Внимание: данная серия статей предназначена для начинающих пользователей и людей которые практически ничего не знают об устройстве компьютера. Опытным пользователям статьи данного цикла могут показаться слишком очевидными и простыми.
Доброго времени суток, эта вторая моя статья из серии где мы с вами стараемся разобраться как работают все эти сложные штучки в вашем компьютере. Первая часть статьи доступна по этой ссылке.
В этой части мы попытаемся разобраться, пусть и поверхностно, но подробнее во внутреннем устройстве системного блока (устройство ноутбуков рассмотрим позднее). А именно поговорим об установке материнской платы в корпус, о типах корпусах и соответствующих им платах, узнаем что за циферки указаны на блоке питания, почему процессоры одного производителя могут не подходить на одну и ту же материнскую плату, чем отличаются жёсткие диски (HDD) от твердотельных накопителей (SSD и SSD m2) и какие бывают ОЗУ.
Что такое системный блок если говорить подробнее?
Корпус системного блока является основой для дальнейшей сборки вычислительной системы (компьютера). В него с помощью специальных креплений устанавливается системная плата (она же материнская), блок питания, опционально дисководы или картридеры (устройства для чтения и записи информации с различных флеш-карт (SD, microSD и т.п.) - таких которые вы можете встретить, например, в своём телефоне (не путать с сим-картой) или фотоаппарате).
Основными характеристиками корпуса являются его размер (форм-фактор) и вентиляция (в корпусе должны быть отверстия для забора холодного воздуха и выпуска горячего). В корпусе так-же могут быть установлены корпусные вентиляторы повышающие охлаждение пространства внутри.
На корпусах, опционально, могут быть установлены подсветки, экранчики для вывода различной информации (температура внутри, температура отдельных элементов, скорость вращения вентиляторов, напряжение и т.п.)
В зависимости от типа корпуса в нём уже предусмотрены специальные крепления для материнской платы, блока питания, дисководов, жёстких дисков, дополнительных вентиляторов. В сами же корпуса встраивают кнопки включения ПК (иногда и кнопку перезагрузки), а так же несколько световых индикаторов - индикатор работы ПК и индикатор активности жёсткого диска (светиться когда жёсткий диск производит какую либо работу, например запись файла).
Что такое форм-фактор и на что он влияет?
Форм-фактор корпуса показывает его размер и наличие креплений под определённый тип материнской платы (при покупке нового корпуса надо смотреть типы системной платы которые он поддерживает, иначе может возникнуть неприятная ситуация когда нормально закрепить плату просто не выйдет).
Так-же от размеров корпуса зависит и циркуляция воздуха внутри него, а значит и охлаждение всей системы, что зачастую, является очень важной характеристикой. Так в маленьком корпусе с малым количеством отверстий или неправильным их расположением (например установленный внизу корпуса вентилятор на забор воздуха будет практически бесполезен, так как ему просто будет не хватать воздуха, если исключить случаи когда у корпуса огромные ножки снизу) температура будет гораздо выше, чем в большом и с достаточной вентиляцией. Но часто, не значит всегда - есть системы которые отлично работают в маленьком корпусе и практически не греются, за счёт малого тепловыделения. Так что размер корпуса и качество его вентиляции стоит оценивать исходя из того, какие параметры теплоотдачи будут у ваших комплектующих внтури него (этот параметр всегда указывают в характеристиках, за исключением случаев когда он не имеет значения, так как слишком мал).
Блок питания или сколько ватт мне нужно для работы моего железного друга?
Как я говорил в своей первой статье - блок питания является сердцем ПК гонящим по его венам (проводам, шлейфам, кабелям, шинам) ток. И к его выбору предстоит относиться довольно серьёзно, так как при недостаточной мощности есть риск, что система будет работать слишком медленно, периодически перезагружаться со страшным синим экраном (про "синий экран смерти" я расскажу в статье про программное устройство ПК), "рвать" изображение на мониторе, шуметь, а может и вообще не включиться. Если приводить всю ту же аналогию с человеческим телом, то представьте, что сердце ребёнка пересадят тяжёлоатлету и заставят его несколько часов подряд поднимать огромный вес, последствия, думаю, будут плачевными. Точно так же и с блоком питания недостаточной мощности - в какой-то момент система просто откажется работать.
Так что-же делать и как решить проблему с покупкой БП подходящей мощности? Есть несколько верных способов, самый простой - воспользоваться калькулятором мощности ПК (можно найти в интернете) в который необходимо будет ввести потребляемые мощности комплектующих (всегда есть в характеристиках) и после купить подходящий по мощности блок, но покупать желательно не "впритык", а с небольшим запасом. Как вариант - если покупаете в реальном магазине (не через интернет), то попросить консультанта помочь вам с выбором блока. Ну а тем, кому интересно рассчитать и купить самостоятельно следует понимать несколько различных цифр на блоках питания, а именно его мощность в целом (на скриншоте Max. Load) и на мощность по линиям 12 вольт (на скриншоте выделена красным прямоугольником). Ориентироваться лучше на мощность по 12V линиям, так как именно эти линии служат основной магистралью питания процессора и видеокарты (самых энергопотребляющих компонентов)
Брать блок питания "с запасом" необходимо для того, чтобы не заставлять работать его в полную силу, и продлить срок его службы. Ведь работая на пределе своих возможностей происходит более сильный нагрев и электронные компоненты внутри блока со временем просто перестают выдерживать нагрузку и приводят к выходу блока из строя.
Блоки питания, кстати, тоже бывают различных форм-факторов, а значит необходимо внимательно подбирать блок к своему корпусу (см. выше про форм-факторы корпуса).
Процессор или та самая умная штучка внутри нашего устройства.
Если с форм-фактором корпуса, материнской платы и БП, всё более-менее понятно, то вот у процессоров это немножечко сложнее, сейчас постараюсь рассказать почему и как это вообще работает.
Для того, чтобы у нашего компьютера появились мозги, в него надо поставить процессор и поставить его надо прямиком в специальный интерфейс на материнской плате именуемый сокетом. И здесь уже начинаются сложности, ведь сокеты между собой различаются размерами, количеством и типом контактов, расстоянием до креплений систем охлаждения, что не позволяет использовать любой процессор для конкретной материнской платы. Благо в характеристиках всегда указан тип сокета (в характеристиках материнской платы и в характеристиках процессора). Почему так много различий? - Всё из-за разной мощности процессоров, которым необходимо разное количество мощности и охлаждения, тип используемой оперативной памяти, что и влияет на их конструкцию.
С сокетами разобрались, теперь посмотрим как работает сам процессор и что делает его умным?
Сам процессор состоит из:
• Устройства управления (УУ) - именно оно говорит остальным компонентам процессора какие команды и в какой последовательности им необходимо исполнять. В нём содержаться некоторые инструкции в соответствии с которыми оно координирует свою работу с другими частями компьютера.
• Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - устройство которое выполняет различные арифметические и логические операции в процессоре (например сложение или сравнение двух переменных)
• Регистры процессора - минимальные ячейки памяти, в которых хранятся "триггеры" - набор логических элементов выполняющих различные функции (например: Т-триггер изменяет своё состояние на противоположное при каждом такте процессора на его выходе, т.е. на первом такте было, условно, значение 1, на следующем такте значение измениться на противоположное - -1 и т.д.)
Количество тактов процессора - количество исполняемых команд в секунду. Частоту современных процессоров измеряют в гигагерцах (ГГц) 1 гигагерц равен миллиарду операций в секунду.
Так же у процессора присутствует кэш-память, необходима она для того, чтобы хранить в ней исполняемые в данный момент инструкции, так как скорость чтения инструкций из кэш-памяти в разы больше скорости чтения инструкций из ОЗУ, где хранятся все необходимые инструкции и именно оттуда процессор загружает нужные ему в свой кэш, чтобы как можно быстрее их исполнить на радость своего хозяина.
Современные процессоры могут обрабатывать несколько инструкций одновременно, за счёт своей многоядерности (по сути, сейчас в одном процессоре - несколько маленьких процессоров с общим ресурсом - кэш-памятью). Пока одна инструкция декодируется процессор может успеть получить и выполнить другую, однако это работает только тогда, когда одна инструкция не зависит от другой.
Память - это важно, память - это хорошо, особенно если она оперативная!
За счёт своих размеров процессор не может вмещать в себя большое количество инструкций, хранить результаты ввода и вывода и какие-либо промежуточные данные, для этих целей ему на помощь ставят оперативную память (оперативное запоминающее устройство - ОЗУ). Именно в неё записываются все инструкции к процессору, промежуточные данные работы той или иной команды, данные ввода и вывода (Например, когда вы выделяете текст и нажимаете "копировать" он сохраняется именно в ОЗУ, чтобы вы могли в любой момент его вставить, до тех пор пока не замените его другим элементом или не выключите ПК).
Поскольку процессор непосредственно работает с ОЗУ, то её тоже надо подбирать грамотно, чтобы процессор мог нормально с ней общаться. В характеристиках процессоров и материнских плат можно найти тип поддерживаемой памяти и её тактовую частоту. Пока не будем углубляться в сложные технические термины и говорить про тайминги, частоты, напряжение. Для покупки ОЗУ нужно знать её тип (DDR3, DDR4 и т.п.) - чтобы процессору было комфортно с ней работать, так же стоит учесть, что интерфейсы под разные типы памяти тоже разные, знать стоит и объём - его должно хватать для выполнения ваших задач (на данный момент комфортным объёмом для работы можно считать 8gb и выше).
Оперативная память это хорошо, но надо же и большие объёмы хранить где-то! Поговорим об жёстких и твердотельных накопителях.
Если в оперативной памяти хранятся лишь некоторые инструкции к процессору и немножечко необходимых данных, то что делать с тем, что нужно хранить долго и в большем объёме? Правильно - нужен диск, да не простой, а жёсткий - он же HDD. Работает он благодаря сложным механизмам и физическим явлениям - электричеству и магнетизму. Внутри корпуса диска расположена плата управления, пишущая головка, моторчик и сам диск с размеченными на нём дорожками, которые, в свою очередь, поделены на сектора. Чтобы компьютер понимал куда записать и откуда считать информацию в самом диске храниться карта этих дорожек в которой указано где и что записано. Как только диск начинает свою работу электромоторчик внутри него начинает вращать диск, как только диск достигает такой скорости при которой пишущая головка не сможет его коснуться из-за образовавшейся между ней и диском воздушной подушки, инструкции в микросхеме опускают головку в то место, откуда необходимо произвести чтение или куда необходимо что-либо записать.
У конструкции HDD есть как положительные стороны, так и отрицательные. Жёсткие диски имеют возможность восстановления после удаления данных, могут работать с нерабочими секторами, но менее живучие, нежели SSD накопители в которых нет движущихся элементов, но уступают в скорости чтения/записи, стоимость жёстких дисков получается ниже, чем у твердотельных. На данный момент по объёму памяти SSD приближаются к HDD, но полностью сравняются они ещё не скоро.
А что, собственно, такое этот SSD? SSD - это, по сути, большого размера флешка, которая может быть установлена даже напрямую в интерфейсы материнской платы (SSDm2). Что отличает её от HDD? - В первую очередь большая надёжность, SSD устойчивы к падениям, тряске, ударам. За счёт отсутствия движущихся частей не издают шума при работе и не изнашиваются внутри. А благодаря флеш-памяти позволяют гораздо быстрее записывать и считывать различного рода информацию (особенно это становится заметно при копировании множества маленьких файлов разных типов).
Что-же выбрать? Желательно брать и то, и другое одновременно: SSD использовать для операционной системы (так она будет загружаться значительно быстрее) и для программ которым важна скорость чтения файлов. HDD большего объёма оставлять для всего остального - нетребовательные к скорости чтения программы, различные файлы и документы, игры (да, желательно хранить на HDD, скорость чтения может быть ниже, но SSD может быстрее потерять свой ресурс чтения/записи при установке игр на него).
Спасибо всем, кто дочитал эту статью! Надеюсь вы смогли узнать что-нибудь новое и интересное. Если вам нравятся статьи такого плана о компьютерных технологиях, то буду рад вашей подписке и лайку! А так-же жду конструктивной критики в комментариях!
Все изображения взяты с бесплатных стоков картинок.
