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個人電腦架構與相關裝置檔案

計算機五大單元:

 

電腦按用途分類:

  • 超級計算機
  • 大型計算機
  • 迷你電腦
  • 工作站
  • 微電腦

 

CPU晶片架構

  • CPU的工作頻率:外頻與倍頻

       早期的 CPU 架構主要通過北橋來連結系統最重要的 CPU、記憶體與顯示卡裝置。因為所有的設 備都得通過北橋來連結,因此每個裝置的工作頻率應該要相同。 於是就有所謂的前端匯流排 (FSB) 這個東西的產生。但因為 CPU 的運算速度比其他的裝置都要來的快,又為了要滿足 FSB 的頻率,因此廠商就在 CPU 內部再進行加速, 於是就有所謂的外頻與倍頻了。

      總結來說,在早期的 CPU 設計中,所謂的外頻指的是CPU與外部元件進行資料傳輸時的速 度,倍頻則是 CPU 內部用來加速工作效能的一個倍數, 兩者相乘才是CPU的頻率速度。例 如 Intel Core 2 E8400 的內頻為 3.0GHz,而外頻是333MHz,因此倍頻就是9倍。

       超頻指的是: 將CPU的倍頻或者是外頻通 過主機板的設定功能更改成較高頻率的一種方式。但因為CPU的倍頻通常在出廠時已經被鎖定而無法修改, 因此較常被超頻的為外頻。

  • 匯流排寬度

      與匯流排寬度相似的,CPU每次能夠處理的資料量稱為字組大小(word size), 字組大小依據 CPU的設計而有32位與64位。我們現在所稱的電腦是32或64位主要是依據這個 CPU解析的 字組大小而來的。

  • 記憶體

      DRAM根據技術的更新又分好幾代,而使用上較廣泛的有所謂的SDRAM與DDR SDRAM兩 種。 這兩種記憶體的差別除了在於腳位與工作電壓上的不同之外,DDR是所謂的雙倍資料傳送 速度(Double Data Rate), 他可以在一次工作週期中進行兩次資料的傳送,感覺上就好像是CPU的倍頻啦! 所以傳輸頻率方面比SDRAM還要好。

       SRAM在設計上使用的電晶體數量較多,價格 較高,且不易做成大容量,不過由於其速度快, 因此整合到CPU內成為快取記憶體記憶體以加快 資料的存取是個不錯的方式。

      現在的 BIOS 通常是寫入類似快閃記憶體或 EEPROM 中,以修正BIOS程式碼。

  • 顯示卡

       PCIe(PCI-Express)使用的是類似管線的概念來處理,在 PCIe 第一版 (PCIe 1.0) 中,每條管線可以具有250MBytes/s的頻寬效能, 管線越多(通常設計到 x16 管線)則總頻寬越高。

與螢幕介面:

D-Sub (VGA端子),為較早之前的連線介面,主要為 15 針的連線,為模擬訊號的傳 輸,當初設計是針對傳統影象管螢幕而來。

DVI,共有四種以上的接頭,較常見的為僅提供數碼訊號的 DVI-D,以 及整合數碼與模擬訊號的 DVI-I 兩種。DVI 常見於液晶螢幕的連結。

HDMI,相對於 D-sub 與 DVI 僅能傳送影像資料,HDMI 可以同時傳送影像與聲音,因此 被廣泛的使用於電視螢幕中。

Display port,與 HDMI 相似的,可以同時傳輸聲音與影像。

  • 硬碟與儲存裝置

傳統磁碟介面包括有 SATA, SAS, IDE 與 SCSI,USB, eSATA 等等,目前 IDE 已經被 SATA 取代,而 SCSI 則被 SAS 取 代。

 

 

        因為 SATA 傳輸介面傳輸時,通過的資料驗演算法的關係,當傳輸 10 位編碼時,僅有 8 位為數 據,其餘 2 位為檢驗之用。因此頻寬的計算上面, 使用的換算 (bit 轉 Byte) 為 1:10 而不 是 1Byte=8bits。

 

SAS介面:

序列式 SCSI (Serial Attached SCSI, SAS),介面的速度比 SATA 來的快,而且連線的 SAS 硬碟的碟片轉速與傳輸的速度也都比 SATA 硬碟好,還支援熱拔插。

USB介面:

固態硬碟 (Solid State Disk, SSD)

近年來在測試磁碟的效能時, 有個很特殊的單位,稱為每秒讀寫操作次數 (Input/Output Operations Per Second, IOPS)!這個數值越大,代表可操作次數較高,效能更好。

 

PCIe 有不同的通道數,基本上常見的就是 x1, x4, x8, x16 等,個人電腦主 板常見是 x16 的,一般中階伺服器則大多有多個 x8 的介面, x16 反而比較少見。這些介面 在主機板上面的設計,主要是以插槽的長度來看的。

  • 裝置I/O位址與IRQ中斷通道

       如果I/O位址想成是各裝置的門牌號碼的話,那麼IRQ就可以想成是各個門牌連線到郵件中心 (CPU)的專門路徑。各裝置可以通過IRQ中斷通道來告知CPU該裝置的工作情況,以方 便CPU進行工作分配的任務。

  • CMOS和BIOS

        CMOS主要的 功能為記錄主機板上面的重要引數, 包括系統時間、CPU電壓與頻率、各項裝置的I/O位址與 IRQ等,由於這些資料的記錄要花費電力,因此主機板上面才有電池。 BIOS為寫入到主機板上某 一塊 flash 或 EEPROM 的程式,它可以在開機的時候執行,以載入CMOS當中的引數, 並嘗試呼叫儲存裝置中的開機程式,進一步進入作業系統當中。BIOS程式也可以修改CMOS中的資料。

  • 能源轉換率

電源供應器出廠前會有一些測試資料,最好挑選高轉換率的電源供應器。 所謂的高轉換率指的是“輸出的功率/輸入的功率”。