以nm(纳米)来表示(1mm=1000000nm),精度越高,生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件,连接线也越细,提高芯片的集成度,芯片的功耗也越小。
  制造工艺的微米是指IC(integrated circuit 集成电路)内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工艺在1995年以后,从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.09微米,再到主流的65 纳米、55纳米、40纳米。
核心频率
  显卡的核心频率是指显示核心的工作频率,其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能,但显卡的性能是由核心频率、流处理器单元、显存频率、显存位宽等等多方面的情况所决定的,因此在显示核心不同的情况下,核心频率高并不代表此显卡性能强劲。比如GTS250的核心频率达到了750MHz,要比GTX260+的576MHz高,但在性能上GTX260+绝对要强于GTS250。在同样级别的芯片中,核心频率高的则性能要强一些,提高核心频率就是显卡超频的方法之一。显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家,两家都提供显示核心给第三方的厂商,在同样的显示核心下,部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率,使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。

显存类型

       显卡上采用的显存类型主要有SDR、DDR SDRAM、DDR SGRAM、DDR2.GDDR2.DDR3.GDDR3.GDDR4.GDDR5。
  DDR SDRAM 是Double Data Rate SDRAM的缩写(双倍数据速率) ,它能提供较高的工作频率,带来优异的数据处理性能。
  DDR SGRAM 是显卡厂商特别针对绘图者需求,为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率,从同步动态随机存取内存(SDRAM)所改良而得的产品。SGRAM允许以方块(Blocks) 为单位个别修改或者存取内存中的资料,它能够与中央处理器(CPU)同步工作,可以减少内存读取次数,增加绘图控制器的效率,尽管它稳定性不错,而且性能表现也很好,但是它的超频性能很差。
  目前的主流是GDDR3和GDDR5。

显存带宽

       显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则相同频率下所能传输的数据量越大。2010年市场上的显卡显存位宽主要有128位、192位、256位几种。而显存带宽=显存频率X显存位宽/8,它代表显存的数据传输速度。在显存频率相当的情况下,显存位宽将决定显存带宽的大小。例如:同样显存频率为500MHz的128位和256位显存,它们的显存带宽分别为:128位=500MHz*128/8=8GB/s;而256位=500MHz*256/8=16GB/s,是128位的2倍。显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的,显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成。显存位宽=显存颗粒位宽×显存颗粒数。显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号,可以去网上查找其编号,就能了解其位宽,再乘以显存颗粒数,就能得到显卡的位宽。其他规格相同的显卡,位宽越大性能越好。

显存容量

       其他参数相同的情况下容量越大越好,但比较显卡时不能只注意到显存(很多js会以低性能核心配大显存作为卖点)。比如说384M的9600GSO就远强于512M的9600GSO,因为核心和显存带宽上有差距。选择显卡时显存容量只是参考之一,核心和带宽等因素更为重要,这些决定显卡的性能优先于显存容量。但必要容量的显存是必须的,因为在高分辨率高抗锯齿的情况下可能会出现显存不足的情况。目前市面显卡显存容量从256MB-4GB不等。

显存速度

       显存速度一般以ns(纳秒)为单位。常见的显存速度有1.2ns、1.0ns、0.8ns等,越小表示速度越快、越好。显存的理论工作频率计算公式是:等效工作频率(MHz)=1000×n/(显存速度)(n因显存类型不同而不同,如果是GDDR3显存则n=2;GDDR5显存则n=4)。

显存频率

       显存频率一定程度上反应着该显存的速度,以MHz(兆赫兹)为单位。显存频率的高低和显存类型有非常大的关系:
  SDRAM显存一般都工作在较低的频率上,此种频率早已无法满足显卡的需求。
  DDR SDRAM显存则能提供较高的显存频率,所以目前显卡基本都采用DDR SDRAM,其所能提供的显存频率也差异很大。目前已经发展到GDDR5,默认等效工作频率最高已经达到4800MHZ,而且提高的潜力还非常大。
  显存频率与显存时钟周期是相关的,二者成倒数关系,也就是显存频率(MHz)=1/显存时钟周期(NS)X1000。如果是SDRAM显存,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz;而对于DDR SDRAM,其时钟周期为6ns,那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz,但要了解的是这是DDR SDRAM的实际频率,而不是平时所说的DDR显存频率。因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输,一个周期传输两次数据,相当于SDRAM频率的二倍。习惯上称呼的DDR频率是其等效频率,是在其实际工作频率上乘以2的等效频率。因此6ns的DDR显存,其显存频率为1/6ns*2=333 MHz。但要明白的是显卡制造时,厂商设定了显存实际工作频率,而实际工作频率不一定等于显存最大频率,此类情况较为常见。不过也有显存无法在标称的最大工作频率下稳定工作的情况。

       其次,显卡的输出接口也是在购买显卡是必须考虑的问题,例如对高清视频特别热衷的用户应选购有hdmi接口的显卡。

      最后,在显卡的选购上,还是要遵循够用即可的原则,若不是硬件发烧友则不比去追潮流尖端的设备,电子产品近期的发展趋势十分迅猛,只怕过不了几天就会过时,所以尽量在资金允许的情况下选择最适合自己的就好。

主板

       主板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)。它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

       主板采用了开放式结构。主板上大都有6-15个扩展插槽,供PC机外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换这些插卡,可以对微机的相应子系统进行局部升级,使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之,主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色。可以说,主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次,主板的性能很大程度上影响着整个微机系统的性能。

主板的选购原则

电脑的主板对电脑的性能来说,影响是很重大的。曾经有人将主板比喻成建筑物的地基,其质量决定了建筑物坚固耐用与否;也有人形象地将主板比作高架桥,其好坏关系着交通的畅通力与流速。
  工作稳定,兼容性好。
  功能完善,扩充力强。
  使用方便,可以在BIOS中对尽量多参数进行调整。
  厂商有更新及时、内容丰富的网站,维修方便快捷。
  价格相对便宜,即性价比高。

硬盘、光驱、电源、机箱

       之所以把这几个组件放到一起讲,是因为这几样配件的选购所涉及的专业知识较少,这里只挑最重要的几点和大家说一下。

硬盘

硬盘的性能主要取决于容量和传输速度,传输速度又决定与硬盘的转速。市面上主流的产品容量为320g、500g、1t、2t这几种,转速主要为5400转、7200转这两种。选购时根据平时使用的情况进行选择,若是当作系统盘,可以选购7200转的来提高系统运行速度,对运行速度要求高的甚至可以选购ssd固态硬盘来做系统。这里推荐有条件的选购西数黑盘,经使用发现此种硬盘吞吐量大且长时间使用还保持稳定。

光驱

有DVD刻录、非刻录;蓝光刻录、非刻录等几种,倍速上有4x、8x、12x、16x等若干种。可以根据需要进行选购。

电源

根据设备需求选择500w以下,500w以上,750w,或更高功率的电源。

机箱

机箱的选择主要以散热能力和个人爱好来决定,当然也要有足够的容量来容纳组件才行。

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