是的,站長終於還是下定決心重啟連載了,同時這也是 2016 年的年度計畫之一。

本次連載主要打算談的是電腦軟硬體各方面的知識與組裝電腦的前置準備 (評估、選購與認識各種規格與歷史),之後再延伸到組裝實戰的部分。目前暫定的規劃是會依序介紹基礎概念、處理器、記憶體、主機板、顯示卡、儲存設備以及機殼、電源供應器,希望在閱讀這系列文章之後讀者能夠對電腦有一些更進階的認識,但不會有太過艱深的內容與太細節的敘述,預計上每篇的文章長度也不會像之前那麼長,此外,此系列連載將以桌上型電腦為主。

機殼裡面到底都裝了些甚麼?

你是否曾經因為好奇或是其他原因將電腦機殼打開來看過呢?如果你的電腦不算太特別,一般來說打開來會有點像下面這張圖裡面的樣子。一般來說可能比較不同的是大小與右邊的擺放方式,但大致上都會是左邊底下墊了一大片電路板,電路板上半中間有個風扇,左下方或左上方擺了塊大磚頭的配置,電線有點亂則是正常現象,不用太過在意 (在組裝實戰篇的時候站長會說明理由)。

當然隨著電腦配置等級的不同,可能會多出許多額外的元件,也是很正常的 (下圖這台電腦配置不高,所以看起來可說是相當簡單,由於是使用內建顯示,因此顯示卡是沒有出現在其中的。)

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盤點電腦零組件

中央處理器 (Central Processing Unit, CPU)

中央處理器一般而言都躲藏在主機板正面上方很清晰可見的風扇底下,可以說是電腦的「大腦」中掌管運算與行動的部分,基本上電腦的日常性能,特別是與數學演算有關的部分都是處理器決定的,以近年來說絕大多數的處理器也將記憶體控制器 (Memory Controller, MC) 整合於其中,同時也是主機板上發熱能力最高的零件 (這就是被風扇蓋著的原因)。

CPU 的封裝大致上在桌上型電腦可以看到 LGA 與 PGA 兩種,一般而言近年 Intel 都採用 LGA 封裝,AMD 則有採用 PGA 封裝者,主要的差異在外觀上就能明顯分辨,PGA 封裝的處理器背面是數以百計的針腳,LGA 封裝處理器的背面則是上千個金屬小圓點。

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↑ CPU (風扇下面) 與記憶體 (右者,電線下方的條狀物)

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↑ CPU 本體 (鐵蓋下方的方形物體就是了,不同年代的 CPU 長相可能會不同,圖中出現的是 LGA 封裝的 Intel CPU)

記憶體 (Memory)

如同處理器一般,記憶體可說是電腦的「大腦」中,負責掌理短期記憶的部分,存取速度非常的快,但是一旦斷電記憶體內的所有資料就會消失,這是電腦使用來當記憶體的隨機存取記憶體 (Random Access Memory, RAM) 的特性,由於其頻寬需求非常大,傳輸速度也會直接對電腦的處理性能造成顯著影響,因此其位置就是在處理器旁邊 (其實這也是近年習慣將記憶體控制器整合到處理器中的原因),其實就是上方第一張圖中的黑色印有 HyperX 字樣的條狀物 (各家造型會不同,但都是長條型,一般來說向下圖這種有外殼包住的會是面向玩家、強調速度的型號,比較一般的記憶體則會單純只是一塊有許多黑色晶片的電路板)。

目前記憶體大多以 GB 為單位,一般平台最高支援通常僅到 32 GB 或 64 GB,旗艦平台的部分目前最多可以安裝八支記憶體 (可以支援超過 128 GB),因此會正好分布於處理器的兩側,至於平台的部分站長會在後面的文章詳細的說明。

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↑ DDR4 記憶體

主機板 (Mainboard)

主機板是電腦機殼中最大型的印刷電路板,上面安插許多電子元件以及電腦背面的輸出端子組、CPU 與記憶體的插槽、儲存裝置的連接埠與顯示卡、擴充卡插槽等,詳情留待日後專文介紹。

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↑ ASUS B150 PRO GAMING 主機板與 ASUS E3 PRO GAMING V5 主機板

顯示卡 (Graphic Card)

顯示卡顧名思義是負責有關圖形顯示的部分,對於喜愛電腦遊戲的玩家來說更是不可或缺,顯示卡的好壞在不少時候會直接決定遊戲是否運作順暢,隨著等級的變化顯示卡甚至可以比 CPU 還要更貴,現代的顯示卡也都擁有自己專屬的記憶體,因此不會和系統記憶體有互搶、互用甚至塞車的問題。

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↑ 這張不是一般等級的顯示卡 (算中高階產品了),不過站長目前手邊沒有其他卡可以拍照了。

不過由於近年來處理器內建顯示的風潮在 Intel 的有意推行下漸起,因此近年的電腦實際上是不一定有獨立的顯示卡的,如果是輕度的遊戲需求甚至只是文書作業,一般而言內建顯示或許是有能力勝任的。

電源供應器 (Power Supply Unit)

拆開來之後應該很直接就會看到一大塊磚頭金屬外殼的零件,根據機殼設計的不同可能出現在「面對主機板」時的左上方或是左下方,由於現行機殼都是採 ATX 制式,因此除了伺服器或超小型電腦會使用工業電源以外,基本上電源供應器都是下圖這個大小,螺絲孔位也固定是這四個。

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儲存設備 (一):硬碟 (Hard Disk)

硬碟目前而言是最主流也是成本最低的儲存設備 (儲存設備成本的算法:每 1 GB 的空間需要多少錢),主要原理是透過感應電流改變碟盤上的磁場分布來儲存數據,近二十年來容量飛漲,從剛開始的數 MB 要價幾萬元,到站長開始接觸電腦時代的四千元只有 20 GB 容量,到目前已經發展到動輒以 TB 計算的等級 ( 1 TB = 1000 GB ),每 GB 單位成本大約 0.6 ~ 3 台幣左右。

硬碟主要可根據「體積大小」分為 2.5 吋與 3.5 吋二者 (其實遠古時代還有 5.25 吋的,不過在站長開始玩電腦之前早就銷聲匿跡了),其中桌上型電腦通常都使用後者,3.5 吋傳統硬碟的外型大致上就如下圖所示,是一塊蠻有重量感的金屬,造型通常是正面銀色金屬上蓋,背面與主體則是黑色金屬與一片配置於背面下方的電路板,一般而言安裝在主機的前段 (也就是面向主機板右邊的區域),主要傳輸介面則是使用 SATA (之後的文章也會詳細介紹)。

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儲存設備 (二) 固態硬碟 (Solid State Drive, SSD)

固態硬碟的用法其實與傳統硬碟沒甚麼兩樣,但原理則完全不同,相對於傳統硬碟以磁場分布作為儲存媒介,固態硬碟則是以 NAND Flash (其實也是記憶體的一種) 晶片來儲存資料,因此實際上固態硬碟反而與記憶體有比較近的親緣關係。

固態硬碟目前主要可以看到三種形式,第一種為傳統的 2.5″ 硬碟造型,看起來與筆記型電腦的 2.5″ 硬碟沒甚麼兩樣,傳輸介面也與一般硬碟相同使用 SATA,要說不同的話大概就是因為結構差異所以正面變得平整許多,有不少廠商會在上面做一些設計,例如下面的 Intel SSD 530 系列:

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第二種形式則是長得有點像顯示卡等擴充卡的造型,傳輸介面與顯示卡相同,是走 PCI Express 通道的,這種形式的固態硬碟是近年的新產品,傳輸速度比起上面那種又快上了好幾個檔次,通常可以來到 2~3 倍之多,例如下圖的 Intel SSD 750 系列,這張的 1.2 TB 版本足足要價三萬台幣以上。

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最後一種形式則是主要用於筆記型電腦,或是直接設置於主機板上插槽等空間比較有限的地方,外觀看起來就是一片電路板 (長短大致上有三種,之後會介紹),這種形式的固態硬碟傳輸介面比較複雜,有走 SATA 也有走 PCI Express 者,因此購買之前要留意主機板提供的支援是哪種類型,買錯可是不會動,甚至是插不上去的 (儘管看起來很像)。

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儲存設備 (三) 光學儲存設備 Optical Storage

這部分其實就是大家都認識的光碟機、燒錄機,不過隨著網路技術的蓬勃發展,光學儲存的部分近年來已經逐漸式微,甚至許多新的電腦都已經沒有搭載這類儲存裝置,不過光學儲存的種類其實蠻複雜的 (CD、DVD、HD-DVD、Blu-ray 藍光等),發展歷史也挺有趣的,因此之後站長有時間也會詳細談。

一般而言光學儲存設備的大小以 5.25 吋為主 (是的,如前所述早期的硬碟其實就是使用這個大小),看起來就像下圖這樣:

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擴充卡 (Extension Cards)

其實嚴格說起來顯示卡也可說是擴充卡的一種,目前而言絕大多數的擴充卡都是走 PCI Express 介面,通常會安裝在顯示卡下方的插槽 (近年的主機板大多也只會提供 PCI Express 插槽),擴充卡有很多種類,例如網路卡、音效卡、磁碟陣列卡等。

不過近 15 年的主機板通常都有內建音效、網路晶片,主機板晶片組也經常有包含磁碟陣列的功能,因此目前一般使用者是比較少會去選購擴充卡的,主要是給要求更好音質、更穩定 (或是伺服器用途) 的網路、專業的磁碟陣列的進階使用者使用,例如下圖就是站長曾經使用過的 XONAR DX 音效卡。

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下回預告

下篇文章的主題是討論品牌電腦與組裝電腦的異同,並分析什麼樣的人適合選擇品牌電腦,或適合選擇自行組裝電腦。

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  • loukafai

    好有心哦!加油

    還有,機殼規格也要順便介紹一下嗎?atx , itx 之類的

    • Andrew Huang

      會的,之後的文章有計畫要寫這部分內容。

  • Kimmy Wang

    請問版主,外接硬碟盒與外接硬碟差別在哪呀?如果想幫筆電外接記憶空間(讀寫速度要快),該怎麼購買?pic通道那款可以使用嗎?謝謝~

    • Andrew Huang

      PIC通道?
      外接硬碟盒基本上比較接近是一個轉接器,裡面是沒有硬碟的,但你可以自己選擇喜歡的硬碟來放進去用,用起來就跟外接硬碟差不多。

      至於外接硬碟的部分,則是廠商本身就已經配好內有硬碟的種類,好處是體積通常比較小。