## 0.2 個人電腦架構與相關設備元件 一般消費者常說的電腦通常指的就是x86的個人電腦架構，因此我們有必要來了解一下這個架構的各個元件。事實上，Linux最早在發展的時候，就是依據個人電腦的架構來發展的， 所以真的得要了解一下呢！另外，早期兩大主流x86開發商（Intel, AMD）的CPU架構與設計理念都有些許差異。不過互相學習對方長處的結果，就是兩者間的架構已經比較類似了。 由于目前市場占有率還是以 Intel 為大宗，因此下面以目前（2015）相對較新的 Intel 主板架構來談談：  圖 0.2.1、Intel芯片架構 由于主板是鏈接各元件的一個重要項目，因此在主板上面溝通各部元件的芯片組設計優劣，就會影響性能不少喔！早期的芯片組通常分為兩個橋接器來控制各元件的溝通， 分別是：（1）北橋：負責鏈接速度較快的CPU、內存與顯卡接口等元件；（2）南橋：負責連接速度較慢的設備接口， 包括硬盤、USB、網卡等等。（芯片組的南北橋與三國的大小喬沒有關系 @_@）。不過由于北橋最重要的就是 CPU 與內存之間的橋接，因此目前的主流架構中， 大多將北橋內存控制器整合到 CPU 封裝當中了。所以上圖你只會看到 CPU 而沒有看到以往的北橋芯片喔！  **Tips** 早期芯片組分南北橋，北橋可以連接 CPU、內存與顯卡。只是 CPU 要讀寫到內存的動作，還需要北橋的支持，也就是 CPU 與內存的交流， 會瓜分掉北橋的總可用帶寬，真浪費！因此目前將內存控制器整合到 CPU 后，CPU與內存之間的溝通是直接交流，速度較快之外，也不會消耗更多的帶寬！ 畢竟目前世界上x86的CPU主要供應商為Intel，所以下面鳥哥將以Intel的主板架構說明各元件啰！ 我們以華碩公司出的主板，型號：Asus Z97-AR 作為一個說明的范例，搭配著主板芯片組邏輯圖 0.2.1 的說明，主板各元件如下所示： 圖 0.2.2、ASUS 主板 （圖片為華碩公司所有） 上述的圖片中，主板上面設計的插槽主要有 CPU （Intel LGA 1150 Socket）、內存 （DDR3 3200 support）、顯卡接口 （PCIe3.0）、SATA 磁盤插槽 （SATA express）等等。 下面的元件在解說的時候，請參考上述兩張圖示來印證喔！ ### 0.2.1 執行腦袋運算與判斷的 CPU 如同[華碩主板示意圖](#asus_z97_ar)上半部的中央部分，那就是CPU插槽。 由于CPU負責大量運算，因此CPU通常是具有相當高發熱量的元件。所以如果你曾經拆開過主板， 應該就會看到CPU上頭通常會安插一顆風扇來主動散熱的。 x86個人電腦的CPU主要供應商為Intel與AMD，目前（2015）主流的CPU都是雙核以上的架構了！ 原本的單核心CPU僅有一個運算單元，所謂的多核心則是在一顆CPU封裝當中嵌入了兩個以上的運算核心， 簡單的說，就是一個實體的CPU外殼中，含有兩個以上的CPU單元就是了。 不同的CPU型號大多具有不同的腳位（CPU上面的插腳），能夠搭配的主板芯片組也不同， 所以當你想要將你的主機升級時，不能只考慮CPU，你還得要留意你的主板上面所支持的CPU型號喔！ 不然買了最新的CPU也不能夠安插在你的舊主板上頭的！目前主流的CPU有Intel的 i3/i5/i7 系列產品中，甚至先后期出廠的類似型號的腳位也不同， 例如 i7-2600 使用 LGA1155 腳位而 i7-4790 則使用 FCLGA1150 腳位，挑選時必須要很小心喔！ 我們前面談到CPU內部含有微指令集，不同的微指令集會導致CPU工作效率的優劣。除了這點之外， CPU性能的比較還有什么呢？那就是CPU的頻率了！什么是頻率呢？簡單的說， 頻率就是CPU每秒鐘可以進行的工作次數。 所以頻率越高表示這顆CPU單位時間內可以作更多的事情。舉例來說，Intel的 i7-4790 CPU頻率為3.6GHz， 表示這顆CPU在一秒內可以進行3.6x109次工作，每次工作都可以進行少數的指令運行之意。  **Tips** 注意，不同的CPU之間不能單純的以頻率來判斷運算性能喔！這是因為每顆CPU的微指令集不相同，架構也不見得一樣，可使用的第二層高速緩存及其計算機制可能也不同， 加上每次頻率能夠進行的工作指令數也不同！所以，頻率目前僅能用來比較同款CPU的速度！ * CPU的工作頻率：外頻與倍頻 早期的 CPU 架構主要通過北橋來鏈接系統最重要的 CPU、內存與顯卡設備。因為所有的設備都得通過北橋來鏈接，因此每個設備的工作頻率應該要相同。 于是就有所謂的前端總線 （FSB） 這個東西的產生。但因為 CPU 的運算速度比其他的設備都要來的快，又為了要滿足 FSB 的頻率，因此廠商就在 CPU 內部再進行加速， 于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與外部元件進行數據傳輸時的速度，倍頻則是 CPU 內部用來加速工作性能的一個倍數， 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倍啰！（3.0G=333Mx9, 其中1G=1000M）  **Tips** 很多計算機硬件玩家很喜歡玩“超頻”，所謂的超頻指的是： 將CPU的倍頻或者是外頻通過主板的設置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。 舉例來說，像上述3.0GHz的CPU如果想要超頻， 可以將他的外頻333MHz調整成為400MHz，但如此一來整個主板的各個元件的運行頻率可能都會被增加成原本的1.333倍（4/3）， 雖然CPU可能可以到達3.6GHz，但卻因為頻率并非正常速度，故可能會造成死機等問題。 但如此一來所有的數據都被北橋卡死了，北橋又不可能比 CPU 更快，因此這家伙常常是系統性能的瓶頸。為了解決這個問題，新的 CPU 設計中， 已經將內存控制器整合到 CPU 內部，而鏈接 CPU 與內存、顯卡的控制器的設計，在Intel部份使用 QPI （Quick Path Interconnect） 與 DMI 技術，而 AMD 部份則使用 Hyper Transport 了，這些技術都可以讓 CPU 直接與內存、顯卡等設備分別進行溝通，而不需要通過外部的鏈接芯片了。 因為現在沒有所謂的北橋了 （整合到 CPU 內），因此，CPU 的頻率設計就無須考慮得要同步的外頻，只需要考慮整體的頻率即可。 所以，如果你經常有查閱自己 CPU 頻率的習慣，當使用 cpu-z [[9]](#ps9) 這個軟件時，應該會很驚訝的發現到，怎么外頻變成 100MHz 而倍頻可以到達 30 以上！相當有趣呢！  **Tips** 現在 Intel 的 CPU 會主動幫你超頻喔！例如 i7-4790 這顆 CPU 的規格 [[10]](#ps10) 中，基本頻率為 3.6GHz，但是最高可自動超頻到 4GHz 喔！ 通過的是 Intel 的 turbo 技術。同時，如果你沒有大量的運算需求，該 CPU 頻率會降到 1.xGHz 而已，借此達到節能省電的目的！所以，各位好朋友， 不需要自己手動超頻了！Intel 已經自動幫你進行超頻了...所以，如果你用 cpu-z 觀察 CPU 頻率，發現該頻率會一直自動變動，很正常！你的系統沒壞掉！ * 32位與64位的CPU與總線“寬度” 從前面的簡易說明中，我們知道 CPU 的各項數據通通得要來自于內存。因此，如果內存能提供給 CPU 的數據量越大的話，當然整體系統的性能應該也會比較快！ 那如何知道內存能提供的數據量呢？此時還是得要借由 CPU 內的內存控制芯片與內存間的傳輸速度“前端總線速度（Front Side Bus, FSB） 來說明。 與 CPU 的頻率類似的，內存也是有其工作的頻率，這個頻率限制還是來自于 CPU 內的內存控制器所決定的。以圖[0.2.1](#chipset) 為例， CPU 內置的內存控制芯片對內存的工作頻率最高可達到 1600MHz。這只是工作頻率（每秒幾次）。一般來說，每次頻率能夠傳輸的數據量，大多為 64 位，這個 64 位就是所謂的“寬度”了！ 因此，在圖[0.2.1](#chipset) 這個系統中，CPU可以從內存中取得的最快帶寬就是 1600MHz * 64bit = 1600MHz * 8 Bytes = 12.8GByte/s。 與總線寬度相似的，CPU每次能夠處理的數據量稱為字組大小（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！早期的32位CPU中，因為CPU每次能夠解析的數據量有限， 因此由內存傳來的數據量就有所限制了。這也導致32位的CPU最多只能支持最大到4GBytes的內存。  **Tips** 得利于北橋整合到 CPU 內部的設計，CPU 得以“個別”跟各個元件進行溝通！因此，每種元件與 CPU 的溝通具有很多不同的方式！例如內存使用系統總線帶寬來與 CPU 溝通。而顯卡則通過PCI-E的序列信道設計來與CPU溝通喔！詳細說明我們在本章稍后的主板部份再來談談。 * CPU等級 由于x86架構的CPU在Intel的Pentium系列（1993年）后就有不統一的腳位與設計，為了將不同種類的CPU規范等級， 所以就有i386,i586,i686等名詞出現了。基本上，在Intel Pentium MMX與AMD K6年代的CPU稱為i586等級， 而Intel Celeron與AMD Athlon（K7）年代之后的32位CPU就稱為i686等級。 至于目前的64位CPU則統稱為x86_64等級。 目前很多的程序都有對CPU做最優化的設計，萬一哪天你發現一些程序是注明給x86_64的CPU使用時， 就不要將他安裝在686以下等級的電腦中，否則可是會無法執行該軟件的！ 不過，在x86_64的硬件下倒是可以安裝386的軟件喔！也就是說，這些東西具有向下相容的能力啦！ * 超線程 （Hyper-Threading, HT） 我們知道現在的 CPU 至少都是兩個核心以上的多核心 CPU 了，但是 Intel 還有個很怪的東西，叫做 CPU 的超線程 （Hyper-Threading） 功能！ 那個是啥鬼東西？我們知道現在的 CPU 運算速度都太快了，因此運算核心經常處于閑置狀態下。而我們也知道現在的系統大多都是多任務的系統， 同時間有很多的程序會讓 CPU 來執行。因此，若 CPU 可以假象的同時執行兩個程序，不就可以讓系統性能增加了嗎？反正 CPU 的運算能力還是沒有用完啊！ 那是怎么達成的啊這個 HT 功能？強者鳥哥的同事蔡董大大用個簡單的說明來解釋。在每一個 CPU 內部將重要的寄存器 （register） 分成兩群， 而讓程序分別使用這兩群寄存器。也就是說，可以有兩個程序“同時競爭 CPU 的運算單元”，而非通過操作系統的多任務切換！ 這一過程就會讓 CPU 好像“同時有兩個核心”的模樣！因此，雖然大部分 i7 等級的 CPU 其實只有四個實體核心，但通過 HT 的機制， 則操作系統可以抓到八個核心！并且讓每個核心邏輯上分離，就可以同時運行八個程序了。 雖然很多研究與測試中，大多發現 HT 雖然可以提升性能，不過，有些情況下卻可能導致性能降低喔！因為，實際上明明就僅有一個運算單元嘛！ 不過在鳥哥使用數值模式的情況下，因為鳥哥操作的數值模式主要為平行運算功能，且運算通常無法達到 100% 的 CPU 使用率，通常僅有大約60%運算量而已。 因此在鳥哥的實作過程中，這個 HT 確實提升相當多的性能！至少應該可以節省鳥哥大約30%~50%的等待時間喔！不過網絡上大家的研究中， 大多說這個是 case by case，而且使用的軟件影響很大！所以，在鳥哥的例子是啟用 HT 幫助很大！您的案例就得要自行研究啰！ ### 0.2.2 內存 如同[圖0.2.2、華碩主板示意圖](#asus_z97_ar)中的右上方部分的那四根插槽，那就是內存的插槽了。 內存插槽中間通常有個突起物將整個插槽稍微切分成為兩個不等長的距離， 這樣的設計可以讓使用者在安裝內存時，不至于前后腳位安插錯誤，是一種防呆的設計喔。 前面提到CPU所使用的數據都是來自于內存（main memory），不論是軟件程序還是數據，都必須要讀入內存后CPU才能利用。 個人電腦的內存主要元件為動態隨機存取內存（Dynamic Random Access Memory, DRAM）， 隨機存取內存只有在通電時才能記錄與使用，斷電后數據就消失了。因此我們也稱這種RAM為揮發性內存。 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。 這兩種內存的差別除了在于腳位與工作電壓上的不同之外，DDR是所謂的雙倍數據傳送速度（Double Data Rate）， 他可以在一次工作周期中進行兩次數據的傳送，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。新一代的PC大多使用DDR內存了。 下表列出SDRAM與DDR SDRAM的型號與頻率及帶寬之間的關系。[[11]](#ps11) | SDRAM/DDR | 型號 | 數據寬度（bit） | 內部頻率（MHz） | 頻率速度 | 帶寬（頻率x寬度） | | --- | --- | | SDRAM | PC100 | 64 | 100 | 100 | 800MBytes/sec | | SDRAM | PC133 | 64 | 133 | 133 | 1064MBytes/sec | | DDR | DDR-266 | 64 | 133 | 266 | 2.1GBytes/sec | | DDR | DDR-400 | 64 | 200 | 400 | 3.2GBytes/sec | | DDR | DDR2-800 | 64 | 200 | 800 | 6.4GBytes/sec | | DDR | DDR3-1600 | 64 | 200 | 1600 | 12.8GBytes/sec | DDR SDRAM又依據技術的發展，有DDR, DDR2, DDR3, DDR4等等，其中，DDR2 的頻率倍數則是 4 倍而DDR3 則是 8 倍喔！ 目前鳥哥用到服務器等級的內存，已經到 DDR4 了耶！超快超快！  **Tips** 在[圖 0.2.1](#chipset) 中，內存的規格內提到 DDR3/DDR3L 同時支持，我們知道 DDR3 了，那 DDR3L 是啥鬼？ 為了節省更多的電力，新的制程中降低了內存的操作電壓，因此 DDR3 標準電壓為 1.5V，但 DDR3L 則僅須 1.35V 喔！通常可以用在耗電量需求更低的筆記本中！ 但并非所有的系統都同步支持！這就得要看主板的支持規格啰！否則你買了 DDR3L 安插在不支持的主板上，DDR3L 內存是可能會燒毀的喔！ 內存除了頻率/帶寬與型號需要考慮之外，內存的容量也是很重要的喔！ 因為所有的數據都得要載入內存當中才能夠被CPU判讀，如果內存容量不夠大的話將會導致某些大容量數據無法被完整的載入， 此時已存在內存當中但暫時沒有被使用到的數據必須要先被釋放，使得可用內存容量大于該數據，那份新數據才能夠被載入呢！ 所以，通常越大的內存代表越快速的系統，這是因為系統不用常常釋放一些內存內部的數據。 以服務器來說，內存的容量有時比CPU的速度還要來的重要的！ * 多通道設計 由于所有的數據都必須要存放在內存，所以內存的數據寬度當然是越大越好。 但傳統的總線寬度一般大約僅達64位，為了要加大這個寬度，因此芯片組廠商就將兩個內存匯整在一起， 如果一支內存可達64位，兩支內存就可以達到128位了，這就是雙通道的設計理念。 如上所述，要啟用雙通道的功能你必須要安插兩支（或四支）內存，這兩支內存最好連型號都一模一樣比較好， 這是因為啟動雙通道內存功能時，數據是同步寫入/讀出這一對內存中，如此才能夠提升整體的帶寬啊！ 所以當然除了容量大小要一致之外，型號也最好相同啦！ 你有沒有發現[圖 0.2.2、華碩主板示意圖](#asus_z97_ar)上那四根內存插槽的顏色呢？是否分為兩種顏色，且兩兩成對？ 為什么要這樣設計？答出來了嗎？是啦！這種顏色的設計就是為了雙通道來的！要啟動雙通道的功能時， 你必須要將兩根容量相同的內存插在相同顏色的插槽當中喔！  **Tips** 服務器所需要的速度更快！因此，除了雙通道之外，中階服務器也經常提供三信道，甚至四信道的內存環境！ 例如 2014 年推出的服務器用 E5-2650 v3 的 Intel CPU 中，它可以接受的最大信道數就是四信道且為 DDR4 喔！ * DRAM與SRAM 除了內存條之外，事實上整部個人電腦當中還有許許多多的內存存在喔！最為我們所知的就是CPU內的第二層高速緩存內存。 我們現在知道CPU的數據都是由內存提供，但CPU到內存之間還是得要通過內存控制器啊！ 如果某些很常用的程序或數據可以放置到CPU內部的話，那么CPU數據的讀取就不需要跑到內存重新讀取了！ 這對于性能來說不就可以大大的提升了？這就是第二層高速緩存的設計概念。第二層高速緩存與內存及CPU的關系如下圖所示： 圖0.2.3、內存相關性 因為第二層高速緩存（L2 cache）整合到CPU內部，因此這個L2內存的速度必須要CPU頻率相同。 使用DRAM是無法達到這個頻率速度的，此時就需要靜態隨機存取內存（Static Random Access Memory, SRAM）的幫忙了。 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，不過由于其速度快， 因此整合到CPU內成為高速緩存內存以加快數據的存取是個不錯的方式喔！新一代的CPU都有內置容量不等的L2高速緩存在CPU內部， 以加快CPU的運行性能。 * 只讀存儲器（ROM） 主板上面的元件是非常多的，而每個元件的參數又具有可調整性。舉例來說，CPU與內存的頻率是可調整的； 而主板上面如果有內置的網卡或者是顯卡時，該功能是否要啟動與該功能的各項參數， 是被記錄到主板上頭的一個稱為CMOS的芯片上，這個芯片需要借著額外的電源來發揮記錄功能， 這也是為什么你的主板上面會有一顆電池的緣故。 那CMOS內的數據如何讀取與更新呢？還記得你的電腦在開機的時候可以按下[Del]按鍵來進入一個名為BIOS的畫面吧？ BIOS（Basic Input Output System）是一套程序，這套程序是寫死到主板上面的一個內存芯片中， 這個內存芯片在沒有通電時也能夠將數據記錄下來，那就是只讀存儲器（Read Only Memory, ROM）。 ROM是一種非揮發性的內存。另外，BIOS對于個人電腦來說是非常重要的， 因為他是系統在開機的時候首先會去讀取的一個小程序喔！ 另外，固件（firmware）[[12]](#ps12)很多也是使用ROM來進行軟件的寫入的。 固件像軟件一樣也是一個被電腦所執行的程序，然而他是對于硬件內部而言更加重要的部分。例如BIOS就是一個固件， BIOS雖然對于我們日常操作電腦系統沒有什么太大的關系，但是他卻控制著開機時各項硬件參數的取得！ 所以我們會知道很多的硬件上頭都會有ROM來寫入固件這個軟件。 BIOS 對電腦系統來講是非常重要的，因為他掌握了系統硬件的詳細信息與開機設備的選擇等等。但是電腦發展的速度太快了， 因此 BIOS 程序碼也可能需要作適度的修改才行，所以你才會在很多主板官網找到 BIOS 的更新程序啊！但是 BIOS 原本使用的是無法改寫的 ROM ，因此根本無法修正 BIOS 程序碼！為此，現在的 BIOS 通常是寫入類似閃存 （flash） 或 EEPROM [[13]](#ps13) 中。[[14]](#ps14)  **Tips** 很多硬件上面都會有固件喔！例如鳥哥常用的磁盤陣列卡、 10G 的網卡、交換器設備等等！你可以簡單的這么想！固件就是綁在硬件上面的控制軟件！ ### 0.2.3 顯卡 顯卡插槽如同[圖 0.2.2、華碩主板示意圖](#asus_z97_ar)所示，在中左方有個 PCIe 3.0 的項目， 這張主板中提供了兩個顯卡插槽喔！ 顯卡又稱為VGA（Video Graphics Array），他對于圖形影像的顯示扮演相當關鍵的角色。 一般對于圖形影像的顯示重點在于分辨率與色彩深度，因為每個圖像顯示的顏色會占用掉內存， 因此顯卡上面會有一個內存的容量，這個顯存容量將會影響到你的屏幕分辨率與色彩深度的喔！ 除了顯存之外，現在由于三度空間游戲（3D game）與一些3D動畫的流行，因此顯卡的“運算能力”越來越重要。 一些3D的運算早期是交給CPU去運行的，但是CPU并非完全針對這些3D來進行設計的，而且CPU平時已經非常忙碌了呢！ 所以后來顯卡廠商直接在顯卡上面嵌入一個3D加速的芯片，這就是所謂的GPU稱謂的由來。 顯卡主要也是通過CPU的控制芯片來與CPU、內存等溝通。如前面提到的，對于圖形影像（尤其是3D游戲）來說， 顯卡也是需要高速運算的一個元件，所以數據的傳輸也是越快越好！因此顯卡的規格由早期的PCI導向AGP， 近期AGP又被PCI-Express規格所取代了。如前面[華碩主板](#asus_z97_ar)圖示當中看到的就是PCI-Express的插槽。 這些插槽最大的差異就是在數據傳輸的帶寬了！如下所示： | 規格 | 寬度 | 速度 | 帶寬 | | --- | --- | | PCI | 32 bits | 33 MHz | 133 MBytes/s | | PCI 2.2 | 64 bits | 66 MHz | 533 MBytes/s | | PCI-X | 64 bits | 133 MHz | 1064 MBytes/s | | AGP 4x | 32 bits | 66x4 MHz | 1066 MBytes/s | | AGP 8x | 32 bits | 66x8 MHz | 2133 MBytes/s | | PCIe 1.0 x1 | 無 | 無 | 250 MBytes/s | | PCIe 1.0 x8 | 無 | 無 | 2 GBytes/s | | PCIe 1.0 x16 | 無 | 無 | 4 GBytes/s | 比較特殊的是，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的帶寬性能， 管線越多（通常設計到 x16 管線）則總帶寬越高！另外，為了提升更多的帶寬，因此 PCIe 還有進階版本，目前主要的版本為第三版，相關的帶寬如下：[[15]](#ps15) | 規格 | 1x帶寬 | 16x帶寬 | | --- | --- | | PCIe 1.0 | 250MByte/s | 4GByte/s | | PCIe 2.0 | 500MByte/s | 8GByte/s | | PCIe 3.0 | ~1GByte/s | ~16GByte/s | | PCIe 4.0 | ~2GByte/s | ~32GByte/s | 若以[圖0.2.2](#asus_z97_ar)的主板為例，它使用的是 PCIe 3.0 的 16x，因此最大帶寬就可以到達接近 32GBytes/s 的傳輸量！ 比起AGP是快很多的！好可怕的傳輸量.... 如果你的主機是用來打3D游戲的，那么顯卡的選購是非常重要喔！如果你的主機是用來做為網絡服務器的， 那么簡單的入門級顯卡對你的主機來說就非常夠用了！因為網絡服務器很少用到3D與圖形影像功能。 例題：假設你的桌面使用1024x768分辨率，且使用全彩（每個像素占用3Bytes的容量），請問你的顯卡至少需要多少內存才能使用這樣的彩度？答：因為1024x768分辨率中會有786432個像素，每個像素占用3Bytes，所以總共需要2.25MBytes以上才行！ 但如果考慮屏幕的更新率（每秒鐘屏幕的更新次數），顯卡的內存還是越大越好！ 除了顯卡與主板的連接接口需要知道外，那么顯卡是通過什么格式與電腦屏幕 （或電視） 連接的呢？目前主要的連接接口有： * D-Sub （VGA端子）：為較早之前的連接接口，主要為 15 針的連接，為模擬訊號的傳輸，當初設計是針對傳統圖像管屏幕而來。 主要的規格有標準的 640x350px @70Hz、1280x1024px @85Hz 及 2048x1536px @85Hz 等。 * DVI：共有四種以上的接頭，不過臺灣市面上比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 常見于液晶屏幕的鏈接， 標準規格主要有： 1920x1200px @60Hz、 2560x1600px @60Hz 等。 * HDMI：相對于 D-sub 與 DVI 僅能傳送影像數據，HDMI 可以同時傳送影像與聲音，因此被廣泛的使用于電視屏幕中！電腦屏幕目前也經常都有支持 HDMI 格式！ * Display port：與 HDMI 相似的，可以同時傳輸聲音與影像。不過這種接口目前在臺灣還是比較少屏幕的支持！ ### 0.2.4 硬盤與儲存設備 電腦總是需要記錄與讀取數據的，而這些數據當然不可能每次都由使用者經過鍵盤來打字！所以就需要有儲存設備咯。 電腦系統上面的儲存設備包括有：硬盤、軟盤、MO、CD、DVD、磁帶機、U盤（閃存）、還有新一代的藍光光驅等， 乃至于大型機器的區域網絡儲存設備（SAN, NAS）等等，都是可以用來儲存數據的。而其中最常見的應該就是硬盤了吧！ * 硬盤的物理組成 大家應該都看過硬盤吧！硬盤依據臺式機與筆記本電腦而有分為3.5英寸及2.5英寸的大小。我們以3.5英寸的臺式機使用硬盤來說明。 在硬盤盒里面其實是由許許多多的圓形盤片、機械手臂、 磁頭與主軸馬達所組成的，整個內部如同下圖所示： 圖0.2.4、硬盤物理構造（圖片取自維基百科） 實際的數據都是寫在具有磁性物質的盤片上頭，而讀寫主要是通過在機械手臂上的磁頭（head）來達成。 實際運行時， 主軸馬達讓盤片轉動，然后機械手臂可伸展讓磁頭在盤片上頭進行讀寫的動作。 另外，由于單一盤片的容量有限，因此有的硬盤內部會有兩個以上的盤片喔！ * 盤片上的數據 既然數據都是寫入盤片上頭，那么盤片上頭的數據又是如何寫入的呢？其實盤片上頭的數據有點像下面的圖示所示： 圖0.2.5、盤片上的數據格式（圖片取自維基百科） 由于盤片是圓的，并且通過機器手臂去讀寫數據，盤片要轉動才能夠讓機器手臂讀寫。因此，通常數據寫入當然就是以圓圈轉圈的方式讀寫啰！ 所以，當初設計就是在類似盤片同心圓上面切出一個一個的小區塊，這些小區塊整合成一個圓形，讓機器手臂上的磁頭去存取。 這個小區塊就是磁盤的最小物理儲存單位，稱之為扇區 （sector），那同一個同心圓的扇區組合成的圓就是所謂的磁道（track）。 由于磁盤里面可能會有多個盤片，因此在所有盤片上面的同一個磁道可以組合成所謂的柱面 （cylinder）。 我們知道同心圓外圈的圓比較大，占用的面積比內圈多啊！所以，為了善用這些空間，因此外圍的圓會具有更多的扇區[[16]](#ps16)！ 就如同圖 0.2.5 的示意一般。此外，當盤片轉一圈時，外圈的扇區數量比較多，因此如果數據寫入在外圈，轉一圈能夠讀寫的數據量當然比內圈還要多！ 因此通常數據的讀寫會由外圈開始往內寫的喔！這是默認值啊！ 另外，原本硬盤的扇區都是設計成 512Byte 的容量，但因為近期以來硬盤的容量越來越大，為了減少數據量的拆解，所以新的大容量硬盤已經有 4KByte 的扇區設計！ 購買的時候也需要注意一下。也因為這個扇區的設計不同了，因此在磁盤的分區方面，目前有舊式的 MSDOS 相容模式，以及較新的 GPT 模式喔！ 在較新的 GPT 模式下，磁盤的分區通常使用扇區號碼來設計，跟過去舊的 MSDOS 是通過柱面號碼來分區的情況不同喔！相關的說明我們談到磁盤管理 （第七章） 再來聊！ * 傳輸接口 為了要提升磁盤的傳輸速度，磁盤與主板的連接接口也經過多次的改版，因此有許多不同的接口喔！傳統磁盤接口包括有 SATA, SAS, IDE 與 SCSI 等等。 若考慮外接式磁盤，那就還包括了 USB, eSATA 等等接口喔！不過目前 IDE 已經被 SATA 取代，而 SCSI 則被 SAS 取代，因此我們下面將僅介紹 SATA, USB 與 SAS 接口而已。 * SATA接口 如同[華碩主板圖示](#asus_z97_ar)右下方所示為SATA硬盤的連接接口插槽。這種插槽所使用的排線比較窄小， 而且每個設備需要使用掉一條SATA線。因為SATA線比較窄小之故，所以對于安裝與機箱內的通風都比較好！因此原本的IDE粗排線接口就被SATA取代了！ SATA的插槽示意圖如下所示： 圖0.2.6、SATA 接口的排線 （圖示取自 Seagate 網站） 由于SATA一條排線僅接一顆硬盤，所以你不需要調整跳針。不過一張主板上面SATA插槽的數量并不是固定的， 且每個插槽都有編號，在連接SATA硬盤與主板的時候，還是需要留意一下。此外，目前的 SATA 版本已經到了第三代 [[17]](#ps17)， 每一代之間的傳輸速度如下所示，而且重點是，每一代都可以向下相容喔！只是速度上會差很多就是了。目前主流都是使用 SATA3 這個接口速度可達 600MByte/s 的接口！ | 版本 | 帶寬 （Gbit/s） | 速度 （MByte/s） | | --- | --- | | SATA 1.0 | 1.5 | 150 | | SATA 2.0 | 3 | 300 | | SATA 3.0 | 6 | 600 | 因為 SATA 傳輸接口傳輸時，通過的數據演算法的關系，當傳輸 10 位編碼時，僅有 8 位為數據，其余 2 位為檢驗之用。因此帶寬的計算上面， 使用的換算 （bit 轉 Byte） 為 1:10 而不是 1Byte=8bits 喔！上表的對應要稍微注意一下。另外，雖然這個 SATA3 接口理論上可達 600MBytes/s 的傳輸速度， 不過目前傳統的硬盤由于其物理組成的限制，一般極限速度大約在 150~200MByte/s 而已啦！所以廠商們才要發展固態硬盤啊！ ^_^ * SAS接口 早期工作站或大型大腦上面，為了讀寫速度與穩定性，因此在這樣的機器上面，大多使用的是 SCSI 這種高階的連接接口。 不過這種接口的速度后來被 SATA 打敗了！但是 SCSI 有其值得開發的功能，因此后來就有串行式 SCSI （Serial Attached SCSI, SAS） 的發展。這種接口的速度比 SATA 來的快，而且連接的 SAS 硬盤的盤片轉速與傳輸的速度也都比 SATA 硬盤好！ 只是...好貴喔！而且一般個人電腦的主板上面通常沒有內置 SAS 連接接口，得要通過外接卡才能夠支持。因此一般個人電腦主機還是以 SATA 接口為主要的磁盤連接接口啰。 | 版本 | 帶寬 （Gbit/s） | 速度 （MByte/s） | | --- | --- | | SAS 1 | 3 | 300 | | SAS 2 | 6 | 600 | | SAS 3 | 12 | 1200 | 因為這種接口的速度確實比較快喔！而且還支持例如熱拔插等功能，因此，許多的設備連接會以這種接口來鏈接！ 例如我們經常會聽到的磁盤陣列卡的連接插槽，就是利用這種 SAS 接口開發出來的支持的 SFF-8087 設備等等的 [[18]](#ps18)。 * USB接口 如果你的磁盤是外接式的接口，那么很可能跟主板鏈接的就是 USB 這種接口了！這也是目前 （2015） 最常見到的外接式磁盤接口了。 不過傳統的 USB 速度挺慢的，即使是比較慢的傳統硬盤，其傳輸率大概兜還有 80~120MBytes/s ，但傳統的 USB 2.0 僅有大約 60MBytes/s 的理論傳輸率， 通常實做在主板上面的連接口，竟然都僅有 30~40 MByte/s 而已呢！實在發揮不出磁盤的性能啊！ 為了改善 USB 的傳輸率，因此新一代的 USB 3.0 速度就快很多了！據說還有更新的 USB 3.1 正在發展中！這幾代版本的帶寬與速度制表如下 [[19]](#ps19)： | 版本 | 帶寬 （Mbit/s） | 速度 （MByte/s） | | --- | --- | | USB 1.0 | 12 | 1.5 | | USB 2.0 | 480 | 60 | | USB 3.0 | 5G | 500 | | USB 3.1 | 10G | 1000 | 跟 SATA 接口一樣，不是理論速度到達該數值，實際上就可以跑到這么高！USB 3.0 雖然速度很快，但如果你去市面上面買 USB 的傳統磁盤或閃存盤， 其實他的讀寫速度還是差不多在 100MBytes/s 而已啦！不過這樣就超級快了！因為一般 USB2.0 的閃存盤讀寫速度大約是 40MBytes/10MBytes 左右而已說。 在購買這方面的外接式磁盤時，要特別考慮喔！ * 固態硬盤 （Solid State Disk, SSD） 傳統硬盤有個很致命的問題，就是需要驅動馬達去轉動盤片～這會造成很嚴重的磁盤讀取延遲！想想看，你得要知道數據在哪個扇區上面，然后再命令馬達開始轉， 之后再讓磁頭去讀取正確的數據。另外，如果數據放置的比較離散（扇區分佈比較廣又不連續），那么讀寫的速度就會延遲更明顯！速度快不起來。因此， 后來就有廠商拿閃存去制作成大容量的設備，這些設備的連接接口也是通過 SATA 或 SAS，而且外型還做的跟傳統磁盤一樣！所以， 雖然這類的設備已經不能稱為是磁盤 （因為沒有磁頭與盤片啊！都是內存！）。但是為了方便大家稱呼，所以還是稱為磁盤！只是跟傳統磁盤 （Hard Disk Drive, HDD） 不同， 就稱為固態硬盤 （Solid State Disk 或 Solid State Driver, SSD）。 固態硬盤最大的好處是，它沒有馬達不需要轉動，而是通過內存直接讀寫的特性，因此除了沒數據延遲且快速之外，還很省電！ 不過早期的 SSD 有個很重要的致命傷，就是這些閃存有“寫入次數的限制”，因此通常 SSD 的壽命大概兩年就頂天了！所以數據存放時， 需要考慮到備份或者是可能要使用 RAID 的機制來防止 SSD 的損毀[[20]](#ps20)！  **Tips** SSD 真的好快！鳥哥曾經買過 Intel 較頂級的 SSD 來做過服務器的讀取系統盤，然后使用類似 dd 的指令去看看讀寫的速度，竟然真的如同 intel 自己官網說的， 極速可以到達 500MBytes/s 哩！幾乎就是 SATA3.0 的理論極限速度了！所以，近來在需要大量讀取的環境中，鳥哥都是使用 SSD 陣列來處理！ 其實我們在讀寫磁盤時，通常沒有連續讀寫，大部分的情況下都是讀寫一大堆小文件，因此，你不要妄想傳統磁盤一直轉很少圈就可以讀到所有的數據！ 通常很多小文件的讀寫，會很耗硬盤，因為盤片要轉好多圈！這也很花人類的時間啊！SSD 就沒有這個問題！也因為如此，近年來在測試磁盤的性能時， 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，當然性能好的很！ * 選購與運行須知 如果你想要增加一顆硬盤在你的主機里頭時，除了需要考慮你的主板可接受的插槽接口（SATA/SAS）之外，還有什么要注意的呢？ * HDD 或 SSD 畢竟 HDD 與 SSD 的價格與容量真的差很多！不過，速度也差很多就是了！因此，目前大家的使用方式大多是這樣的，使用 SSD 作為系統盤， 然后數據儲存大多放置在 HDD 上面！這樣系統運行快速 （SSD），而數據儲存量也大 （HDD）。 * 容量 畢竟目前數據量越來越大，所以購買磁盤通常首先要考慮的就是容量的問題！目前（2015）主流市場HDD容量已經到達 2TB以上， 甚至有的廠商已經生產高達 8TB 的產品呢！硬盤可能可以算是一種消耗品，要注意重要數據還是得常常備份出來喔！ 至于 SSD 方面，目前的容量大概還是在 128~256GB 之間吧！ * 緩沖內存 硬盤上頭含有一個緩沖內存，這個內存主要可以將硬盤內常使用的數據高速緩存起來，以加速系統的讀取性能。 通常這個緩沖內存越大越好，因為緩沖內存的速度要比數據從硬盤盤中被找出來要快的多了！ 目前主流的產品可達64MB左右的內存大小喔。 * 轉速 因為硬盤主要是利用主軸馬達轉動盤片來存取，因此轉速的快慢會影響到性能。 主流的臺式機硬盤為每分鐘7200轉，筆記本電腦則是5400轉。有的廠商也有推出高達10000轉的硬盤， 若有高性能的數據存取需求，可以考慮購買高轉速硬盤。 * 運行須知 由于硬盤內部機械手臂上的磁頭與硬盤盤的接觸是很細微的空間， 如果有抖動或者是臟污在磁頭與硬盤盤之間就會造成數據的損毀或者是實體硬盤整個損毀～ 因此，正確的使用電腦的方式，應該是在電腦通電之后，就絕對不要移動主機，并免抖動到硬盤， 而導致整個硬盤數據發生問題啊！另外，也不要隨便將插頭拔掉就以為是順利關機！因為機械手臂必須要歸回原位， 所以使用操作系統的正常關機方式，才能夠有比較好的硬盤保養啊！因為他會讓硬盤的機械手臂歸回原位啊！  **Tips** 可能因為環境的關系，電腦內部的風扇常常會卡灰塵而造成一些聲響。很多朋友只要聽到這種聲響都是二話不說的 “用力拍幾下機箱”就沒有聲音了～現在你知道了，這么做的后果常常就是你的硬盤容易壞掉！ 下次千萬不要再這樣做啰！ ### 0.2.5 擴展卡與接口 你的服務器可能因為某些特殊的需求，因此需要使用主板之外的其他適配卡。所以主板上面通常會預留多個擴充接口的插槽， 這些插槽依據歷史沿革，包括 PCI/AGP/PCI-X/PCIe 等等，但是由于 PCIe 速度快到太好用了，因此幾乎所有的卡都以 PCIe 來設計了！ 但是有些比較老舊的卡可能還需要使用啊，因此一般主板大多還是會保留一兩個 PCI 插槽，其他的則是以 PCIe 來設計。 由于各元件的價格直直落，現在主板上面通常已經整合了相當多的設備元件了！ 常見整合到主板的元件包括聲卡、網卡、USB控制卡、顯卡、磁盤陣列卡等等。 你可以在主板上面發現很多方形的芯片，那通常是一些個別的設備芯片喔。 不過，因為某些特殊的需求，有時你可能還是需要增加額外的擴展卡的。舉例來說，我們如果需要一部個人電腦連接多個網域時（Linux 服務器用途）， 恐怕就得要有多個網卡。當你想要買網卡時，大賣場上面有好多耶！而且速度一樣都是 giga 網卡 （Gbit/s），但價格差很多耶！ 觀察規格，主要有 PCIe x1 以及 PCI 接口的！你要買哪種接口呢？ 觀察一下 0.2.3 顯卡的章節內，你會發現到 PCI 接口的理論傳輸率最高指到 133MBytes/s 而已，而 PCIe 2.0 x1 就高達 500MBytes/s 的速度！ 鳥哥實測的結果也發現，PCI 接口的 giga 網卡極限速度大約只到 60MBytes/s 而已，而 PCIe 2.0 x1 的 giga 網卡確實可以到達大約 110MBytes/s 的速度！ 所以，購買設備時，還是要查清楚連接接口才行啦！ 在 0.2.3 節也談到 PCIe 有不同的信道數，基本上常見的就是 x1, x4, x8, x16 等，個人電腦主板常見是 x16 的，一般中階服務器則大多有多個 x8 的接口， x16 反而比較少見。這些接口在主板上面的設計，主要是以插槽的長度來看的，例如[華碩主板](#asus_z97_ar)示意圖中，左側有 2 個 PCI 接口， 其他的則是 3 個 x16 的插槽，以及 2 個 x1 的插槽，看長度就知道了。 * 多信道卡 （例如 x8 的卡） 安裝在少信道插槽 （例如 x4 的插槽） 的可用性 再回頭看看[圖 0.2.1](#chipset) 的示意圖，你可以發現 CPU 最多最多僅能支持 16 個 PCIe 3.0 的信道數，因此在圖示當中就明白的告訴你， 你可以設計（1）一個 x16 （2）或者是兩個 x8 ，（3）或者是兩個 x4 加上一個 x8 的方式來增加擴展卡！這是可以直接鏈接到 CPU 的信道！咦！ 那為何[圖 0.2.2](#asus_z97_ar) 可以有 3 個 x16 的插槽呢？原因是前兩個屬于 CPU 支持的，后面兩個可能就是南橋提供的 PCIe 2.0 的接口了！ 那明明最多僅能支持一個 x16 的接口，怎么可能設計 3 個 x16 呢？ 因為要讓所有的擴展卡都可以安插在主板上面，所以在比較中高階的主板上面，他們都會做出 x16 的插槽，但是該插槽內其實只有 x8 或 x4 的信道有用！ 其他的都是空的沒有金手指 （電路的意思）～咦！那如果我的 x16 的卡安裝在 x16 的插槽，但是這個插槽僅有 x4 的電路設計，那我這張卡可以運行嗎？ 當然可以！這就是 PCIe 的好處了！它可以讓你這張卡僅使用 x4 的電路來傳送數據，而不會無法使用！只是...你的這張卡的極限性能，就會只剩下 4/16 = 1/4 啰！ 因為一般服務器慣用的擴展卡，大多數都使用 PCIe x8 的接口 （因為也沒有什么設備可以將 PCIe 3.0 的 x8 速度用完啊！）， 為了增加擴展卡的數量，因此服務器級的主板才會大多使用到 x8 的插槽說！反正，要發揮擴展卡的能力，就得要搭配相對應的插槽才行啦！  **Tips** 鳥哥近年來在搞小型云教室，為了加速需要有 10G 的網卡，這些網卡標準的接口為 PCIe 2.0 x8 的接口。有部主機上面需要安插這樣的卡三張才行， 結果該主機上面僅有一個 x16，一個 x8 以及一個 x4 的 PCIe 接口，其中 x4 的那個接口使用的是 x8 的插槽，所以好佳在三張卡都可以安裝在主板上面，且都可以運行！ 只是在極速運行時，實測的性能結果發現，那個安插在 x4 接口的網卡性能降很多！所以才會發現這些問題！提供給大家參考參考！ ### 0.2.6 主板 這個小節我們特別再將主板拿出來說明一下，特別要講的就是芯片組與擴展卡之間的關系了！ * 發揮擴展卡性能須考慮的插槽位置 如同[圖 0.2.1](#chipset) 所示，其實系統上面可能會有多個 x8 的插槽，那么到底你的卡插在哪個插槽上面性能最好？ 我們以該圖來說，如果你是安插在左上方跟 CPU 直接連線的那幾個插槽，那性能最佳！如果你是安插在左側由上往下數的第五個 PCIe 2.0 x8 的插槽呢？ 那個插槽是與南橋連接，所以你的擴展卡數據需要先進入南橋跟大家搶帶寬，之后要傳向 CPU 時，還得要通過 CPU 與南橋的溝通管道， 那條管道稱為 DMI 2.0。 根據 Intel 方面的數據來看，DMI 2.0 的傳輸率是 4GT/s，換算成文件傳輸量時，大約僅有 2GByte/s 的速度， 要知道，PCIe 2.0 x8 的理論速度已經達到 4GByte/s 了，但是與 CPU 的信道竟然僅有 2GB，性能的瓶頸就這樣發生在 CPU 與南橋的溝通上面！ 因此，卡安裝在哪個插槽上面，對性能而言也是影響很大的！所以插卡時，請詳細閱讀您主板上面的邏輯圖示啊 （類似本章的 Intel 芯片示意圖）！ 尤其 CPU 與南橋溝通的帶寬方面，特別重要喔！  **Tips** 因為鳥哥的 Linux 服務器，目前很多都需要執行一些虛擬化技術等會大量讀寫數據的服務，所以需要額外的磁盤陣列卡來提供數據的存放！ 同時得要提供 10G 網絡讓內部的多部服務器互相通過網絡鏈接。過去沒有這方面的經驗時，擴展卡都隨意亂插，反正能動就好！但實際分析過性能之后， 哇！現在都不敢隨便亂插了！性能差太多！每次在選購新的系統時，也都會優先去查看芯片邏輯圖～確認性能瓶頸不會卡住在主板上，這才下手去購買！ 慘痛的經驗產生慘痛的 $$ 飛走事件，所以，這里特別提出來跟大家分享的啦！ * 設備I/O位址與IRQ中斷信道 主板是負責各個電腦元件之間的溝通，但是電腦元件實在太多了，有輸出/輸入/不同的儲存設備等等， 主板芯片組怎么知道如何負責溝通吶？這個時候就需要用到所謂的I/O位址與IRQ啰！ I/O位址有點類似每個設備的門牌號碼，每個設備都有他自己的位址，一般來說，不能有兩個設備使用同一個I/O位址， 否則系統就會不曉得該如何運行這兩個設備了。而除了I/O位址之外，還有個IRQ中斷（Interrupt）這個咚咚。 如果I/O位址想成是各設備的門牌號碼的話，那么IRQ就可以想成是各個門牌連接到郵件中心（CPU）的專門路徑啰！ 各設備可以通過IRQ中斷信道來告知CPU該設備的工作情況，以方便CPU進行工作分配的任務。 老式的主板芯片組IRQ只有15個，如果你的周邊接口太多時可能就會不夠用， 這個時候你可以選擇將一些沒有用到的周邊接口關掉，以空出一些IRQ來給真正需要使用的接口喔！ 當然，也有所謂的sharing IRQ的技術就是了！ * CMOS與BIOS 前面內存的地方我們有提過CMOS與BIOS的功能，在這里我們再來強調一下： CMOS主要的功能為記錄主板上面的重要參數， 包括系統時間、CPU電壓與頻率、各項設備的I/O位址與IRQ等，由于這些數據的記錄要花費電力，因此主板上面才有電池。 BIOS為寫入到主板上某一塊 flash 或 EEPROM 的程序，他可以在開機的時候執行，以載入CMOS當中的參數， 并嘗試調用儲存設備中的開機程序，進一步進入操作系統當中。BIOS程序也可以修改CMOS中的數據， 每種主板調用BIOS設置程序的按鍵都不同，一般臺式機常見的是使用[del]按鍵進入BIOS設置畫面。 * 連接周邊設備的接口 主板與各項輸出/輸入設備的鏈接主要都是在主機機箱的后方，主要有： * PS/2接口：這原本是常見的鍵盤與鼠標的接口，不過目前漸漸被USB接口取代，甚至較新的主板可能就不再提供 PS/2 接口了； * USB接口：通常只剩下 USB 2.0 與 USB 3.0，為了方便區分，USB 3.0 為藍色的插槽顏色喔！ * 聲音輸出、輸入與麥克風：這個是一些圓形的插孔，而必須你的主板上面有內置音效芯片時，才會有這三個東西； * RJ-45網絡頭：如果有內置網絡芯片的話，那么就會有這種接頭出現。 這種接頭有點類似電話接頭，不過內部有八蕊線喔！接上網絡線后在這個接頭上會有燈號亮起才對！ * HDMI：如果有內置顯示芯片的話，可能就會提供這個與屏幕連接的接口了！這種接口可以同時傳輸聲音與影像， 目前也是電視機屏幕的主流連接接口喔！ 我們以華碩主板的鏈接接口來看的話，主要有這些： 圖0.2.7、連接周邊接口 ### 0.2.7 電源供應器 除了上面這些元件之外，其實還有一個很重要的元件也要來談一談，那就是電源供應器（Power）。 在你的機箱內，有個大大的鐵盒子，上頭有很多電源線會跑出來，那就是電源供應器了。 我們的CPU/RAM/主板/硬盤等等都需要用電，而近來的電腦元件耗電量越來越高，以前很古早的230W電源已經不夠用了， 有的系統甚至得要有500W以上的電源才能夠運行～真可怕～ 電源供應器的價差非常大！貴一點的300W可以到4000 NT，便宜一點的300W只要500 NT不到！ 怎么差這么多？沒錯～因為Power的用料不同，電源供應的穩定性也會差很多。如前所述，電源供應器相當于你的心臟， 心臟差的話，活動力就會不足了！所以， 穩定性差的電源供應器甚至是造成電腦不穩定的元兇呢！所以，盡量不要使用太差的電源供應器喔！ * 能源轉換率 電源供應器本身也會吃掉一部份的電力的！如果你的主機系統需要 300W 的電力時，因為電源供應器本身也會消耗掉一部份的電力， 因此你最好要挑選400W以上的電源供應器。電源供應器出廠前會有一些測試數據，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”。意思是說，假如你的主板用電量為250W， 但是電源供應器其實已經使用掉320W的電力，則轉換率為：250/320=0.78的意思。 這個數值越高表示被電源供應器“玩掉”的電力越少，那就符合能源效益了！^_^ ### 0.2.8 選購須知 在購買主機時應該需要進行整體的考慮，很難依照某一項標準來選購的。 老實說，如果你的公司需要一部服務器的話，建議不要自行組裝，買品牌電腦的服務器比較好！ 這是因為自行組裝的電腦雖然比較便宜，但是每項設備之間的適合性是否完美則有待自行檢測。 另外，在性能方面并非僅考慮CPU的能力而已，速度的快慢與“整體系統的最慢的那個設備有關！”，如果你是使用最快速的Intel i7 系列產品，使用最快的 DDR3-1600 內存， 但是配上一個慢慢的過時顯卡，那么整體的3D速度性能將會卡在那個顯卡上面喔！所以，在購買整套系統時， 請特別留意需要全部的接口都考慮進去喔！尤其是當您想要升級時，要特別注意這個問題， 并非所有的舊的設備都適合繼續使用的。 例題：你的系統使用 i7 的 4790 CPU，使用了 DDR3-1600 內存，使用了 PCIe 2.0 x8 的磁盤陣列卡，這張卡上面安裝了 8 顆 3TB 的理論速度可達 200MByte/s 的硬盤 （假設為可加總速度的 RAID0 配置）， 是安插在 CPU 控制芯片相連的插槽中。網絡使用 giga 網卡，安插在 PCIe 2.0 x1 的接口上。在這樣的設備中，上述的哪個環節速度可能是你的瓶頸？答： * DDR3-1600 的帶寬可達：12.8GBytes/s * 磁盤陣列卡理論傳輸率： PCIe 2.0 x8 為 4GBytes/s * 磁盤每顆 200MBytes/s，共八顆，總效率為： 200MBytes*8 ~ 1.6GBytes/s * 網絡接口使用 PCIe 2.0 1x 所以接口速度可達 500MBytes/s，但是 Giga 網絡最高為 125MBytes/s 通過上述分析，我們知道，速度最慢的為網絡的 125MBytes/s ！所以，如果想要讓整體性能提升，網絡恐怕就是需要克服的一環！ * 系統不穩定的可能原因 除此之外，到底那個元件特別容易造成系統的不穩定呢？有幾個常見的系統不穩定的狀態是： * 系統超頻：這個行為很不好！不要這么做！ * 電源供應器不穩： 這也是個很嚴重的問題，當您測試完所有的元件都沒有啥大問題時，記得測試一下電源供應器的穩定性！ * 內存無法負荷：現在的內存品質差很多，差一點的內存，可能會造成您的主機在忙碌的工作時， 產生不穩定或死機的現象喔！ * 系統過熱：“熱”是造成電子零件運行不良的主因之一，如果您的主機在夏天容易死機， 冬天卻還好，那么考慮一下加幾個風扇吧！有助于機箱內的散熱，系統會比較穩定喔！ “ 這個問題也是很常見的系統死機的元兇！”（PS1:鳥哥之前的一臺服務器老是容易死機， 后來拆開機箱研究后才發現原來是北橋上面的小風扇壞掉了，導致北橋溫度太高。后來換掉風扇就穩定多了。 PS2:還有一次整個實驗室的網絡都停了！檢查了好久，才發現原來是網絡交換器 switch 在夏天熱到死機！后來只好用小電風扇一直吹他...）  **Tips** 事實上，要了解每個硬件的詳細架構與構造是很難的！這里鳥哥僅是列出一些比較基本的概念而已。 另外，要知道某個硬件的制造商是哪間公司時，可以看該硬件上面的信息。 舉例來說，主板上面都會列出這個主板的開發商與主板的型號，知道這兩個信息就可以找到驅動程序了。 另外，顯卡上面有個小小的芯片，上面也會列出顯卡廠商與芯片信息喔。