CPU接口

首先,那就是CPU的接口了。咱们都知道CPU是接在主板上的,而接在主板上的方式一般分为三类,也叫作CPU的封装方式,分别为PGA、BGA、以及LGA

咱们来了解一下各种封装方式都有什么不同。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(1)

LGA封装

全称为Land Grid Array,直译过来就是栅格阵列封装。目前桌面版的CPU中,大部分Intel的处理器采用的封装方式。这种封装方式的特点就是触点都在CPU上,像网格一样覆盖在CPU背部,而主板则承担了提供针脚的工作,并且针脚一般都是有一定弹性的,为的是安装CPU后,针脚与触点可以更紧密的贴合。

优点:因为处理器上没针脚,这就减少了很多生产流程,节省了一定的制造成本。

缺点:不适合用户折腾,因为如果频繁更换CPU,势必会增加主板针脚弯曲的风险,这种针脚设计也更容易发生损坏,主板上的这种弹簧性质的针脚如果弯了,一两个倒还好,而因为主要依靠金属的韧性,所以大面积弯曲是没法修的。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(2)

PGA封装

英文全称为(Pin Grid Array Package),中文含义叫插针网格阵列封装技术,目前桌面版的CPU中,大部分家用AMD处理器采用的封装方式,它与LGA相反,它的针脚在CPU上,并且没有触点,主板提供的是插入针脚的插孔。

优点:适合爱折腾的用户频繁进行安装拆卸CPU的工作,当然为了避免拆散热器的时候一并把CPU粘下来。所以每次要拆掉CPU之前,很多人会先烤一下机,通过让CPU升温的方式,不被散热器粘住。

缺点:成本高,针脚损坏的风险大。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(3)

BGA封装

全称为球栅阵列封装Ball Grid Array,它与前两者的不同之处在于你可以理解它为焊在主板上的,而前两者则可以随意更换处理器。咱们身边绝大部分笔记本电脑,还有手机,甚至监控摄像头、电视等等内嵌处理芯片的产品,大多都采用的是BGA的封装方式。

优点:同样也是是因为它是更类似于焊接的工艺,所以可以做的更矮,体积更小。

缺点:自然也很明显,就是一旦封装完毕,除了通过专业仪器,否则一般人很难进行更换。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(4)

内存接口

然后是内存接口,不同代的CPU支持的内存是不一样的,目前咱们还能接触到的内存为DDR3、DDR4与DDR5,数字越大,端口以及内存条的速率就越快。比如12代酷睿支持DDR4与DDR5内存,而目前的11代酷睿只支持到DDR4内存,那可以把DDR5内存条接在DDR4的接口上么?这显然是不可以的,不同代的内存条,防呆设计的缺口位置是不同的,是无法插在不同代主板上的。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(5)

PCI-e接口

接下来咱们来聊聊大家比较关注的PCI-e接口,大多数人可能只知道显卡是接在这个接口上的,但首先咱们先要明确,什么是PCI-e,展开后是PCI-Express(peripheral component interconnect express)它是一种高速串行计算机扩展总线标准,它首先是个总线标准,其次才是个接口。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(6)

那什么是PCI-e总线呢?

PCI-e总线

首先总线(Bus)指的是是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束,而PCIe总线采用了全双工的传输设计,即允许在同一时刻,同时进行发送和接收数据。主要优势就是传输速率高,所以常用来接显卡、固态硬盘等高速设备,现在带宽更大的wifi6无线网卡大多也开始采用PCI-e总线进行传输了。

PCI-e通道

然后这里还有一个词,叫做PCI-e lane,也就是PCI-e通道,咱们在主板上看到不同的PCI-e接口,有x16、x8、x4、x1等等,一个PCI-e lane等于一个x1通道,把16个PCI-e通道绑定在一起,你就得到了一个x16的通道。以PCI-e3.0为例,一个x1通道能提供的最大带宽为约1GB/s,一个x16的通道能提供的最大带宽约为16GB/s。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(7)

但如果要真的想达到相应的速度,还需要CPU和主板的支持。实际lane的数量CPU会提供一部分,主板芯片组会提供另外一部分,如果lane的总数不够,那主板上的部分PCI-e接口接满设备后,部分设备将失效或降低性能。

举个例子,某块主板上提供了40条PCI-e通道接口,由1个PCI-e3.0 x16接口、2个PCI-e3.0 x8接口、2个PCI-e3.0 x4接口组成,那这40条通道接口的满载速率加在一起,就意味着这块主板至多可提供约40GB/s的PCI-e总线带宽。但CPU与主板芯片组的PCI-e通道数量加在一起仅为32,那如果你将PCI-e接口插满设备之后,部分设备或将达不到预期性能表现。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(8)

当然这只是举了一个简单的例子,实际上要比这个例子复杂的多,比如处理器中的核心显卡也需要占用PCI-e通道,再比如处理器也会提供多个版本的PCI-e通道,芯片组和处理器提供的PCI-e通道最终的效率也是不同的,咱们以后有机会可以深入聊一下。

PCI-e版本

目前PCI-e也分不同的版本,主流的有PCI-e3.0、4.0与最新的5.0,拿PCI-E4.0来说,它的传输速率为16GT/s,也就是一个PCIE通道的带宽为2GB/s,而咱们接显卡用的接口一般都为PCIEx16,也就是16个PCI-E通道,它的总带宽就可以达到32GB/s。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(9)

而咱们的NVME硬盘所用的M.2接口,实际上也是走的PCIE总线(但非必须),它一般需要的通道数量为4。NVME是一个逻辑接口规范,全称为非易失性内存主机控制器接口规范,既然是逻辑的接口规范,也就代表着它不是必须通过PCI-e总线才能传输数据,这个以后有机会可以继续聊,而M.2接口是一种近几年新推出的接口标准,可以理解为只是个接口的外形。

nvme与pcie协议区别(电脑内部接口科普)(10)

,