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中欧体育电脑配置及基本知识
中欧体育电脑配置及基本知识1、电脑配置及基本知识 主机板 我们都知道主板的品质主要由:芯片组(CHIPSET) 、主板设计与布局(DESIGN AND LAYOUT) 、以及主板的做工用料这三方面来决定的。芯片组这里是主板性能的直接决定因素。 下面主要从主板的设计与布局以及主板的做工用料这两方面来谈谈主板的品质是如何来体现的。一、主板的布局与设计主板的布局主要是从主板上各部件的安排与走线来体现的。提供芯片组的厂商在向主板厂商出货 时会相应提供芯片组的设计指南(CHIPSET DESIGN GUIDE) ,同时一般还会有样板。传统的欧美大厂常按照这些设计,做全尺寸的板子,虽然价格 较贵,但性能一流。而以地区为代表的厂商为了权衡成本和性能要求,就拼命在主板的结构布 局上下功夫。1、主板结构的安排1)大多数的主板厂商为了节约成本,不但将板型改小,而且在主板的用料配件上也有相应的精简, 只维持基本的性能要求,可是这种降低成本的做法是对厂商的主板布局设计能力的一个考验。因为 更小的空间里放上同样多的扩展位,还要维持住稳定性以及限制干扰,这样主板结构安排设计的合 理性就显得特别的重要,稍微有一点设计不合理就会导致死机,在这
2、点上实力不济的厂商就很容易 在这些地方出纰漏,流出质量低劣的主板。2)主板上需要跟外界连接的接口部件位置一般是固定的,不能改动,像 AGP、PCI 等扩展槽和键 盘、鼠标、USB 等接口就是这样的,它们必须配合机箱上的孔位,维持相对的位置。主板设计工程 师会根据产品部门需求确定的扩展槽数目来预留安排它们的位置。3)CPU 与芯片组的布局,由于 CPU 与 CHIPSETS 相连的线路密集,再者芯片组厂商对 CPU、芯 片组及其周边区域在设计指南中有严格的限定,属于敏感地带,所以在设计布局时它们可以移动的 余地很小。4)除开扩展槽和 CPU、CHIPSETS 之外,乘下的部件就可以比较自由安排中欧体育登录入口。如 ATX 电源接口座, 现在比较流行的做法是放在主板左上角键盘口附近,这样不但保证了充足的布线空间,而且还能离 机箱上的电源近一些。5)主板结构布局上的问题不仅可能影响稳定性,有时一些细节问题也会导致用户使用的不方便, 一些有实力的主板厂商会充分考虑到用户使用的方便性,比如说一些高个子的电容、立式电池座等 元器件就不宜安置在 PCI、AGP 槽附近,因为它们有可能会阻碍一部分扩展卡的插入,再者现
3、在由 于 CPU 频率越来越高,发热量也越大,散热风扇(FAN)的体积也随着越来越大,这就要求 CPU 座附近的高个大容量的电解电容不能离得太近,应给体积盘大的 CPU 风扇预留足够的空间,但同时 为了提升电源质量而需要在 CPU 座的附近安置密布的大个电解电容,所以好的结构设计主板会把这 两点完美地融合在一起。2、主板布线) 北桥芯片到 CPU、内存、AGP 槽的距离相等是主板设计的基本要求,即所谓的“时钟线等长“。 我们知道作为 CPU 与内存连接桥梁的北桥芯片在布局上就很有讲究。现在一些有研发实力的主板厂 商在北桥芯片安排布局上采用旋转 45 度的巧妙设计,不但缩短了北桥与 CPU、内存槽、AGP 槽之 间的走线长度,而且使时钟线)、主板上的布线设计是一门很专业的学问,它要视不同的线路特性进行不同的设计处理方式。 主板上采用的“蛇行布线“就很有讲究,有些人认为蛇行布线越多就说明有更高的设计水平,这种观 点是错误的,一般来说,采用蛇行布线的原因有两个:一个是为了保证布线线路的等长,因为象 CPU 到北桥芯片的时钟线,它不同于普通电器上的线、z 左右的频率高速运行的信号对线路的长度十分的敏感,不等长的时钟布线路会引起信号 的不同步进而造成系统不稳,这样某些线路需要以弯曲的方式走线,以调节长度;另一个使用蛇行布线 的常见原因是为了尽可能减少电磁辐射(EMI)对主板其余部件和的影响,因为高速而单调的 数字信号会大大地干扰主板上模拟器件的工作,如 AC97 芯片或板载的软猫等。平常抑制 EMI 的一 种简便方法就是通过设计蛇形布线,来尽可能多吸收消化辐射。采用蛇行布线有了上面这些好处, 并不是说在主板布线设计的时候使用蛇行布线越多越好,因为过多过密的主板布线会造成主板布局 的疏密不均,会对主板的质量有一定的影响。好的布线应使主板上各部分线路密度差别不大,并且 要尽可能均匀分布否则很容易造成主板的不稳定。2、主板电源设计1)、主板的电源设计包括 CPU 供电部分的设计和 BGA 等 CHIPSETS 及其外围芯片、IC 供电电 路的设计,而其中以 CPU 供电部分设计最为关键。2)、从 CPU 供电电路的直流-直流转换器件来说,以前的 LX、BX 到现在的 694、810 与 I815 年 代,一直普遍采用的是由两颗 MOSF
5、ET 管组成的单相同步降压电路,把电源输入的 3.3V12V 电压转换成 1.65V2.0V 电压供 CPU 使用,它输出的电流的能力可以达到十几安培,可以满足 INTEL SOCKET CPU 的电源要求。RC5051 为 PWM 宽脉冲开关电源调制器芯片,它把+12V 电源电压调制成 CPU 所需要的 1.65V2.0V 工 作电压(具体电压值由不同的 CPU 设定的 VID0 至 VID4 不同的状态值来确定) ,当 RC5051 接上电源时,会根据不同的 CPU 自身所设置的缺省状 态值(VID0VID4) ,经过 RC5051 内部的 5 位 A/D 转换器产生第 16 脚的 VREF 参考电压,然后 VREF 和输出电压 VCCVID 进行比较,从 而随时调整确定 RC5051 的第 9 脚和第 12 脚的占空比输出方波,使得 VCCVID 电压始终保持调整为一个稳定的 输出电压。对于“单相“我是这样理解的,即在一个开关脉冲周期中只有一组脉冲方波形成;那么依 此类推,下面介绍的“四相“就是说在一个开关脉冲周期中有四组脉冲方波产生;“同步降压“我的理解 是这样的:开关脉冲方波
6、的产生、调制和 VCCVID 输出电压的产生、调制是同时进行的,也就是说 是同步的,并且 PWM 芯片把+12V 等电压调制成 2V 以下的电压,所以也是在起一个降压的作用。 3) 但是随着 AMD 的 1G MHz SOCKETA CPU 的出现,CPU 的供电电流比原来增加了 9 倍,达到了 41A 之多,就要求主板厂商设计出更 合乎经济标准的新型电源供电电路。为了满足低电压、大电流的直流-直流转换器供电电路的需求, 现在一些名牌大厂采用服务器主板上早以使用的多相型电源变换器,如最常见设计是四相供电电源, 如果每相供电 15A 的线A 的处理器提供电力,更高档的设计场合还会采用 IC 甚至是专利 保护下的特殊电路来保证电源转换的高效率和更优的电源开关电路特性曲线。当然采用以上设计, 成本会递增,只有一些有实力的大厂会选择多相型变换器的思路,但是普通的二线厂商可能会出于 成本考虑,设计提供的电源电流刚好够标称支持的最高 CPU 使用,这样设计的产品,价格虽然是下 来了,但不能够对未来新的 CPU 提供支持。二、主板的做工用料PCB(印刷电路板)的做工有实力的 PCB 生产
7、厂家所生产的 PCB 板的色泽一定是均匀的,并且光洁度也好。PCB 的布线层 数并不是越多越好,一般以 6 层板为宜。SMT(表面贴装)元器件的做工一般我们主要通过观察元器件的贴装精度来判断主板的生产工艺是否精良,好的元器件贴装应是 定位准确,没有偏移和歪斜。主板用料名牌大厂所生产的主板用料,像 CPU 插座、扩展槽和插槽等都采用有名厂家的插接界面元器件, 主板的性能也就不用多说了。中央处理器 1.CPU 的内部结构与工作原理CPU 是 Central Processing Unit-中央处理器的缩写,它由运算器和组成,CPU 的内部结构可分为控制单元,逻辑单 元和存储单元三大部分。CPU 的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(指令), 经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出成品(处理后的数据)后, 再存储在仓库(存储器)中,最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。2.CPU 的相关技术参数(1)主频主频也叫时钟频率,单位是 MHz,用来表示 CPU 的运算速度。CPU 的主频外频倍频系数。 很多人以为认为 CPU 的主
8、频指的是 CPU 运行的速度,实际上这个认识是很片面的。CPU 的主频表示在 CPU 内数字脉冲信号震荡的速度,与 CPU 实际的运算能力是没有直接关系的。当然,主频和 实际的运算速度是有关的,但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系,而且 CPU 的运算速度还要看 CPU 的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度,所以 在一定情况下,很可能会出现主频较高的 CPU 实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是 CPU 性 能表现的一个方面,而不代表 CPU 的整体性能。(2)外频外频是 CPU 的基准频率,单位也是 MHz。外频是 CPU 与主板之间同步运行的速度,而且目前 的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度,在这种方式下,可以理解为 CPU 的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混 为一谈,下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。(3)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。由于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
9、 输频率,即数据带宽(总线。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一千万次;而 100MHz 前端总线指的是每秒钟 CPU 可接受的数据传输量 是 100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。(4)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,一味追求高倍频而得到高主频的 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。(5)缓存缓存是指可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存与 CPU 交换数据,因此速度很快。L1Cache(一级缓存)是 CPU 第一层高速缓存。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 L1 缓存的容量通常 在 32256KB.L2Cache(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 存运行速度与主频详图,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,现在家庭用 CPU 容量最大的是 512KB,而服务器和工作站上用 CPU 的 L2 高速缓存更高达 1MB-3MB。(6)CPU 扩展指令集CPU 扩展指令集指的是 CPU 增加的多媒体或者是 3D 处理指令,这些扩展指令可以提高 CPU 处理多媒体和 3D 图形的能力。著名的有 MMX(多媒体扩展指令)、SSE(因特网数据流单指令扩 展)和 3DNow!指令集。(7)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。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 1.63V。低电 压
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