1. 主板

1.1 主板的作用

主板就是安置在机箱中的高度集成的电路板，也叫母板，是计算机最基本也是最重要的部件之一，在整个计算机系统中扮演着举足轻重的角色。主板制造质量的高低，决定了硬件系统的稳定性。主板与CPU关系密切，每一次CPU的重大升级，必然导致主板的换代。

板的主要功能是传输各种电子信号，部分芯片也负责初步处理一些外围数据。计算机主机中的各个部件都是通过主板来连接的，计算机在正常运行时对系统内存、存储设备和其他I/O设备的操控都必须通过主板来完成。

计算机性能是否能够充分发挥，硬件功能是否足够，以及硬件兼容性如何等，都取决于主板的设计

1.2 主板结构

  • AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，已经淘汰
  • LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见
  • E-ATX和W-ATX则多用于服务器/工作站主板
  • ATX是市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构
  • Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱
  • BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构，但尚未流行便被放弃，继续使用ATX

1.3 芯片组

  • 北桥芯片， 北桥芯片是系统控制芯片，主要负责CPU、内存、显卡三者之间的数据交换
  • 南桥芯片，南桥芯片主要决定主板的功能，主板上的各种接口、PS/2鼠标控制、USB控制、PCI总线IDE以及主板上的其他芯片（如集成声卡、集成RAID卡、集成网卡等），都归南桥芯片控制
  • BIOS芯片， 全称是ROM-BIOS，是只读存储器基本输入/输出系统的简写。BIOS实际是一组被固化到电脑中，为电脑提供最低级最直接的硬件控制的程序，它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，通俗地说，BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口，负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。 主要包含两个部分：
    • 开机自检，用于电脑刚接通电源时对硬件部分的检测，检查电脑是否良好。一旦在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。
      • 显卡发出一长两短的鸣叫声，则故障原因可能是显卡损坏或松动
      • 内存报警的声音特点是不停发出“滴滴”的声音，这种故障较为常见，主要的故障原因是内存接触不良
      • 1长3短：键盘控制器错误。检查主板
    • 程序服务处理和硬件中断处理。程序服务处理程序主要是为应用程序和操作系统服务，这些服务主要与输入输出设备有关，例如读磁盘、文件输出到打印机等。为了完成这些操作，BIOS必须直接与计算机的I/O设备打交道，它通过端口发出命令，向各种外部设备传送数据以及从它们那儿接收数据，使程序能够脱离具体的硬件操作，而硬件中断处理则分别处理PC机硬件的需求，因此这两部分分别为软件和硬件服务，组合到一起，使计算机系统正常运行

1.4 常见的主板品牌

常见的主板品牌包括华硕、技嘉、微星、华擎、映泰等。主板是电脑组件中非常关键的部分，它负责连接和沟通CPU、内存、硬盘等各个部分，确保计算机能够高效运行。具体介绍如下：

  1. 华硕：作为全球知名的主板制造商，华硕以其创新力和高质量获得广泛好评。华硕的主板在BIOS界面设计上十分出色，简单易懂且功能众多。高端品牌如ROG玩家国度在游戏玩家中声名显赫。
  2. 技嘉：技嘉科技也是全球一线主板制造商，其产品以做工华丽、环保与节能闻名。技嘉的超耐久系列主板因品质可靠而广受用户青睐。
  3. 微星：微星是著名的IT配件公司，尤其在主板和显卡领域具有很高的知名度。微星主板因其稳定性和优秀的性价比在市场上占有一席之地。
  4. 华擎：华擎科技主打性价比，其产品设计独特，经常推出一些非常规但性能卓越的主板，受到超频爱好者和追求性价比的用户欢迎。
  5. 映泰：映泰同样是来自台湾的知名主板制造商，其产品在DIY玩家中口碑良好，尤其是高端T系列的超频能力出众

相比之下华硕和技嘉主板在功能，性能，兼容性方面比较突出，但价格相对较贵

1.5 PC结构示意图

2. CPU

2.1 CPU作用

中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元

2.2 CPU性能

  • 主频。指的就是时钟频率，它直接的决定了CPU的性能，可以通过超频来提高CPU主频来获得更高性能
  • 位数。处理器能够一次性计算的浮点数的位数，通常情况下，CPU的位数越高，CPU进行运算时候的速度就会变得越快。20年代后个人电脑使用的CPU一般均为64位，这是因为64位处理器可以处理范围更大的数据并原生支持更高的内存寻址容量（即：支持更大的内存）
  • 缓存。CPU 的缓存可以分为一级缓存、二级缓存和三级缓存，缓存性能直接影响CPU处理性能。部分特殊职能的CPU可能会配备四级缓存

2.3 CPU结构

  • 逻辑部件。 主要能够进行相关的逻辑运算，如：可以执行移位操作以及逻辑操作，除此之外还可以执行定点或浮点算术运算操作以及地址运算和转换等命令，是一种多功能的运算单元
  • 寄存器部件。用来暂存指令、数据和地址的
  • 控制部件。用来对指令进行分析并且能够发出相应的控制信号

2.4 CPU主要品牌

  1. Intel：英特尔公司是全球最大的半导体公司之一，也是最早推出x86架构（CISC复杂指令集）处理器的公司。凭借其先进的制造技术和市场策略，Intel长期占据CPU市场的主导地位，尤其是在个人电脑和服务器领域几乎形成了技术规范和标准。
  2. AMD：作为Intel的主要竞争对手，AMD以创新的微处理器、闪存和低功率处理器解决方案而闻名。AMD在多核心处理器和性价比方面具有优势，并在近年通过其Zen架构系列逐渐提升性能，成为许多高性能应用和游戏用户的选择。（x86）
  3. IBM Cyrix：IBM公司在服务器芯片方面一向强势，但在个人电脑芯片市场上份额较小。与Cyrix合并后，IBM拥有了自己的x86芯片生产线，并且价格较低，适合低端市场。（RISC）
  4. IDT：IDT公司是处理器厂商的后起之秀，尽管目前在全球范围内的影响力相对有限，但其在特定领域如嵌入式设备中具有一定的市场份额。
  5. VIA威盛：VIA威盛是台湾的一家主板芯片组厂商，通过收购Cyrix和IDT的CPU部门进入CPU市场，并推出了基于x86架构的自有品牌处理器。尽管当前的应用相对较少，但威盛在嵌入式领域仍有一定的存在。
  6. 龙芯：龙芯是中国自主研发的CPU品牌，首款商用四核处理器龙芯3A的工作频率为900MHz~1GHz，其峰值计算能力达到16GFLOPS，已经能达到市场入门级CPU的水平。

2.5 CPU的选择

服务器可以分为计算密集型和密集型

  • 计算密集型：如人工智能/机器学习，科学计算/仿真等
  • IO密集型：如数据库服务器，缓存服务器，视频媒体播放服务器等

服务器不同适合的CPU也不同：

  • 计算密集型： intel Xeon Scalable系列（至强）（更多的计算核心，最高可有80核，支持更先进的指令集AVX-512 指令集），AMD EPYC 系列（最高64核），NVIDIA Ampere 架构 GPU，AMD Instinct 系列 GPU

  • IO密集型：Intel Xeon Gold 和 Platinum 系列处理器，AMD EPYC 系列处理器（霄龙），Intel Xeon-D 系列处理器，ARM 服务器处理器。这些CPU一般都优化了SSD 访问能力，优化存储的安全性。在选择 I/O 密集型 CPU 时,关键指标包括内存带宽、存储接口、网络 I/O 性能等

2.6 Intel CPU的命名规范

  1. 酷睿系统的命名规范 （主要用在个人PC领域）

  1. 志强系列命名规范 （主要用在服务器领域）

后缀的具体含义：

2.7 AMD系列CPU命名规范

  1. 锐龙（ryzen），个人pc领域

  1. EPYC系统 （霄龙） 服务器领域
  • Embedded EPYC 嵌入式服务器CPU
  • EPYC 普通服务器CPU
    • EPYC 7443P
    • 第一个数字7 表示第七代
    • 第二个数字4表示核心数
      • 2 表示 8 核
      • 3 表示16 核
      • 4 表示 24-28 核
      • 5 表示 32 核
      • 6 表示 40-56核
      • 7 表示 64 核
    • 第三个数字4表示性能指标
      • 1 低频率
      • 4或6 高性能
      • F 高主频
    • 第四个数字3表示架构
      • 1 naples 那不勒斯
      • 2 rome 罗马
      • 3 milan 米兰
    • P为后缀
      • P 单路CPU
      • 没有， 双路CPU

2.8 个人PC的CPU与服务器CPU区别

注： 什么是ECC内存？

ECC内存是一种采用错误检查和纠错的内存，主要功能是检测并自动纠正内存中的数据错误，以增强系统的稳定性和数据安全性。这种技术在服务器和高性能工作站中得到广泛应用。

2.9 常见CPU定位

3. 硬盘

3.1 硬盘的主要分类如下:

  1. 机械硬盘(HDD, Hard Disk Drive):
    1. 使用磁性存储介质和机械臂读写数据
    2. 分为 3.5 英寸和 2.5 英寸两种常见尺寸
    3. 容量从几百 GB 到几 TB 不等
    4. 访问速度相对较慢,转速通常为 5400 或 7200 RPM
  2. 固态硬盘(SSD, Solid State Drive):
    1. 使用NAND闪存芯片作为存储介质
    2. 没有机械部件,读写速度非常快
    3. 容量从几十 GB 到几 TB 不等
    4. 主要分为 SATA、M.2、U.2 等接口类型
  3. NVMe SSD(Non-Volatile Memory Express):
    1. 基于PCIe总线的高速SSD
    2. 摆脱了SATA接口的性能限制
    3. 拥有更高的 IOPS 和更低的延迟
    4. 主要采用M.2和U.2等接口
  4. 混合硬盘(SSHD, Solid State Hybrid Drive):
    1. 结合了机械硬盘和固态硬盘的优点
    2. 在机械盘中内置少量 SSD 作为缓存
    3. 可以获得较高的读写速度和大容量
    4. 价格相对 SSD 更低
  5. 网络存储硬盘(NAS HDD):
    1. 专门针对网络存储设备优化的机械硬盘
    2. 强化了抗震和耐用性等特性
    3. 转速通常为 5400 或 7200 RPM
    4. 常见于家用和中小型企业 NAS 设备

3.2 硬盘的主要品牌

硬盘行业主要由以下几个主要品牌占据主导地位:

  1. 西部数据(Western Digital，WD):
    1. 是全球最大的硬盘制造商之一
    2. 拥有 WD 和 HGST 两大主要硬盘品牌
    3. 在机械硬盘和固态硬盘领域都有广泛产品线
  2. 希捷科技(Seagate):
    1. 与西部数据并列为全球两大硬盘制造商
    2. 除了自有品牌外,也收购了 LaCie 品牌
    3. 在机械硬盘、固态硬盘和混合硬盘领域都有产品
  3. 东芝(Toshiba):
    1. 是全球第三大硬盘制造商
    2. 在机械硬盘和固态硬盘领域都有产品线
    3. 尤其在移动硬盘和固态硬盘方面有较强实力
  4. 三星(Samsung):
    1. 主攻固态硬盘和混合硬盘领域
    2. 是全球最大的NAND闪存制造商之一
    3. 在移动SSD和企业级SSD领域有领先地位
  5. 英特尔(Intel):
    1. 主要生产面向企业级的固态硬盘
    2. 在 NVMe SSD 和 Optane 固态硬盘领域有技术优势
    3. 与戴尔、惠普等主流品牌有深度合作

在性价比方面,我个人认为西部数据(Western Digital)和希捷科技(Seagate)这两个品牌相对更有优势，其他品牌如东芝、三星等在某些细分市场或特定产品上也有不错的性价比表现。

希捷

西部数据