一个视频弄清楚台式电脑所有硬件的构造和工作原理

这期视频我们将使用三维动画沉浸式的为您拆解电脑的每一个硬件。我们先从中央处理器CPU开始，它是计算机的大脑，CPU上面是一个用于散热的盖子，里面有一个金属封装。下面就是常说的芯片。芯片安装在印刷电路板上，该电路板通过上千个针小于主板上的接口相连接。我们将芯片放大到纳米视图，能看到里面布满了晶体管，这些晶体管只有几纳米一宽，直接盖大小的芯片上大约有80~100一个晶体管，宛如一座巨型的城市。晶体管和导线一起构成了整个CPU的信息高速公路。接着我们看下芯片的组成部分，浅蓝色部分是CPU的核心，这是一个10盒的CPU，主要用于运行程序和执行指令。每个CPU核心的一侧都是环形互联的共享三级缓存，其作用是进一步降低内存的延迟，同时提升海量数据计算时的性能。最右边的是一个集成图形处理器，其实就是常说的集成。显卡，它能接收CPU提供的指令和数据，进行相应的处理后就变成我们看得懂的文字或图像了。左上角这个是内存控制器，它与主板上的芯片所通信，并管理电脑中许多其他组件之间的数据流。CPU附近的这些是电压调节器模块，这些模块将来自电源的电压降低到CPU所能使用的电压，CPU消耗的功率相当于大约16个led灯，因此产生了大量的热量，这就需要使用CPU风扇进行散热。风扇的冷却器使用一个泵，让液体循环通过这些管道并进入散热器通道，从而将热量传递到散热片，然后风扇帮助将热量转移到空气中，冷却的液体返回到泵就能对CPU进行冷却了。说完系屁用，接下来我们看看主板。主板被称为电子产品之母，是一切电子元器件的载体。它是一个巨大的印刷电路板，内部有数千根导线，各种微芯片组件、插座、端口、插槽和连接器都连接。在上面，所有连接到主板上的硬接最重要的就是这里的芯片组。芯片组直接与CPU连接，管理着几乎所有的事情。向联网数据、硬盘驱动器的数据、键盘和鼠标、USB设备以及发送到扬声器或麦克风的音频等等都由芯片组管理。这是内存存储器。CPU通过运行在主板内部的内存通道直接与内存通信。当我们操作电脑时，内存存储器会从固态或者机械硬盘中读取需要的数据，然后CPU从内存拿到数据后就能进行下一步的处理。一般来说，主板上有4个内存插槽，插入后，内存条通过主板上的两个内存通道直接连接到CPUCPU芯片除了内存控制区域外，还有一个单独的区域，这个区域能与固态硬盘或者机械硬盘进行通信。通过这两个区域，CPU就能管理从硬盘到内存的高速缓存数据流了，这是DDR5的内存条。每个内存条通道分为。两个部分，他们使用32条数据线，以次独立传输32位数据，同时21根额外的线通向CPU。每一个内存通道携带一个地址，一边指定读取或写入数据的位置。地址和命令由并行工作的四个芯片发送和共享打开。内存芯片还有几部分组成？我们主要看内存的主芯片，单颗主芯片是2g的容量，它被分成8个组，每一组由4个库组成，一共32个库，每一个库有65536个行，8192格列。他们被数万条导线分割成171个最小的存储单元。这是把内存芯片放大后的样子。这是芯片阵列中的其中一个晶体管，称为1T1C存储单元只有几纳米大小，内存中的数据就是存储在这些单元中，这是电脑的独立显卡，打开显卡，里面是一块PCB，电路板中央这个是显卡的GPU，周围是显示存储器芯片，旁边是电压调节器模块。IC芯片上方是1。个带有风扇的散热片。显卡一侧是是显示接口，另一侧是P接口，对面是电连接器。我们重点看看GPUGPU也是通过上千个针脚连接到显卡的PCB上，打开GPU，中间是GPU的芯片，芯片内部也是密密麻麻的金属导线和晶体管。芯片大约有118亿个晶体管，这些晶体管被组织成6个图形处理集群，共计28个流式多处理器，每个流式多处理仅由一二十八个核心组成，一共3584个核心。但是这些核心只能做一些基础运算，而CPU的核心只有少数几个，但执行的操作却复杂的多。此外，CPU具有分支预测和优化代码执行的深层管道。说了这么多，GPU到底能干嘛？以这张1600万像素的图像为例，每一个像素都有RG壁纸，如果你想让图片变量，只需要给每个数字加20CPU有10个核心，因此一次能执行10个数字的算术运算，而。GPU有数千个核心，能将数据分配到数千个核心进行计算，因此GPU能执行更多的并行处理，处理图形数据速度非踌。同时显卡还广泛用于人工智能领域，深度学习里面的神经网络全都是大量的矩阵运算，而GPU核心非常多，并行处理这种数据非常适合，能极大的加速神经网络模型的训练。这是电脑的固态硬盘，主要用于永久存储电脑的数据。我们先看看它的构造，这是一块容量为8TB的固态硬盘，它里面有18块闪存微芯片，固态硬盘所有8TB的数据就储存在这里面。单独看其中一块会发现每个微芯片又有8个子模块，而每个子模块又有两个平面，每个平面都是一个巨大的垂直堆叠闪存单元阵列，它们构成了数以千计的块，每个块又是由数百页组成，最后每页又包含了数以万计的存储单元，其中里面的每个闪存单元可以保存3位的二进制信息。这是固态硬盘的控。制器芯片。控制器芯片通过一条内存通道与18个闪存微芯片链接，每个内存通道又是由16条贯穿PCB的同线组成，并将实时数据传输到闪存微芯片进行写入或读取。这里还有8块缓存芯片作为数据的缓冲区。这是机械硬盘，但是读取速度要比固态硬盘慢很多。这个是存储数据的磁盘，它装在硬盘主轴上。这个是磁头总成，磁头通过一条排线沿着磁头臂向下连接到硬盘的PCB板上。这是硬盘的主芯片。这个是用于控制音圈和无刷电机的控制芯片。磁盘通过这颗高速电机来驱动。硬盘的磁头壁是由上下两片磁针构成。这个是用于读写数据的磁头，它在读写数据时并没有触碰到磁盘，而是还有15大米的距离。一个硬盘盘片被划分出50多万个轨道，然后再将这些轨道分成多个扇区，每个扇区都有一个引导码，记录该扇区数据的长度。旁边有一个地。值吗？它记录数据位于哪个磁到哪个扇区，这部分就是存储的数据，每一个扇区可以存储4KB的数据。让我们放大磁头看看，磁头可以利用其变化的磁场改变磁盘磁力的极性，这样就能写入和读取磁盘数据了。这是电脑的电源，它将电流分配到整个计算机。在这里，主变压器降低电压，并在初级侧高压和次级侧低压之间架起隔离边界。这是电源的控制电路板，它确保稳定的输出电压，并使用光隔离器将调整信号发送到主塞的开关。电源晶体管只有几十个其他组件用于过滤输入电压并产生各种输出电压，然后将其发送到计算机中所有不同的硬件，硬件通电后，整个计算机就能工作了。最后我们说下鼠标，鼠标的底部有个图像采集系统，首先LED1D产生红外光，穿过透镜照亮鼠标下方，接着反射回到第二透镜，通过微小光圈进入图像传感器，因为光从小角度进入。值得鼠标垫表面的颜色和纹理变得立体化，图像传感器就能进行拍照。图像传感器眉毛能拍17000张底部照片，鼠标移动0.1秒，图像传感器就能拍下1700张照。拍完一张图片后，就拿这张图片和59微秒前的旧图片对比，计算出载来此轴和外轴的变化，来判断鼠标移动的方向和距离。最后通过USB收发器将这些信息传送给电脑进行处理，光道就能移动了。

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