天天看點

03、計算機硬體組成(二)

作者:孫小逗6

四、記憶體(memory)

4.1 記憶體說明

易失性儲存設備、永久性儲存設備

記憶體,是作為CPU和硬碟之間互動資料時的緩沖區,提高CPU的使用效率,本身是儲存設備,有個特點就是記憶體中的資料斷電會丢失,硬碟中的資料不會斷電消失。運作起來的程式和程式中臨時産生的資料都會先儲存在記憶體中。手機上我們不叫記憶體,叫做運作記憶體,好多人說手機記憶體其實它說的是手機磁盤的存儲容量,比如我們可能聽過什麼8+256,8表示的是8G運作記憶體,256G說的是存儲,也就是硬碟容量。

記憶體的代數:記憶體主頻和CPU主頻一樣,用來表示記憶體的速度,它代表着該記憶體所能達到的最高工作頻率。記憶體主頻是以MHz(兆赫)為機關來計量的

DDR 133MHZ、266MHz等頻率

DDR2 533MHZ、800MHZ等頻率

DDR3 066MHz、1333、1600等頻率

DDR4 2400Mhz、2933Mhz、4300MHZ等頻率,目前記憶體的規格主要是DDR4。

DDR5 6400MHz等頻率

DDR記憶體一開始生産出來的時候頻率是比較低的,因為當時的CPU頻率也低,後來慢慢更新,越來越高。

DDR3和DDR4圖檔對比

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記憶體廠商:三星、海力士、鎂光、凱俠(原來的東芝)、長江等等原廠廠商,還有一些二次加工的廠商,比如金士頓等等好多

魯大師如下,看到記憶體是海力士DDR4的,DDR4的頻率一般不會達到4267MHz的,但是很明顯我的超 頻了,并且顯示出了很多個記憶體插槽通道,說明記憶體是焊死在主機闆上的,不可以更換。如果你的隻 看到了ChannelA或者ChannelA和channelB,那麼說明你的記憶體條是可以拆下來更換更新的。

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4.2 記憶體顆粒

記憶體顆粒:其實就是記憶體中的晶片,記憶體的存儲能力就靠它。4G的記憶體,如果有8個記憶體顆粒,那麼每個記憶體顆粒的空間大小為4*1024/8=512MB。

金士頓的記憶體顆粒

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三星的記憶體顆粒

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4.3 記憶體雙通道技術

當我們有兩根記憶體時,就可以使用到雙通道技術,一塊資料可以分兩部分寫入到兩個記憶體中,速度更 快,效率更高

如何知道你的電腦是否支援雙通道呢,看下面這個主機闆的記憶體插槽

兩個灰色的,兩個黑色的,兩個同顔色的組成雙通道,比如兩個灰色的就可以組成雙通道,比如你插入 兩根記憶體條,那麼插記憶體的時候,選擇同色的插入。如果是一根記憶體條,那麼随便插。兩個雙通道叫做 四通道,上面這個就支援四通道。但是不管是雙通道還是四通道,都要求記憶體條的容量是相等的。是以如果說同樣16G的記憶體,兩根8G記憶體條比一根16G記憶體效率高,但是穩定性差一些,有一個有問題,電腦都容易崩潰。

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五、硬碟(disk)

永久存儲性裝置:電腦硬碟、移動硬碟、U盤、機身記憶體

世界第一塊硬碟叫做350RAMAC,是1956年誕生的,IBM公司生産的,比冰箱大,1噸重,隻有5MB的 容量。采用50片直徑為24英寸的盤片,存儲容量隻有5MB,僅僅可以存下一首歌曲而已

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5.1 機械硬碟(HDD)

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下機械硬碟内部結構:

機械硬碟的内部結構主要由馬達、磁盤、磁頭臂、磁頭組成。

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磁盤上是磁性物質,通過磁性物質來進行資料的存儲,通過寫磁頭寫入資料,通過讀磁頭,讀取資料。

磁盤是密封的,裡面一般都是填充氦氣的密度更低,磁盤旋轉的阻力更小,磁頭可以懸停在盤面上更近的距離,于是就可以在相同的體積的盤腔内,安裝更多的盤片和磁頭,實作更大的磁盤容量。降低存儲成本。磁盤雖然是全密封結構,但是還是難免會有氦氣洩漏的問題,氦氣盤的質保一般是5年,對于廠家來說,隻要5年内,氦氣沒有漏光就可以。氦氣洩漏後,空氣會進入,空氣進入後,氣體的密度增加,影響磁盤的正常運作,氮氣洩漏到一定程度後,磁盤會進入寫保護的狀态,同時磁盤告警,這個時候,隻能将磁盤的資料讀取出來,抓緊時間進行資料備份。

機械硬碟工作原理: 機械硬碟在工作的時候,磁頭會懸浮于磁盤面上方幾納米的距離。磁盤面上有很多的小格子,小格子内有 很多的小磁粒。這些磁盤上的磁粒有一定的極性,當磁粒極性朝下的時候記為0,磁粒極性朝上的時候記為1, 這樣磁頭就可以通過識别磁盤磁粒的極性讀取資料了。而磁頭也可以利用其變化的磁場改變磁盤磁粒的極性, 這樣就做到寫入和改寫磁盤資料了。

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機械硬碟名額

  • 轉速:硬碟轉速以每分鐘多少轉來表示,機關表示為RPM 比如:7200RPM,那麼就是一分鐘硬碟的轉軸可以旋轉7200轉 7200轉的一般是給桌上型電腦安裝用的,5400轉的一般是給筆記本準備的,因為硬碟轉速越快,聲音越大, 是以筆記本為了靜音,會用轉速相對低的硬碟,而桌上型電腦一般不考慮這個,因為桌上型電腦的CPU風扇、顯示卡風扇 等都會響,不差硬碟這點聲音。伺服器的專用硬碟一般是10000轉、15000轉的。
  • 大小分類:桌上型電腦上硬碟為3.5寸,筆記本上是2.5寸
  • 接口分類:IDE接口、SATA接口、SCSI接口、SAS接口、M.2接口,IDE接口比較老,現在主流硬碟接口 為SATA3.0接口,SAS接口主要用在伺服器上,普通電腦沒有SAS接口,M.2是現在比較新的接口,傳輸速度比 SATA快很多,SATA接口的傳輸速度極限也超不過700M/s,M.2接口的速度輕松達到上千M/s,以後M.2接口 會成為趨勢。IDE接口的隻有機械硬碟,SATA接口有機械硬碟、也有固态硬碟,而且IDE接口的硬碟隻有3.5 寸的,SATA的是2.5和3.5寸的都有,我們買什麼樣的硬碟也要看主機闆上有什麼樣的接口。M.2接口的隻有固态硬碟。
  • 硬碟傳輸速度:100M-300M不等,極限的時候一般也超不過300M,而現在固态硬碟輕輕松松就能達到 300M的速度,那麼其實你會發現,以前沒有固态硬碟的時候你不管買再好的CPU、記憶體、顯示卡等,有時候速度,比如開機速度還是提不上去,那就是因為機械硬碟本身的速度就比較低。有了固态硬碟之後,加載速度提 升了太多了。

5.2 固态硬碟(SSD)

快固态硬碟:Solid State Disk或Solid State Drive,簡稱SSD,原理是電子存貯,将電子通過絕緣層囚禁起來來完成資料的存儲,裡面用到的是和手機中閃存一樣的材質。比機械硬碟更穩定耐用,也更薄,但是更貴。

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六、顯示卡

6.1 顯示卡說明

顯示卡的好壞直接影響畫面的流暢度,一般大型遊戲都會有一些電腦的推薦配置,裡面就會說到顯示卡。

顯示卡是個人計算機基礎的組成部分之一,将計算機系統需要的顯示資訊進行轉換加工處理并且驅動顯示器,并向顯示器提供逐行或隔行掃描信号,控制顯示器的正确顯示,是連接配接顯示器和個人計算機主機闆的重要元件.

顯示卡又稱顯示卡(Video card),是計算機中一個重要的組成部分,承擔輸出顯示圖形的任務,對喜歡玩 遊戲和從事專業圖形設計的人來說,顯示卡非常重要。主流顯示卡的顯示晶片主要由NVIDIA(英偉達)和AMD(超威半導體)兩大廠商制造,通常将采用NVIDIA顯示晶片的顯示卡稱為N卡,而将采用AMD顯示晶片的顯示卡稱為A卡。現在Intel也開始做顯示卡了,比如筆記本的有個銳炬顯示卡就是Intel的、還有arc顯示卡等。英偉達之前也想進軍CPU領域,之前想收購ARM,但是沒有收購成功。

顯示卡是插在主機闆上的擴充槽裡的(一般是PCI-E插槽,此前還有AGP、PCI、ISA等插槽)。它主要負責 把主機向顯示器發出的顯示信号轉化為一般電氣信号,使得顯示器能明白個人計算機在讓它做什麼。顯示卡主要由顯示卡主機闆、顯示晶片、顯示存儲器、散熱器(散熱片、風扇)等部分組成。顯示卡的主要晶片叫“顯示晶片” (Video chipset,也叫GPU或VPU,圖形處理器或視覺處理器),是顯示卡的主要處理單元。顯示卡上也有和計算機存儲器相似的存儲器,稱為“顯示存儲器”,簡稱顯存。

英偉達顯示卡曆史:

200系列: gt210、gt220...gtx280

300系列: gt310、gt320... ...

900系列: gt940、gtx950、gtx960...

1000系列:gt1030、1050...1080、1080ti,ti我們有時候叫做泰坦(titan),就是加強版的意思。

RTX 2000系列:2060、2070、2080...之前是gtx系列,到了2000系列之後叫RTX了,支援光追技術,讓遊戲的畫面更加逼真。

RTX 3000系列:3050、3060...3090ti

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顯示卡性能天梯圖:https://m.somode.com/course/5620.html?ivk_sa=1024320u,這天梯圖裡面寫的 基本都是桌上型電腦的顯示卡,一般筆記本的顯示卡型号後面都會帶一個M,比如GTX980M,帶M的表示這是移 動端使用的顯示卡型号,由于筆記本要考慮散熱問題,所有性能比桌上型電腦的都要低一些,比如GTX980M和 桌上型電腦的GTX970性能差不多。

6.2 性能參數

顯存: 顯存,也被叫做幀緩存,它的作用是用來存儲顯示卡晶片處理過或者即将提取的渲染資料。如同計算機的記憶體一樣,顯存是用來存儲要處理的圖形資訊的部件。我們做圖像處理、觀看視訊等一秒24幀(一幀可以了解為 一個圖檔或者說一個靜止的畫面,通常用fps(Frames Per Second)表示)的頻率才能用肉眼看上去比較流暢,但其實作在很多電影一般都不低于每秒30幀,玩遊戲的時候也會問多少幀,有的顯示器每秒鐘最多顯示60 幀就打滿了,高性能一些的可能能夠達到fps90、120等,但是如果隻是顯示卡fps高也不一定就不卡,還要看顯示器能支援多大的fps,比如顯示卡支援90fps,但是顯示器隻支援60fps,那麼就會丢失30幀,看上去畫面就 卡。比如我的顯示器是1080p,顯示器所謂的1080P顯示是指達到1920×1080的分辨率的顯示,是數字電影成像技術和計算機技術的完美融合。

還有2k顯示器,分辨率為2560*1440,4k的分辨率為4096*2160,還有非标準的分辨率也當作4k,比如3840*1920。分辨率越高的圖檔,圖檔的大小越大,占用的空間也會越大,這就是為什麼顯存的大小一直在增大,有4G、8G、12G、24G等等,那麼你玩遊戲比如需要fps為90,那麼也就是說每秒鐘要顯示90張圖檔,這些圖檔資料要緩存,分辨率要求越高,那麼就需要更大的顯存空間。買顯示卡的時候,自己要先把想買的顯示卡詳細型号查一下,别被忽悠了。顯存決定最大支援的分辨率。

顯存頻率:顯存頻率是指預設情況下,該顯存在顯示卡上工作時的處理資料的頻率,以MHz(兆赫茲)為機關。顯存頻率一定程度上反應着該顯存的速度,頻率越高,處理速度越快。

顯存位寬:位寬就是記憶體或顯存一次能傳輸的資料量。簡單地講就是一次能傳遞的資料寬度,就像公路的車道 寬度,雙向四車道、雙向六車道,當然車道越多一次能通過的汽車就越大,是以位寬越大,一次性能輿的資料就越多,對顯示卡來說對性能的提高很明顯。64位、128位、192位、256位、512位等。 顯存帶寬=顯存頻率X顯存位寬/8,那麼在顯存頻率相當的情況下,顯存位寬将決定顯存帶寬的大小。同樣顯存頻率為500MHz的128位和256位顯存,那麼它倆的顯存帶寬将分别為:128位=500MHz*128∕8=8GiB/s,而 256位=500MHz*256∕8=16GiB/s,是128位的2倍,可見顯存位寬在顯存資料中的重要性。

CUDA核心:顯示卡内部的處理器,這個數量越多,處理能力越強,顯示卡越好,4864個

顯示卡接口:VGA、HDMI、DVI、DP

6.3 顯示卡接口類型

也就是我們主機闆上插顯示器的插口,現在最新的電腦基本沒有VGA接口了,基本淘汰了。VGA接口接收的模拟信号,HTMI、DP、DVI都是數字信号。

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模拟信号和數字信号差別

1、時間連續性不同:

1)模拟信号時間上是連續的;

2)數字信号時間上不是連續的。

2、幅度變化不同:

1)模拟信号指幅度的取值是連續的(幅值可由無限個數值表示)。

2)數字信号指幅度的取值是離散的,幅值表示被限制在有限個數值之内。

3、信号傳輸方式不同:

1)模拟信号是用模拟量的電壓或電流來表示的電視信号;

2)數字信号是通過0和1的數字串所構成的數字流來傳輸的。

4、保密性不同:

1)模拟信号的微波通信和有線明線通信,很容易被竊聽。隻要收到模拟信号,就容易得到通信内容。

2)數字信号保密性較強,語音信号可以先進行加密處理,再進行傳輸,在接收端解密後再變換還原成模拟信

号。

模拟信号特點:其精确的分辨率,在理想情況下,它具有無窮大的分辨率;當達到相同的效果,模拟信号處理

比數字信号處理更簡單。

數字信号特點:抗幹擾能力強、無噪聲積累

七、主機闆

CPU是電腦的核心,主機闆是電腦的架構或者說總管,所有的電腦元件都是通過它來進行聯通的,主機闆上有很多的接口,硬體直接插到接口上來進行使用。

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生成主機闆的廠商有很多,主機闆要和CPU接口類型一緻,不然CPU不能用,是以每當Intel釋出一款新的CPU之後,很多下遊主機闆廠商都會搶着生産對應的主機闆。主機闆也分檔次:高端、中端、低端。比如Z690等Z系列的屬于高端、B66等B系列的屬于中端、H610等H系列的屬于低端的,這些是Intel劃分出來的,然後各個廠商按照這個檔次來進行生産。越高端的闆子可以使用的功能越多,同功能的性能越好,擴充性也好,比如插槽多、網卡支援的帶寬高、最大支援的記憶體容量也大等等,我們一般都會選擇中端B系列,成本效益相對好一些。

intel: 對應的主機闆廠商:華碩、技嘉、七彩虹、微星、銘瑄、盈通、昂達等等

AMD: 對應的主機闆廠商:華碩、技嘉、七彩虹、微星、銘瑄、盈通、昂達等等

結實耐用的話首選華碩,但是相對貴,如果考慮成本效益,就用其他幾個的

CPU插槽:插槽是按照CPU的針腳來的,也分很多代,intel基本上兩代換一個插槽,比如LGA1700是針 對12代處理器的,LGA1200是針對10和11代處理的。如果我們的電腦出版壞了,CPU挺不錯,那麼就可 以換一個主機闆即可,但是主機闆也是要針對CPU的版本來。 支援的記憶體類型:主機闆支援什麼樣的記憶體類型,你買對應記憶體時,也要對應好類型,記憶體類型目前主要 有DDR3、DDR4、DDR5三種。 主機闆支援的記憶體容量主要是看CPU和主機闆插槽的數量。 主機闆支援的顯示卡數量,比如支援插入兩塊顯示卡,那麼比一塊顯示卡的效率就高一些,大概能提升60%,兩個顯示卡配合使用,我們稱之為交火(CrossFire)。不是說随便兩個顯示卡就能交火,這個要看顯示卡是否支援。雙顯示卡适合打大型遊戲的朋友。

八、其他裝置

電源:這個主要看CPU的功耗和顯示卡的功耗,其他的部件功耗比較低,CPU功耗+顯示卡功耗 < 電源瓦數 還有一些其他部件,比如主機箱、鍵鼠、鍵盤、顯示器、聲霸卡、網卡等就先不多提了。

功耗我們可以通過魯大師等工具來進行計算

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