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2024-03-03 22:31:34

目录

主板篇 
    PCIe通道 
    PCIe规范 
    更多主板参数 
    主板的选择 
硬盘篇 
    SATA简介 
    SATA标准 
    SSD 
    NVMe协议和M.2接口 
内存篇 
    DDR内存 
    显存 GDDR 
USB篇 
    USB OTG 
    USB-HID 
其他项目 

主板篇

传统的，历史上的主板主板通常有两块主要的芯片组——南桥和北桥。

  • 南桥主要负责低速的I/O，例如SATA和LAN；（硬盘，网络）
  • 北桥负责较高速的PCI-E和RAM的读取。（显卡，内存）

PCIe通道

由于CPU，显卡，内存速度及性能的增加，传统的北桥FSB总线成为瓶颈。
然后就出现了内存与CPU直连，（AMD首先采用，intel随后跟进）。
CPU直连PCIe通道，通常16条,主要用于独立显卡。更多通道可接M.2的SSD。
PCH芯片的DMI3总线，提供共享PCIe通道。主要用于其他外设。
这些通道不仅仅要做成PCI-E插槽，像USB、SATA、网卡、声卡等也都是要通过PCI-E通道连接CPU的，所以即便主板提供了数条PCI-E 8×/16×插槽，也不是所有插槽都可以同时满通道（16×）运行的，有的甚至只有PCI-E 4×的水平。毕竟CPU提供的PCI-E通道有限，插槽和设备共享这些通道。
这个时期的主板，要看支持的PCIe通道数量，数量越多，可扩充性越强。价格自然越高。不要只看插槽。

PCIe规范

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。

PCI Express
版本		 Line
编码		 原始传输率
GT/s		 带宽 GB/s
x1 x4 x8 x16
2003 PCIe 1 8b/10b 2.5 0.25 1 2 4
2007 PCIe 2 8b/10b 5 0.5 2 4 8
2010 PCIe 3 128b/130b 8 1 4 8 16
2019 PCIe 4 128b/130b 16 2 8 16 32
  PCIe 5 128b/130b 32 4 16 32 64

更多主板参数

http://www.365pcbuy.com/article-407.html
Intel主板芯片组参数速查表（201805版）

https://www.jb51.net/hardware/MotherBoard/671211.html
2019年5月主板性能天梯图 主板天梯图2019最新版

主板的选择

一线品牌就3家：华硕，技嘉，微星
主要关注的参数有

  • 内存插槽: 4个内存槽且支持双通道；版本及频率
  • SATA3: 4-6个
  • USB3.0; 4-10个
  • USB3.1; 2-6个
  • CPU PCIe: 16x PCI-E 3.0一般用于直连独立显卡; (AMD Ryzen: 4x PCIe直连M.2或者拆为2个SATA)(Ryzen APU: 8x PCI-E 3.0直连独显; )
  • PCH PCIe: 其他外设共享通道; (intel: 12~24x PCI-E 3.0); (AMD: 4,6,8x PCI-E 2.0)
  • M.2接口及支持协议: 有可能使用上面2者之一。

硬盘篇

早期的IDE机械硬盘速度100MB/s(ATA100)，当时最快并行ATA(即ATA/133)能达到133MB/s。现在只有在古董级电脑里才能看到。然后进入SATA时代。

SATA简介

串行ATA（Serial ATA: Serial Advanced Technology Attachment）(串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口)
是一种计算机总线，负责主板和大容量存储设备（如硬盘及光盘驱动器）之间的数据传输，主要用于个人计算机。
串行ATA与串列SCSI（SAS: Serial Attached SCSI）的两者排线兼容，SATA硬盘可接上SAS接口。SATA的速度比以往更加快捷，并支持热插拔。

SATA标准

年份 SATA版本 编码bit 传输速率 数据传输率
2003 SATA 1 8b/10b 1.5Gbit/s 150MB/s
2005 SATA 2   3Gbit/s 300MB/s
2009 SATA 3   6Gbit/s 600MB/s


以优化为主的次要版本:
SATA 1a
2007 SATA 2.5,速度达到3000Mbps(理论上等同于375MB/s )。
2011 SATA 3.1
2013 SATA 3.2
2016 SATA 3.3
2018 SATA 3.4

SSD

目前主流的SATA 3.0通道的最大传输速度为6Gbps，实际速度最大为550MB/s。
SATA接口与AHCI标准是为高延时的机械硬盘而设计。高性能低延时的SSD使用SATA就会被限制。

NVMe协议和M.2接口

NVMe协议相对AHCI标准的优势：低延迟，低功耗，优化的IOPS并行处理等。

M.2接口
M.2最初叫做NGFF，全名是Next Generation Form Factor。
这个接口很特殊，同时支持SATA和PCI-E两个通道，很容易让人误解。
Socket2 (B key—ngff) , PCH南桥通道，SATA协议，实际最大550MB/s.
Socket3 (M key—nvme) , 支持PCI-Ex4, 即4个PCI-E通道，理论带宽可达4Gb/s.

所以并不是所有的M.2固态硬盘读写速度都很快，如果是采用SATA通道的M.2接口固态硬盘，读写速度最大550MB/s。
在部分中低端平台，为了不占用有限的PCIe通道，还是会选择：SSD走SATA通道。

若只有16条PCI-E可用，插PCI-E x16的独立显卡就占满了。
若增加(采用CPU直连的M.2固态硬盘), 要占用PCI-E的4条。这时，16x的独显就会降为8x。
结果是：8条用于独显，4条用于M.2，然后空出4条PCI-E通道。
不过大部分主板的M.2都是走南桥PCH提供的共享PCI-E通道，所以并不会影响独显的带宽。
注：通常使用中，显卡运行在16x或8x状态下，差异也并不明显。

内存篇

内存名词解释
SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory 同步动态随机存储器 (已退)
DDR: (DDR SDRAM) Double Data Rate SDRAM 双倍速率同步动态随机存储器 (内存)
GDDR: Graphics Double Data Rate SDRAM 图形双倍速率同步动态随机存储器 (显存)

CPU RAM 全称 位宽 每周期读取
80286 DIP Dual In-line Package    
80386 SIMM Single-Inline Memory Module 32bit 4字节
奔腾 DIMM Double-Inline Memory Module 64bit 8字节

 

内存描述 RAM 全称 用途 特点 命名 说明
无缓冲型模组 UDIMM Unbuffered DIMM 标准台式电脑 无ECC DDRx-yyy x代表第几代;yyy代表数据传输率;
zzzz代表最大带宽;zzzz=yyy * 8
DDR位宽为64位,8个字节,(位宽×频率=带宽)
小外型DIMM SO-DIMM Small Outline DIMM 笔记本电脑   PCx-zzzz
寄存型模组 RDIMM Registered DIMM 主要用于服务器 ECC  

 

DDR内存

频率
容量
存取时间

年代 内存版本 电压 预取机制
Bit		 主要带宽型号有
  SDRAM 3.3v 1 PC-100/133/150
2002 DDR 2.5v 2 DDR-200/266/333/400
2004 DDR2 1.8v 4 DDR2-400/533/667/800
2007 DDR3 1.5v 8 DDR3-800/1066/1333/1600
2014 DDR4 1.2v 16 DDR4-1600/2133/2666/3200

 

基数   传输频率 贷款  
公式> VA*VB CC*2 Vv-Da Da*8 PC-Ea Ea/1000 1000/VB
Vv VA VB CC Da Db Ea Eb Ec FF
  预取
机制
(bit)		 存储器
时钟频率
(MHz)		 I/O总线
时钟频率
(MHz)		 传输速率
[yyy]>
(Mhz)		 内存型号
DDRx-yyy		 带宽
[zzzz]>
(Mib/s)		 模块名称
PCx-zzzz 		最大
传输率
(Gib/s)		 周期

(ns)
DDR 1 100 100 200 DDR-200 1600 PC-1600 1.6 10.0
1 133 133 266 DDR-266 2128 PC-2100 2.1 7.5
1 166 166 333 DDR-333 2664 PC-2700 2.7 6.0
1 200 200 400 DDR-400 3200 PC-3200 3.2 5.0
                   
DDR2 2 100 200 400 DDR2-400 3200 PC2-3200 3.2 10.0
2 133 266 533 DDR2-533 4264 PC2-4200 4.2 7.5
2 166 333 667 DDR2-667 5336 PC2-5300 5.3 6.0
2 200 400 800 DDR2-800 6400 PC2-6400 6.4 5.0
2 266 533 1066 DDR2-1066 8528 PC2-8500 8.5 3.8
                   
DDR3 4 100 400 800 DDR3-800 6400 PC3-6400 6.4 10.0
4 133 533 1066 DDR3-1066 8528 PC3-8500 8.5 7.5
4 166 667 1333 DDR3-1333 10664 PC3-10600 10.6 6.0
4 200 800 1600 DDR3-1600 12800 PC3-12800 12.8 5.0
4 233 933 1866 DDR3-1866 14928 PC3-14900 14.9 4.3
4 266 1066 2133 DDR3-2133 17064 PC3-17000 17.0 3.8
                   
DDR4 8 100 800 1600 DDR4-1600 12800 PC4-12800 12.8 10.0
8 133 1066 2133 DDR4-2133 17000 PC4-17000 17.0 7.5
8 150 1200 2400 DDR4-2400 19200 PC4-19200 19.2 6.7
8 166 1333 2666 DDR4-2666 21300 PC4-21300 21.3 6.0
8 183 1466 2933 DDR4-2933 23500 PC4-23500 23.5 5.5
8 187 1500 3000 DDR4-3000 24000 PC4-24000 24.0 5.4
8 200 1600 3200 DDR4-3200 25600 PC4-25600 25.6 5.0
8 225 1800 3600 DDR4-3600 28800 PC4-28800 28.8 4.4
8 233 1866 3733 DDR4-3733 29900 PC4-29800 29.8 4.3
8 250 2000 4000 DDR4-4000 32000 PC4-32000 32.0 4.0
8 266 2133 4266 DDR4-4266 34100 PC4-34100 34.1 3.8
8 287.5 2300 4600 DDR4-4600 36800 PC4-36800 36.8 3,5
8 300 2400 4800 DDR4-4800 38400 PC4-38400 38.4 3.3
8 333 2666 5333 DDR4-5333 42700 PC4-42700 42.7 3.0
  预取
机制
(bit)		 存储器
时钟频率
(MHz)		 I/O总线
时钟频率
(MHz)		 传输速率
[yyy]>
(Mhz)		 内存型号
DDRx-yyy		 带宽
[zzzz]>
(Mib/s)		 模块名称
PCx-zzzz 		最大
传输率
(Gib/s)		 周期
(ns)
公式> VA*VB CC*2 Vv-Da Da*8 PC-Ea Ea/1000 1000/VB
Vv VA VB CC Da Db Ea Eb Ec FF

显存GDDR

GDDR5是一种高性能显卡用内存，专为高带宽需求电脑应用设计。
GDDR5采用了DDR3的8bit预取技术，且使用了两条并行的DQ总线，从而实现双倍的接口带宽。
相当于提供了在GDDR3基础上多加了一条通道，而GDDR3显存却只有一条通道.所以GDDR5的理论速度可达GDDR3的4倍以上。

年代 显存版本 对应的
内存版本		 预取机制
Bit		 电压 最大容量 位宽 封装针脚 描述
2004 GDDR DDR 2 2.5v 16/32 16/32 144 第一版，与内存差别不算大
  GDDR2 DDR2 4 2.5v 32 32 144 发热巨大，昙花一现
2008 GDDR3 DDR2 4 1.8v 128 32 136/144 优化加强，生命周期长达5年
  GDDR4 DDR3 8 1.5v 128 32 136 Nv不支持...AMD部分使用过
2012 GDDR5 DDR3 8 1.5v 1024 32 170 比较出色，目前主流配置
  GDDR5X DDR4 16 1.35v 2048 32/64 190 少数高端N卡专用
  GDDR6 DDR4 16 1.35v 4096 32/64 180 预计2020年

 

USB篇

Universal Serial Bus（通用串行总线）
（b是Bit的意思），b/s 一般表示位传输速度，bps 表示位传输速率，数值上相等。
B/s与b/s，BPS(字节每秒)与bps（位每秒）不能混淆。
1MB/s（兆字节/秒）=8Mbps（兆位/秒），比如:USB1.1（12Mbps=1.5MB/s）。

最新的USB3使用物理层编码8b/10b

 

年代 USB版本 速率bps 速度 电压V 电流mA 速率称号 中文 接口基座 针脚
1994 USB 0.7                
1996 USB 1 1.5Mb/s 192KB/s 5 500mA Low-Speed 低速    
1998 USB 1.1 12Mb/s 1.5MB/s 5 500mA Full-Speed 全速    
2000 USB 2 480Mb/s 60MB/s 5 500mA High-Speed 高速 黑色或白色 4
2009 USB 3 5.0Gb/s 500MB/s 5 500mA Super-Speed 超高速 蓝色 9
2013 USB 3.1 Gen1 5.0Gb/s 500MB/s 5 500mA        
2017 USB 3.2 Gen1x1 5.0Gb/s 500MB/s 5 500mA        
2013 USB 3.1 Gen2 10Gbps 1280MB/s 20 5A Super-Speed+ 超高速+    
2017 USB 3.2 Gen2x1 10Gbps 1280MB/s 20 5A        
2017 USB 3.2 Gen2x2 20Gbps 2.5GB/s 20 5A     Type-C  
2019 USB 4 40Gbps 5GB/s 20 5A        

 

年代 USB版本 速率Gbps
  Thunderbolt 1 10Gbps
  Thunderbolt 2 20Gbps
2017 Thunderbolt 3 40Gbps

 

USBOTG

USB OTG是USB On-The-Go的缩写, OTG技术就是实现在没有Host的情况下，实现从设备间的数据传送。
例如数码相机直接连接到打印机上，通过OTG技术，连接两台设备间的USB口，将拍出的相片立即打印出来；
也可以将数码照相机中的数据，通过OTG发送到USB接口的移动硬盘上，野外操作就没有必要携带价格昂贵的存储卡，或者背一个便携电脑。

USB-HID

是Human Interface Device的缩写，由其名称可以了解HID设备是直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。不过HID设备并不一定要有人机接口，只要符合HID类别规范的设备都是HID设备。

在HID协议下，U盘的固件可以被黑客修改，植入恶意代码，将U盘伪装成键盘、网卡，进而操纵电脑、篡改DNS，完成下一步的攻击。除了U盘，其他USB设备同样可以伪装，例如利用充电宝盗取数据也屡见不鲜。

其他项目

电源
电源最大的发展是转化率提高了不少。效能更好。
选择时至少选择金牌80%以上转换率的。
注意总功率，CPU供电接口，显卡供电接口等。
不要选杂牌。淘宝上有好评无数，销量过万的，里面竟然有水泥块…
（好的电源用料足，通常也比较重。）要买主流大牌的，别买到水泥快…

机箱
至于机箱，基本没变。

  • 老机箱，电源在上面，全封闭。
  • 新机箱，电源下置，侧透。

把机箱倒置，就电源下置了；为方便静音散热，侧面盖板打开，实现侧透，不仅透光，还透风。
see, 机箱基本没变化。
好的机箱通常不会太轻巧…

光效
至于各种灯光效果，那完全是光污染。浪费资源，且毫无意义。
大部分是图新鲜，买回去开几天，之后能关的都会关掉。

水冷
水冷液可选不导电的矿物油，不怕漏液，不会变质。
（据说有人使用过植物油，时间长了会变质，就会有味道出来，虽然不漏液。）

SSD
注意别买到大号U盘。

关于带核显的CPU
AMD的核显效果比同级别的intel强。但是上面主板篇的。
如果在核显CPU上加装显卡。Intel支持PCI-e 3.0 16x；AMD只能支持PCI-e 3.0 8x；
仅参照前面的表的出的结论，没有具体查证主板芯片，仅供参考。

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