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自组装电脑选购基础知识

CPU

CPU 分两大类:Intel 和 AMD。

Intel 和 AMD 处理器都有一个面向中高端的主系列,Intel 是酷睿(Core,CPU 型号首字母为 i),AMD 是锐龙(Ryzen,CPU 型号首字母为 R)。Intel 的 i3、i5、i7、i9 和 AMD 的 R3、R5、R7、R9 对应。

在低端 CPU 市场中,Intel 是赛扬,AMD 是速龙。

参考:

核显

选购 CPU 时,根据自己是否会购买显卡来判断要不要买集成显卡的 CPU(核显)。如果要买显卡,那就没有买带核显的 CPU 的必要。如果不想另外花钱买显卡,不会用到高性能的独立显卡,那么买带核显的 CPU 就行了。

Intel 默认 CPU 集成显卡,没有集成显卡的 CPU 会加上 F 作为型号的后缀,例如 i9-11900F

AMD 默认 CPU 不集成显卡,集成显卡的 CPU 会加上 G(Graphic),例如 R7-5700G

还有其他种类的后缀,这里以笔记本用的 CPU 为例。

参考:

笔记本 CPU

考虑到笔记本电脑的轻薄程度、散热压力和电源压力, CPU 厂商提供了降低了电压的 CPU。

Intel 和 AMD 都在 CPU 型号末尾加上 U 后缀表示该 CPU 是低电压版 CPU。例如 Intel 的 i7-10710U,AMD 的 R7-5800U

游戏本则使用标准电压版的 CPU,因此需要更厚的机身加强散热,更大的电源保障使用时间。

Intel 和 AMD 都在 CPU 型号末尾加上 H 后缀表示该 CPU 是标准电压版 CPU。例如 Intel 的 i9-11900H,AMD 的 R7-5800H

参考:

硬件虚拟化(Virtualization)

虚拟化用于开虚拟机(VMWare 或者 VirtualBox)。如果不支持硬件虚拟化,使用软件虚拟化也行,但性能会比硬件虚拟化低。目前的 CPU 基本支持。

主板

主板有三个基础项:

  • CPU 支持
  • 设备接口
  • 大小

在选定了这三者以后,再去考虑稳定性的问题。

主板最基础的那块版,只是作为连接各个电子元件用。板本身的作用是导线,没有特别特殊的地方。

CPU 支持

主板只有两种大类:Intel 主板,AMD 主板。如果买了 Intel 处理器和 AMD 主板,就用不了。

如何区分主板类型?决定主板类型的是主板芯片组。不同厂家会使用同一款主板芯片组做主板,并在主板名称加上主板芯片组型号。例如 AMD 主板名称上有 B450,或者 B450M(M 表示板的大小)。

两种大类的主板芯片组的命名规则都是 单字母+数字,字母用于表示不同的等级。

等级IntelAMD
入门级HA
主流级B(不支持超频)B(支持超频)
发烧级Z(支持超频)
超高级XX

其中两者用了相同的 X、B 字母,但是会用不同的数字区分开,因此不用担心识别错。

作为主流的 B 型号主板最需要一般消费者关注,这里以 B 型号主板作为数字区分的例子。Intel 用 6x 结尾(例如 B460),而 AMD 使用 5x 结尾(例如 B450),其中 4 表示 4xx 系列。

不同等级的主板芯片组要搭配合适的 CPU 型号。例如入门级的主板不支持 CPU 超频,如果买了 CPU 想超频,就不能买入门级的主板。

现在在售的 AMD 芯片至少是速龙系列,搭配 B 型号的主板。

需要注意的是,一块 Intel 主板未必能适用于所有的 Intel CPU,芯片组和 CPU 之间的接口要对得上才能连接。因此要先选好 CPU,再选主板。Intel 的接口经常变化,AMD 的接口较为统一(AM4 接口)。

参考:

设备接口

设备接口是指对 USB、SATA、SDD、独立显卡等的支持。主板对这些接口的支持,是基于芯片组的支持。

一块主板最基础的作用,就是用板上的导线将各种接口和芯片组连接起来。但是这并不意味着每一块主板都会为芯片组的所有功能都提供接口,因此使用同一款芯片组的不同主板也会有不同的等级。

PCIe 总线(用于高速设备)

CPU、芯片组、高速设备之间通过 PCIe 这一高速总线进行数据交换。PCIe 有标准的接口,但其他接口也会接入到 PCIe 总线,例如固态硬盘的 M.2 接口。

PCIe 根据通道数的不同区分了四种类型:x1(1 通道)、x4(4 通道)、x8(8 通道)、x16(16 通道)。4 通道是 1 通道速度的 4 倍,以此类推。PCIe 协议有不同版本,每个版本单通道的速度是前一个版本的 2 倍,例如 PCIe 3.0 的速度是 PCIe 2.0 的 2 倍,以此类推。

以固态硬盘为例。现在的固态硬盘大多是 PCIe 3.0 ,PCIe 3.0 x1 的速度大约是 1GB/s,因此 x4 是 4GB/s,以此类推。现在同时还有 PCIe 4.0 的固态硬盘,可以推出,PCIe 4.0 x1 的速度大约是 2GB/s。还可以推出 PCIe 3.0 x8 和 PCIe 4.0 x4 的速度处于同一个级别。

主板会把 CPU 的 PCIe 分别连接到两个不同的模块,分别是直连 CPU 的插槽和主板的芯片组(系统 I/O 芯片)。主板会通过芯片组把连接到该芯片的 PCIe 通道再划分出更多的 PCIe 接口,这些分出来的接口可以是满速的 PCIe3.0 或者调到 PCIe 2.0 获取双倍数量的接口,但所有接口速度总和不超过 CPU 与芯片组的 PCIe 通道的速度。因此主板总体的 PCIe 最高性能受限于 CPU 支持的 PCIe 通道数量。

主流消费级的 CPU 有 16 个直连通道,通常用于插显卡。主板可将其分成两个 x8,也可以一个 x8 加上两个 x4。因为就算是顶级的显卡,也用不满 x16 通道,而是只使用了 x8 通道级别的速度。

低端的 CPU 则没有那么多 PCIe 直连通道,例如 AMD Athlon 3000G 只有 6 个。很难看到有直接使用 x6 的设备,我们可以看看主板是怎么使用这 6 个 PCIe 接口的。

以微星 B450M MORTAR 为例,从手册中的【规格】一节中可以看到,扩展插槽的 PCIe 3.0 一栏写了 AMD® Athlon™ 处理器支持 x4 速率,也就是占用了 4 个 PCIe 通道。接着在下面的存储中的固态硬盘 M.2 接口写了 PCIe 3.0 x2,也就是占用了 2 个 PCIe 通道。加起来刚好 6 个通道。

手册中还有 PCIe 2.0 的插槽,这就是前面说的从芯片组分出来的 PCIe 接口。主板芯片组和 CPU 通过 4 个 PCIe 3.0 通道连接,总速度为 4GB/s。芯片组扩展出其他接口,例如 M.2、SATA、USB 等等,共用这个速度。

扩展出的这些接口,在实际运行时的总速度不超过 4 个 PCIe 3.0 通道的总速度,这意味着某个接口可能无法达到满速。但在实际使用中,通常所有用到的接口满速加起来不会超过 4GB/s。

设备理论最高速度(GB/s)
M.2 SSD (PCIe 2.0 x4)2.0
SATA30.75
USB 2.00.06
USB 3.0 (USB 3.2 Gen1)0.625
USB 3.1 (USB 3.2 Gen2)1.25
USB 3.2 (USB 3.2 Gen2x2)2.5

微星 B450M MORTAR 提供了 4 个 SATA3 接口,两个 M.2(其中一个直连 CPU)。当非直连的 M.2 固态硬盘满速,再加上 3 个机械硬盘满速的时候,才会超出 4GB/s 的限制。想想自己是否会遇到这种场景?

另外主板提供的一些接口是只能二选一的,毕竟总速度限制就在那。比如微星 B450M MORTAR 提供了 4 个 PCIe 2.0 通道给 PCI_E4 和 M2_2 接口,如果 M2_2 使用了,PCI_E4 将会失效。

虽然 PCIe 有四种通道数类型,但主板未必提供四种插槽,而是选择全部统一为 x16 的插槽。无论是 x1、x4、x8 还是 x16,都能插入到 x16 的插槽中。区分这些插槽的方式是看有多少个金属引脚。例如微星 B450M MORTAR 的 PCI_E4 的接口是 x16 的插槽,但实际只有 x4 的 PCIe 接口。

参考:

其他 I/O 设备

其他要关注的主要是 USB 和 SATA 接口。

USB 的标准比较混乱,在下表中同一个标准的不同写法放一起了。

USB速度(MB/s)
USB 2.060
USB 3.0 (USB 3.2 Gen1、USB 3.1 Gen1)625
USB 3.1 (USB 3.2 Gen2、USB 3.1 Gen2)1250
USB 3.2 (USB 3.2 Gen2x2)2500

因此你会在主板芯片组官网看到 USB 3.2 Gen2,在主板手册上看到 USB 3.1 Gen2,它们俩是同一个东西。

以下是 AMD 芯片组官网的一些信息:

型号USB最大 SATA 接口数直连处理器 PCIePCIe 规格PCIe 通道(总数/可用)支持超频
USB 总数USB 3.2 10Gb/s显卡NVMe
B55014681x16 / 2x81x4PCIe 4.038/30
B45014261x161x4PCIe 3.036/28
B35014261x161x4PCIe 3.036/28

接下来以 B450 为例。

B450 芯片组支持 14 个 USB 接口,其中有 2 个是 USB 3.2 Gen2 接口。在微星 B450M MORTAR 手册上可以看到以下 USB 接口:

  • 1 个 USB 3.1 Gen2 (SuperSpeed USB 10Gbps) Type-C 后置面板端口
  • 1 个 USB 3.1 Gen2 (SuperSpeed USB 10Gbps) Type-A 后置面板端口
  • 2 个 USB 3.1 Gen1 (SuperSpeed USB) 端口通过内部 USB 3.1 Gen1 接口可使用
  • 6 个 USB 2.0 (High-speed USB) 端口 (2 个 Type-A 后置面板端口,通过内部 USB 2.0 接口可使用 4 个端口)
  • 4 个 USB 3.1 Gen1 (SuperSpeed USB) Type-A 后置面板端口

加起来总共是 14 个 USB 接口,与芯片组的数量一致。

B450 芯片组最大 SATA 接口数是 6 个。在微星 B450M MORTAR 手册上可以看到提供了 4 个 SATA 接口,还有一个 M.2 接口上支持 SATA。剩下一个没找到,应该是主板不打算用满(也没必要用满)。

通常家用或者办公电脑不需要使用太多 SATA 接口,一个固态硬盘接 M.2 加上一个机械硬盘接 SATA 就够了。不过如果是组装 NAS,那么就可能要求比较多的 SATA 接口。

参考:

固态硬盘

固态硬盘有多种接口:SATA、mSATA、PCIe、M.2。现在主板会专门提供 M.2 接口给固态硬盘使用,而有些厂商会提供 PCIe 接口的固态硬盘。

M.2 接口支持多种协议的固态硬盘,目前常见的是 NVMe 和 SATA,这点在买固态硬盘的时候要注意区分。

M.2 接口使用 PCIe x4 通道,而 PCIe 接口的固态硬盘最高可使用 PCIe x16 通道。M.2 固态硬盘的优势是体积小,这是 PCIe 固态硬盘的缺点。PCIe 固态硬盘虽然可以使用 x16 通道,但实际上由于固态硬盘本身速度的限制,不会用满 x16 通道。

西部数据的 WD_BLACK AN1500 固态硬盘使用 PCIe 3.0 x8。它的广告语中使用了“体验PCIeGen4级别的性能”。这是因为 PCIe 3.0 x8 和 PCIe 4.0 x4 的速度是同一个级别的,而绝大部分的固态硬盘使用的都是 x4 通道的 M.2。因此在默认所有使用 PCIe 4.0 通道的固态硬盘都是 x4 通道的前提下,PCIe 3.0 x8 确实是 PCIe 4.0 x4 级别的性能。

M.2 接口的固态硬盘都使用 4 个通道(PCIe x4),因此 PCIe 3.0 的 M.2 固态硬盘的最高速度不超过 4GB/s。如果有 M.2 固态硬盘的速度达到 4GB/s 以上,必定是 PCIe 4.0 的固态硬盘。

购买CPU 和主板的时候要注意主板提供的 M.2 接口的 PCIe 版本。以 AMD 速龙 3000G + 微星 B450M MORTAR 为例。主板提供给 M.2 固态硬盘的接口有两种通道类型:PCIe 2.0 x4 和 PCIe 3.0 x2。

由于 PCIe 版本之间的吞吐量是将近两倍的关系,而通道数也是将近两倍的关系,因此可以推测 PCIe 2.0 x4 的吞吐量和 PCIe 3.0 x2 的吞吐量相差不大,大约为 2GB/s。不过仍然比 SATA 快很多。

SATA Revision 3.0 规范的理论速度为 750MB/s,不足上述接口的一半。因此尽管有 PCIe 的限制,固态硬盘选择 NVMe 协议仍然是最好的选择。但是注意,对于 PCIe 3.0 x4 的固态硬盘,以上接口最多只能达到固态硬盘速度的一半。

如果想达到固态硬盘的满速,还有一个方法,使用直连 CPU 的 PCIe 接口。如果使用 AMD 速龙 3000G + 微星 B450M MORTAR 的组合,那么主板会有一个 PCIe 3.0 x4 的接口可以让 NVMe 固态满速。可以直接买 PCIe3.0 x4 的 PCIe 固态硬盘,也可以买 M.2 固态硬盘加转接器接到 PCIe 接口。

需要注意的是,如果使用了这个接口,那么就无法装独立显卡。虽然就算装显卡,也只能用 PCIe x4,显卡的性能会有一些下降,但下降幅度小于 50%,因为显卡自身不需要太高的传输速度。

在微星 B450M MORTAR 手册中可以看到 “当在 M2_2 口中安装了 M.2 固态硬盘时,PCI_E4 插槽将无效” 这句话,可以看出 M.2 固态硬盘的 PCIe 2.0 x4 和扩展插槽的 PCIe 2.0 x16 是共用的,因此只有一个能生效。

参考:

显卡

内存

机箱

电源

网络唤醒(Wake On LAN,WOL)

参考: