CPU接口
首先,那就是CPU的接口了。咱們都知道CPU是接在主闆上的,而接在主闆上的方式一般分為三類,也叫作CPU的封裝方式,分别為PGA、BGA、以及LGA。
咱們來了解一下各種封裝方式都有什麼不同。
LGA封裝
全稱為Land Grid Array,直譯過來就是栅格陣列封裝。目前桌面版的CPU中,大部分Intel的處理器采用的封裝方式。這種封裝方式的特點就是觸點都在CPU上,像網格一樣覆蓋在CPU背部,而主闆則承擔了提供針腳的工作,并且針腳一般都是有一定彈性的,為的是安裝CPU後,針腳與觸點可以更緊密的貼合。
優點:因為處理器上沒針腳,這就減少了很多生産流程,節省了一定的制造成本。
缺點:不适合用戶折騰,因為如果頻繁更換CPU,勢必會增加主闆針腳彎曲的風險,這種針腳設計也更容易發生損壞,主闆上的這種彈簧性質的針腳如果彎了,一兩個倒還好,而因為主要依靠金屬的韌性,所以大面積彎曲是沒法修的。
PGA封裝
英文全稱為(Pin Grid Array Package),中文含義叫插針網格陣列封裝技術,目前桌面版的CPU中,大部分家用AMD處理器采用的封裝方式,它與LGA相反,它的針腳在CPU上,并且沒有觸點,主闆提供的是插入針腳的插孔。
優點:适合愛折騰的用戶頻繁進行安裝拆卸CPU的工作,當然為了避免拆散熱器的時候一并把CPU粘下來。所以每次要拆掉CPU之前,很多人會先烤一下機,通過讓CPU升溫的方式,不被散熱器粘住。
缺點:成本高,針腳損壞的風險大。
BGA封裝
全稱為球栅陣列封裝Ball Grid Array,它與前兩者的不同之處在于你可以理解它為焊在主闆上的,而前兩者則可以随意更換處理器。咱們身邊絕大部分筆記本電腦,還有手機,甚至監控攝像頭、電視等等内嵌處理芯片的産品,大多都采用的是BGA的封裝方式。
優點:同樣也是是因為它是更類似于焊接的工藝,所以可以做的更矮,體積更小。
缺點:自然也很明顯,就是一旦封裝完畢,除了通過專業儀器,否則一般人很難進行更換。
内存接口
然後是内存接口,不同代的CPU支持的内存是不一樣的,目前咱們還能接觸到的内存為DDR3、DDR4與DDR5,數字越大,端口以及内存條的速率就越快。比如12代酷睿支持DDR4與DDR5内存,而目前的11代酷睿隻支持到DDR4内存,那可以把DDR5内存條接在DDR4的接口上麼?這顯然是不可以的,不同代的内存條,防呆設計的缺口位置是不同的,是無法插在不同代主闆上的。
PCI-e接口
接下來咱們來聊聊大家比較關注的PCI-e接口,大多數人可能隻知道顯卡是接在這個接口上的,但首先咱們先要明确,什麼是PCI-e,展開後是PCI-Express(peripheral component interconnect express)它是一種高速串行計算機擴展總線标準,它首先是個總線标準,其次才是個接口。
那什麼是PCI-e總線呢?
PCI-e總線
首先總線(Bus)指的是是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信幹線,它是由導線組成的傳輸線束,而PCIe總線采用了全雙工的傳輸設計,即允許在同一時刻,同時進行發送和接收數據。主要優勢就是傳輸速率高,所以常用來接顯卡、固态硬盤等高速設備,現在帶寬更大的wifi6無線網卡大多也開始采用PCI-e總線進行傳輸了。
PCI-e通道
然後這裡還有一個詞,叫做PCI-e lane,也就是PCI-e通道,咱們在主闆上看到不同的PCI-e接口,有x16、x8、x4、x1等等,一個PCI-e lane等于一個x1通道,把16個PCI-e通道綁定在一起,你就得到了一個x16的通道。以PCI-e3.0為例,一個x1通道能提供的最大帶寬為約1GB/s,一個x16的通道能提供的最大帶寬約為16GB/s。
但如果要真的想達到相應的速度,還需要CPU和主闆的支持。實際lane的數量CPU會提供一部分,主闆芯片組會提供另外一部分,如果lane的總數不夠,那主闆上的部分PCI-e接口接滿設備後,部分設備将失效或降低性能。
舉個例子,某塊主闆上提供了40條PCI-e通道接口,由1個PCI-e3.0 x16接口、2個PCI-e3.0 x8接口、2個PCI-e3.0 x4接口組成,那這40條通道接口的滿載速率加在一起,就意味着這塊主闆至多可提供約40GB/s的PCI-e總線帶寬。但CPU與主闆芯片組的PCI-e通道數量加在一起僅為32,那如果你将PCI-e接口插滿設備之後,部分設備或将達不到預期性能表現。
當然這隻是舉了一個簡單的例子,實際上要比這個例子複雜的多,比如處理器中的核心顯卡也需要占用PCI-e通道,再比如處理器也會提供多個版本的PCI-e通道,芯片組和處理器提供的PCI-e通道最終的效率也是不同的,咱們以後有機會可以深入聊一下。
PCI-e版本
目前PCI-e也分不同的版本,主流的有PCI-e3.0、4.0與最新的5.0,拿PCI-E4.0來說,它的傳輸速率為16GT/s,也就是一個PCIE通道的帶寬為2GB/s,而咱們接顯卡用的接口一般都為PCIEx16,也就是16個PCI-E通道,它的總帶寬就可以達到32GB/s。
而咱們的NVME硬盤所用的M.2接口,實際上也是走的PCIE總線(但非必須),它一般需要的通道數量為4。NVME是一個邏輯接口規範,全稱為非易失性内存主機控制器接口規範,既然是邏輯的接口規範,也就代表着它不是必須通過PCI-e總線才能傳輸數據,這個以後有機會可以繼續聊,而M.2接口是一種近幾年新推出的接口标準,可以理解為隻是個接口的外形。
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