Что находится внутри вашего компьютера: всё, что вам нужно знать о важных компонентах

ALLERROR.RU
30.06.2023

Здравствуйте дорогие читатели. Сегодня немного поговорим о том, что находится внутри вашего компьютера. Если вы собираетесь приобрести новый компьютер или собрать его самостоятельно, вам придётся столкнуться с множеством сокращений и случайных чисел. Иногда бывает довольно сложно разгрести кучи хлама, чтобы добраться до значимой информации. В этом вам и поможет данная статья.

Я намерен рассмотреть все основные компоненты, из которых состоит современный компьютер. Я расскажу, для чего они предназначены, поведаю их историю, объясню на какие характеристики нужно обращать внимание, и приведу список основных производителей.

Вы научитесь выбирать комплектующие и узнаете, что при этом нужно учитывать.

Итак, давайте начнём.

ЦПУ

Краткая история ЦПУ

Люди часто описывают центральный процессор (ЦПУ) как мозг компьютера. Они не правы. ЦПУ не является мозгом компьютера, это и есть компьютер в самом буквальном смысле этого слова. Это компонент, выполняющий все вычисления.

Любая команда, которую вы даёте компьютеру, будь то нажатие клавиши, клик мыши или сложная инструкция командной строки преобразуется в двоичный код и отправляется в процессор для обработки. ЦПУ выполняет серии простых математических операций, которые, если их повторять несколько тысяч раз в секунду, способны дать очень сложные результаты. Затем ЦПУ даёт собственную команду операционной системе, например, «добавить букву К в текст», «выбрать файл, над которым располагается курсор мыши» или даже «решить число Пи».

Хотя корни развития ЦПУ восходят к счётам — устройству, которое люди использовали ещё за тысячу лет до нашей эры, расцвет современных персональных компьютеров начался только в 1978 году, вместе с выпуском первого общедоступного 16-разрядного микропроцессора — Intel 8086. Наследник 8086, получивший название 8088, был использован в первом IBM PC. Наследие 8086 процессора ощущается и сегодня. Любая команда, написанная для этого чипа, имеет аналог в каждом современном процессоре Intel, и, в теории, может быть выполнена.

Intel — не единственная компания, занимающаяся производством процессоров, хотя и самая крупная. Advanced Micro Devices, более известная как AMD, и VIA Technologies так же производят ЦПУ с архитектурой x86. В начале 2000-х чипы AMD даже превосходили процессоры Intel, но это изменилось после появления серии Core i.

Для остальных устройств, вроде смартфонов, ЦПУ обычно интегрируется с другими компонентами в один чип. Qualcomm, Texas Instruments и Samsung являются крупнейшими производителями устройств с едиными чипами.

Краткий обзор ЦПУ

ЦПУ — это элемент компьютера, выполняющий вычисления. Раньше для выбора лучшего процессора достаточно было взглянуть на цифры — чем они больше, тем лучше. Появление многоядерных ЦПУ изменило ситуацию. В общем, чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор, а чем проще распараллелить задачу, чем выше преимущество многоядерных процессоров. Даже если два процессора обладают идентичной тактовой частотой и количеством ядер, существуют другие факторы. Одни из самых важных — размер кэша. Именно он отличает процессоры среднего класса от дорогих ЦПУ. Чем больше размер кэша — тем лучше.

Материнская плата

Позвольте представить вас моей материнской плате

Если вы самостоятельно собираете компьютер, материнская плата будет самым важным компонентом, который вам придётся выбрать. Если вы покупаете готовую систему, её названия даже не будет среди спецификаций. Материнская плата — это печатная плата (PCB), которая объединяет все остальные компоненты. Кроме этого, в неё встроено множество дополнительных портов и коннекторов, таких как USB, порты ввода/вывода и HDMI, являющихся общими для всех компьютеров.

До появления микропроцессора, идея о том, что компьютер может поместиться на одну печатную плату, казалась смешной. Они были слишком большими и имели слишком много разнообразных частей. Микропроцессор позволил поместить компьютер в небольшой корпус. Все компоненты соединялись между собой одной печатной платой. Современная материнская плата развивалась их этих ранних печатных плат.

Спецификации материнских плат

Материнские платы не оказывают особого эффекта на производительность. Они лишь связывают остальные компоненты, позволяя им выполнять свою работу. Однако они всё же определяют, какие комплектующие вы сможете вставить в свой компьютер, поэтому влияют на производительность опосредованно.

Материнские платы имеют несколько типовых размеров, соответствующих корпусам. Большинство разработаны согласно стандарту ATX. Самыми маленькими из доступных материнских плат являются mini-ITX (170 на 170 мм.), а самыми большими — Workstation ATX (356 на 425 мм.). В промежутке между ними имеется ещё несколько форматов.

Чем больше материнская плата, тем выше количество встроенных в неё портов. Если вы собираете очень мощный компьютер, вам понадобится много портов для подключения нескольких видеокарт, бесчисленных планок оперативной памяти и жёстких дисков. Если же вам нужен обычный домашний кинотеатр, достаточно средней материнской платы и гораздо меньшего количества компонентов.

В большинстве материнских плат имеется стандартный набор внутренних портов. Всегда есть сокет для процессора, разъёмы для оперативной памяти и порты, позволяющие подключить кабели устройств хранения. Во всех, кроме самых маленьких материнских плат, так же есть слоты взаимосвязи периферийных компонентов (PCIe).

Слоты PCIe бывают нескольких типов и позволяют подключать различные периферийные устройства. PCIe обычно используется для видеокарт, беспроводных сетевых карт и некоторых других внутренних компонентов. Существуют слоты PCIe различных размеров, которые имеют разное количество подключений к ЦПУ. Чем больше слот, тем больше информации в секунду периферийное устройство может передавать и получать.

Существует четыре стандартных размера: x1, x4, x8 и x16. Цифры обозначают количество подключений или полос. Мощным видеокартам необходим слот PCIe x16, а беспроводной сетевой карте будет достаточно x4 или даже x1.

Материнские платы так же оборудованы стандартными внешними портами, среди которых USB, порты ввода/вывода для звука и изображения и так далее.

При покупке материнской платы, её нужно выбирать, учитывая совместимость с ЦПУ, который вы хотите использовать, размер компьютера и насколько вы планируете его расширять в будущем. Разные материнские платы поддерживают разные процессоры. Например, ЦПУ от Intel не будет работать на материнской плате, поддерживающей только ЦПУ от AMD. Размер и расширяемость обычно можно сбалансировать. К примеру, если вы хотите параллельно использовать две видеокарты, вам потребуется как минимум два слота PCIe x16, что тут же исключает все платы меньше формата ATX.

Если вы покупаете готовый компьютер, все характеристики материнской платы будут перечислены в его полной спецификации.

Крупные игроки

Крупнейшими производителями на рынке материнских плат являются ASUS и Gigabyte Technology. Обе эти компании делают материнские платы различных форматов с разными комбинациями портов для процессоров Intel и AMD. Если вам требуется что-то для мощного игрового компьютера или домашнего кинотеатра, любая из этих компаний предоставит несколько вариантов. Производители готовых компьютеров часто делают собственные материнские платы.

Краткий обзор материнских плат

Если вы собираете компьютер самостоятельно, материнская плата имеет огромное значение. Покупая готовую систему, вы даже не узнаете о её существовании. Фактически, это печатная плата, соединяющая все компоненты компьютера с ЦПУ. Существуют платы различных форматов с разными внутренними и внешними портами. Сокет ЦПУ, слоты для оперативной памяти и устройств хранения имеются на всех платах. Портами PCIe так же оборудованы все платы за исключением самых маленьких. Выбирая материнскую плату, вы должны обращать внимание на её совместимость с процессорами и количество портов для всех компонентов, которые вы хотите подключить.

ОЗУ

Ведение в компьютерную память

В оперативной памяти (ОЗУ), которую часто называют просто «память», хранятся данные, с которыми работает или скоро будет работать ЦПУ. Эта память отличается от обычных средств хранения данных, вроде жёстких дисков, где информация хранится на постоянной основе.

Главное различие между памятью и устройствами хранения заключается в способе доступа к данным. На физическом жёстком диске скорость доступа к данным зависит от того, где они хранятся. Скорость вращения дисков ограничена, а считывающей головке приходится перемещаться в разные точки. В ОЗУ же все данные считываются с одинаковой скоростью, независимо от места хранения. Ещё одним важным отличием оперативной памяти является временность. Она может хранить данные только тогда, когда подаётся питание. У жёстких дисков такого ограничения нет.

Важнейшей особенностью ОЗУ является скорость. Процессор может получать оттуда данные в 100 000 раз быстрее, чем с жёсткого диска. Когда вы работаете с каким-то приложением, его данные копируются с жёсткого диска в оперативную память. Каждый раз, когда вы или приложение что-то делаете, ЦПУ берёт необходимую ему информацию из копии файла, находящейся в оперативной памяти. А когда вы сохраняете файл, он копируется обратно на жёсткий диск. Именно поэтому вы иногда теряете данные после зависания компьютера — они исчезают из ОЗУ при перезагрузке системы.

Если у вас закончится свободное место в оперативной памяти, компьютер сильно замедлится. ЦПУ придётся извлекать информацию с гораздо более медленных жёстких дисков. Недостаток оперативно памяти является одной из основных причин замедления работы системы.

Характеристики оперативной памяти

Оперативная память может показаться вам одним из самых непонятных компонентов. Большинство предложений в интернет-магазинах выглядят так, будто кто-то уронил калькулятор в чашку с алфавитным спагетти. Но всё не так плохо, как кажется.

Во-первых, есть объём ОЗУ, измеряющийся в гигабайтах. Это именно то, что вы и подумали — количество информации, которое может поместиться в оперативной памяти. Один или два гигабайта памяти необходимы для работы операционной системы, а всё сверх этого при необходимости используется другими приложениями. Чем больше памяти, тем лучше, хотя, вам, скорее всего, никогда не потребуется вся доступная системе оперативная память. За последние пару лет 8 Гб памяти стали общепринятым базовым уровнем. Большинству пользователей не нужно больше. Если вы занимаетесь редактированием видео или играете в компьютерные игры, то можете подумать над приобретением 16 или 32 Гб памяти.

За прошедшее десятилетие сменилось три поколения ОЗУ: DDR, DDR2 и DDR3. На момент написания этой статьи текущим поколением является DDR3, но ожидается, что DDR4 появится в течение нескольких лет. Аббревиатура DDR расшифровывается как удвоенная скорость передачи данных. Каждое новое поколение удваивало скорость передачи данных предыдущего. Если вам не нужно заменить память в старом компьютере, не обращайте внимания ни на что кроме DDR3 (а если вы читаете эти строки из будущего — DDR4).

Далее идёт скорость передачи данных. Она определяет, насколько быстро ЦПУ может извлекать данные из памяти. Обычно эта характеристика измеряется в МГц и ограничена материнской платой. Оперативная память DDR3 обладает скоростью от 1066 до 2400 МГц. Однако эти числа обозначают общую скорость передачи, а не фактическую тактовую частоту оперативной памяти. Стандартная тактовая частота памяти находится в промежутке между 133 МГц и 300 МГц, но реальная скорость выше из-за удвоения, получаемого от каждого поколения DDR. Как и в случае с ЦПУ, чем выше скорость, тем лучше, но есть и другие характеристики.

Ну и наконец, существует значение CL, которым измеряют задержку ОЗУ. Данный параметр представляет собой количество циклов, необходимое для возвращения запрошенных пользователем данных. Чем меньше значение CL, тем быстрее возвращаются данные. DDR3 обычно имеет от 6 до 16 циклов. Значение CL, как правило, взаимосвязано со скоростью передачи: чем выше скорость передачи, тем выше задержка. Таким образом, между общей скоростью ОЗУ и её задержкой соблюдается своего рода компромисс.

Крупные игроки

Между самыми крупными и самыми популярными среди потребителей производителями памяти есть разница. Крупнейшим производителем является Samsung, но большую часть их продукции приобретают другие производители, а не конечные потребители. Corsair, Kingston и Crucial — крупнейшие бренды ОЗУ. Кроме этого, существуют небольшие компании, делающие память специально для геймеров, например, G.SKILL.

Краткий обзор оперативной памяти

В ОЗУ хранится информация, с которой в данный момент работает процессор. Файлы и приложения копируются с обычных устройств хранения в память, чтобы ускорить доступ к ним. Недостаток оперативной памяти — самая распространённая причина замедления работы компьютера. Выбрать ОЗУ легче, чем ЦПУ. Во-первых, вам потребуется, по крайней мере, 8 гигабайт. Если ваша работа приводит к высокой нагрузке на ОЗУ, покупайте больше. Не так важно, какую память вы приобретёте. Чем быстрее память, тем выше задержка. Эти параметры уравновешивают друг друга. Если вы собираете компьютер самостоятельно, посмотрите какую ОЗУ рекомендуют брать для выполнения стоящих перед вами задач. Если же вы покупаете готовый компьютер от таких компаний как Apple или Dell, встроенной памяти почти наверняка будет достаточно.

HDD/SSD

Устройства хранения

Жёсткие диски (HDD) и недавно появившиеся твердотельные диски (SSD) находятся на другой стороне систем хранения данных. Они являются основным средством хранения больших объёмов цифровых данных.

HDD использует вращающийся магнитный диск для хранения двоичных данных. Над диском парит специальная рука, которая считывает полярность магнитного поля. Изменения в нём соответствуют единицам, а отсутствие изменений — нулям. Первые жёсткие диски были разработаны компанией IBM в 1950-х годах. Они стали дешёвой заменой более медленных устройств хранения, таких как магнитные ленты. Ранние HDD были огромными: IBM 350 RAMAC размещался в корпусе размером с два холодильника и при этом мог хранить только 3,75 Мб данных.

С тех пор всё очень сильно изменилось. Самые вместительные жёсткие диски, доступные сегодня, обладают объёмом в восемь терабайт данных и могут поместиться в 3,5-дюймовый корпус. Твердотельные диски так же постепенно увеличиваются в объёмах.

Первые современные SSD появились в начале 1990-х годов. Твердотельные технологии существовали и раньше, но были ближе к ОЗУ, чем обычным устройствам хранения. В отличие от оперативной памяти, SSD сохраняет данные даже при отсутствии питания. Для хранения данных SSD используют интегральную схему, а не магнитный диск. Благодаря этому, они работаю значительно быстрее жёстких дисков. Обратной стороной этого является их дороговизна и меньшие объёмы (вот несколько лучших SSD, доступных в продаже на данный момент). До середины 2000-х годов их использовали только в самых дорогих компьютерах, поскольку обычные пользователи попросту не могли себе позволить SSD.

У SSD так же имеется несколько других преимуществ. Они потребляют меньше энергии, и, поскольку в них отсутствуют движущиеся части, работают тихо, без всякой вибрации. Кроме этого данные с них нельзя стереть при помощи большого магнита. Именно поэтому они отлично подходят для телефонов и других мобильных устройств.

По мере снижения стоимости и увеличения объёмов, всё больше и больше производителей начали использовать твердотельные диски в своих устройствах, что привело к дальнейшим инновациям и снижению цен. К примеру, начиная с 2007 года, и по сей день, Apple является крупнейшим потребителем SSD. Почти все устройства, которые они сейчас производят, снабжены твердотельными дисками по умолчанию.

Хотя SSD всё чаще используются в качестве основного устройства хранения в дорогих ноутбуках, они всё ещё не стали окончательной заменой HDD. Несмотря на то, что вы можете приобрести сравнительно большой SSD в пределах 100 долларов, по-настоящему объёмные твердотельные диски по-прежнему на порядок дороже сопоставимых HDD. Люди, собирающие свои компьютеры, часто используют оба этих средства хранения данных: небольшой SSD для операционной системы и объёмный HDD для хранения всех остальных файлов.

Существуют даже гибридные диски. Они представляют собой HDD с небольшими встроенными SSD. Часто используемые файлы перемещаются с жёсткого диска на твердотельный, чтобы пользователь получал преимущество от более высокой скорости чтения.

Характеристики

Главной характеристикой любого устройства хранения является объём. Как и в случае с оперативной памятью, он измеряется в гигабайтах (Гб), но есть и диски, объём которых считается в терабайтах (Тб). Чем объёмнее диск, тем больше данных на нём можно хранить.

Жёсткие диски имеют ещё одни параметр — скорость вращения. Большинство вращаются на скорости 5400 или 7200 оборотов в минуту. Чем быстрее вращается диск, тем быстрее можно считывать с него данные. Скорость вращения высокопроизводительных HDD может достигать 15000 оборотов. Диски с 7200 оборотами обычно стоят немного дороже более медленных устройств того же объёма.

Крупные игроки

Большая часть HDD производится тремя компаниями: Seagate, Western Digital и Toshiba. Эти гиганты поглотили почти всех остальных производителей. Даже крупные бренды вроде Samsung продали им свои подразделения по производству жёстких дисков.

Твердотельные диски делаются в основном теми же компаниями. К ним можно добавить фирму SanDisk, много лет занимающуюся производством карт памяти для портативных устройств, а так же производителей ОЗУ Crucial и Corsair.

Краткий обзор устройств хранения

Жёсткие и твердотельные диски являются основными средствами хранения цифровых данных. HDD обладают большими объёмами, а SSD высокой производительностью. Их можно использовать вместе в одном компьютере, чтобы максимизировать преимущества и минимизировать недостатки. Если вас устраивает небольшой объём, купите SSD. В случае хранения больших объёмов данных, приобретайте HDD, либо очень дорогой SSD.

Графический процессор

Первый взгляд на графические процессоры

Графические процессоры (GPU) представляют собой специализированные микропроцессоры. ЦПУ может иметь четыре ядра, а в мощной видеокарте их тысячи. Изначально они предназначались для вывода на экран графического пользовательского интерфейса (GUI) и очень эффективно работали с полигонами. Теперь их функционал значительно расширялся, благодаря параллельному дизайну.

Существует два основных типа графических процессоров: интегрированные чипы и PCIe видеокарты. Интегрированные чипы, такие как линейка Intel HD Graphics, встроены в ЦПУ. Видеокарты с другой стороны имеют графические процессоры гораздо большего размера со своей собственной системой охлаждения и оперативной памятью и обычно подключаются к слоту PCIe

Предшественниками графических процессоров были устройства, использовавшиеся в игровых автоматах 1970-х годов. До широкого распространения графических интерфейсов, с выводом информации на экране отлично справлялся центральный процессор. Когда на экране находилось тридцать слов и мигающий курсор, не было необходимости в отдельном микропроцессоре. По мере развития и усложнения интерфейсов в 1980-х годах, эффективнее стало отдавать обработку графики специальному процессору.

Графические процессоры были особенно важны для задач, включающих отображение трёхмерной графики. Первые видеокарты с поддержкой 3D появились в 1990-х годах и стали предшественниками современных графических процессоров. Они ознаменовали революцию в возможностях компьютеров и привели к появлению цифровых эффектов в кино, а так же созданию современной игровой индустрии.

Всё последнее десятилетие производители графических процессоров подталкивали разработчиков программного обеспечения к использованию их устройств в роли обычных процессоров. Благодаря параллельной архитектуре, графические процессоры справляются с некоторыми задачами гораздо эффективнее ЦПУ. Примерами таких задач выступают взлом паролей и добыча биткоинов. Используя графический процессор для ускорения наиболее интенсивных задач в любой программе, ЦПУ может заняться всем остальным и система станет работать быстрее. Всё больше и больше профессиональных приложений, вроде Final Cut Pro от Apple, начинают поддерживать аппаратное ускорение.

Характеристики графических процессоров

Основными параметрами графического процессора являются тип и объём видеопамяти и, если вы покупаете видеокарту отдельно, порт PCIe к которому его можно подключить. Память важна для графического процессора в той же мере, что и для ЦПУ. Интегрированные чипы используют системную ОЗУ, а дискретные обладают своей собственной. Кроме этого, существует несколько поколений видеопамяти. Текущим является GDDR5, но в продаже всё ещё можно найти видеокарты с GDDR4. Графические процессоры не настолько требовательны к памяти, как ЦПУ. Если вы не используете свой компьютер для редактирования видео или запуска новейших игр, у вас не получится сильно нагрузить даже среднюю видеокарту. Нет необходимости тратить тысячи долларов на видеокарту, которая вам не пригодится. Даже встроенные графические чипы Intel без проблем воспроизводят видео в формате 1080p.

С портами PCIe наблюдается похожая ситуация. Текущее поколение — PCIe 3.0, и оно работает в два раза быстрее, чем PCIe 2.1. При сборке собственного компьютера, постарайтесь приобрести видеокарту PCIe 3.0 и совместимую с ней материнскую плату. Если же вы покупаете готовый компьютер, то не узнаете, какой порт PCIe в нём используется.

Крупные игроки

Крупнейшими производителями дискретных чипов являются NVIDIA и AMD, а Intel лидирует в сфере интегрированных графических процессоров. NVIDIA и AMD продают свои чипы другим производителям, вроде ASUS или Gigabyte, которые делают на их основе видеокарты и продают конечным потребителям.

Краткий обзор графических процессоров

Графический процессор — это специализированный микропроцессор с параллельной архитектурой. Изначально разработанные только для вывода графического интерфейса, сегодня они используются для ускорения других операций. Графический процессор может быть встроен в ЦПУ или подключён к слоту PCIe в виде отдельной карты. Мощность дорогих видеокарт превосходит потребности большинства пользователей, которым будет достаточно встроенного чипа или средней дискретной видеокарты.

Это ещё не всё

В этой статье мы рассмотрели только основные компоненты. Существует множество вспомогательных элементов, вроде блоков питания, вентиляторов, систем водяного охлаждения, беспроводных сетевых карт и ТВ-тюнеров, которые мы не упомянули.

Некоторые из них, например, блоки питания, имеют жизненно важное значение, тогда как другие, такие как беспроводные сетевые карты, просто расширяют доступный функционал. Однако мы не упустили ни одни компонент, выполняющий вычисления — реальные операции, благодаря которым вы можете читать эту страницу на экране.

Надеемся, эта статья окажется полезной, когда вы будете покупать или собирать себе компьютер.

Free Download WordPress Themes Premium WordPress Themes Download Free Download WordPress Themes Download Best WordPress Themes Free Download online free course download intex firmware Free Download WordPress Themes