Hardware PC

Vytvořili Daniel Urban a Lukáš Kašpar

Co by měl obsahovat moderní počítač?

ProcesorChladič na procesor

Základní deska

Grafická karta

Kvalitní napájení

Diskové

úložiště dat

+ case vhodná pro všechny komponenty

RAM paměti

Počítačová skříň (Case)• Slouží k mechanickému upevnění všech počítačových komponent• Při výběru je třeba dbát na její vzdušnost popřípadě vybírat skříň s

možností vedení kabeláže ne zadní straně a podle maximální výšky chladiče CPU a grafických karet

• Rozlišují se čtyři základní typy: Mini Tower, Midddle Tower, (Full) Tower, Big Tower

• Nejčastěji je skříň vyrobena z plechu (ocel, hliník,… + plast)

Middle Tower

ATX Motherboard

Počítačový zdroj  (PSU)• Zdroj je základní a velmi důležitou součástí počítače. Na počítačovém zdroji

by se nemělo nějak zvlášť šetřit – ba naopak, čím lepší zdroj do počítače osadíme, tím déle s námi vydrží.

• Je to měnič napětí, sloužící ke zpracování střídavého proudu přicházejícího ze sítě na napětí vyhovující počítačovým součástem (komponentům)

• V České republice a okolních státech mění zdroje napětí 230V (dříve 220V), ale v zemích jako jsou například Severní a Jižní Amerika, Japonsko, Thaiwan, zdroj zpracovává elektrickou energii o ve výši 115V.

Zdroje standartu AT, ATX• AT - Velikou odlišností od současného standardu ATX je, že se zapínal

spínačem přímo napojeným na síť 230 V (dříve 220 V). Nebylo tedy dostupné softwarové zapínání (tlačítkem na skříni počítače)

• ATX přidal další větev, a to 3,3V. Bylo zde dostupné softwarové zapínání. Zdroj má tři základní stavy:

• Zapnuto: se všemi napěťovými okruhy• Stand-by mód: s aktivním 5V okruhem označeným jako 5Vsb, pomocí

kterého přepínáme do stavu zapnuto. Zapnutí přes okruh 5Vsb je možné pomocí Power tlačítka na vaší skříni

• Vypnuto: uskutečnitelné buď pomocí vypínače nebo mechanickým odpojením kabelu ze sítě

• Někdy v roce 2004 se na trh dostal i standart BTX, který měl vychytat chyby, které nesl standart ATX. BTX se však moc neujal a ATX se využívá i dnes.

• Dnešní zdroje standartu ATX musí podle legislativy evropské unie obsahovat pokročilé ochrany proti přepětí.

Energetická účinnost zdroje• Poměr mezi výstupním výkonem a příkonem zdroje. Účinnost je vždy menší

než 100%, neboť část energie se vyzáří v podobě tepla. Počítačové zdroje jsou z hlediska účinnosti certifikovány dle specifikace 80plus:

Konektory zdroje• Hlavní napájecí konektor základní desky (20 + 4/ 24 pin)• Přídavné napájení procesoru (4 + 4 pin)• Přídavné napájení grafické karty (6 + 2 pin)• Serial ATA – napájecí konektor (SATA) – počet dle výkonu zdroje• Peripheral ATA – napájecí konektor (Molex) – počet dle výkonu zdroje• + napájecí konektor pro disketovou mechaniku (+1)

Modulárnost zdroje• Plně modulární zdroje mají veškerou kabeláž odpojitelnou, což je výhoda i

z vizuálního hlediska – kabely nejsou volně roztahané po skříni. Hlavním záměrem je však docílení maximální vzdušnosti uvnitř skříně, kdy kabely, které nevyužijeme můžeme odpojit. Plně modulární zdroje jsou dražší než semi-modulární.

• Semi-modulární zdroje mají také odpojitelnou kabeláž s tím rozdílem, že mají pevně připojený napájecí konektor základní desky a přídavné napájení procesoru. Tyto zdroje se vyplatí více. Takový zdroj vyjde o něco levněji než plně modulární.

Plně modulární zdroj

Semi-modulární zdroj

Chlazení počítačových zdrojů• Chlazení počítačových zdrojů je takřka srovnatelné s důležitostí chlazení

procesoru. • Tady opět platí čím dražší zdroj, tím je výkonnější a tišší jeho ventilátor.• Zajímavou technologii chlazení nabídne firma Corsair, která do svých

dražších zdrojů instaluje Zero RPM, kdy ventilátor do určitých teplot ani neuslyšíte, a když potřebuje chladit, tak si ventilátor zapne. Technologie je dostupná u řady RMx Series (550W) a vyšší.

Základní deska• představuje základní hardware většiny počítačů. Hlavním účelem základní

desky je propojit jednotlivé komponenty počítače do fungujícího celku a poskytnout jim elektrické napájení.

• Typická základní deska umožňuje zapojení procesoru a operační paměti. Další komponenty (např. grafické karty, zvukové karty, pevné disky, mechaniky) se připojují pomocí rozšiřujících slotů nebo kabelů, které se zapojují do příslušných konektorů.

• Stejně jako počítačové skříně i základní desky mají své velikosti (miniITX, miniATX, microATX, ATX, E-ATX, XL-ATX)

ATX MotherboardMiniITX Motherboard

Zadní konektory základní desky• Uspořádání zadní konektorové výbavy u základních desek je plně libovolné,

protože i se základní deskou se společně dodává krytka zadních konektorů.

Desetifázová napájecí kaskáda

Mosfety (tranzistory)

Patice pro socket LGA 1151

Čip BIOSu

Socket pro M.2 Solid State Drive

Audio Supreme FX 2015

Pasivní chladič jižního můstku

Serial ATA – datové konektory

Hlavní napájecí konektor MB

Základní vs. Grafický BIOS• BIOS základní desky představuje firmware pro osobní počítače, který se

využívá hlavně při startu počítače a následnému nabootování operačního systému

• Grafický BIOS je dobrý pro začátečníky, jelikož je možné se v něm pohybovat myší a vše je více přehlednější. Vhodné pro bezpečnější overclocking (taktování CPU)

Procesor (CPU)• Je mnohými označován jako srdce počítače, protože právě na procesoru

závisejí všechny možné výpočetní operace• Historicky byl CPU složen z velmi mnoha elektronických součástek, avšak

kolem roku 1970 byly všechny potřebné obvody sloučeny do jednoho integrovaného obvodu, který je označován jako mikroprocesor.

• Největší dvě společnosti, které si konkurují a provázejí nás objevy nových technologií ve světě procesorů jsou beze sporu Intel a AMD

Patice (sockety) procesorů• Socketů procesorů jako takových má Intel i AMD opravdu velké množství,

liší se podle počtu pinů v patici• Dříve byly používány patice založeny na tzv. pin grid array (PGA) (krátké

piny procesoru jsou uspořádány do čtvercového pole tak, aby souhlasily s otvory v patici) – dnes ji využívá AMD

• Od roku 2007 se zvyšovala popularita tzv. land grid array (LGA). Zde se pracuje s dotykem kontaktních plošek. Právě na typ této patice vsadil Intel.

Patice PGA Patice LGA

Overclocking (taktování CPU)• Když procesoru dochází výkon, existuje ještě metoda jak jej navýšit. Tuto

možnost však nemá každý procesor • Overclocking není úplně pro každého a zapotřebí už jsou nějaké znalosti. • Po přetaktování procesoru je potřeba zkontrolovat jeho stabilitu v plné

zátěži• Přetaktováním procesoru zkrátíme životnost, což je pravda, ale pokud

zajistíme dobré chlazení, tak procesor určitě pěknou řádku let vydrží.

Taktování procesoru Intel• Aby se mohl procesor přetaktovat, musí mít odemčený (Unlocked) násobič

(u procesorů Intel Inside je poznávacím znakem přípona „K“)• Nestačí však mít jen procesor určený pro overclocking, ale i základní desku

s chipsetem, který podporuje taktování (např.: Intel Z170 Chipset)

• Procesor Intel Core i7 6700K (LGA 1151) + Základní deska Asus Maximus VIII Hero s chipsetem Intel Z170 pro socket LGA 1151 (Pokud zvolíme kompatibilní komponenty, nebývá problém procesor přetaktovat)

Intel Z170 Chipset

Intel Core Inside 7 – 6700K

Intel Core Inside 7 - 6700

AMD Vishera FX-9590Výkonný taktovatelný, osmijádrový procesor společnosti AMD s 64 bitovou architekturou. Základní pracovní frekvence je 4.7 GHz (Turbo Boost až 5 GHz) Dvoukanálový paměťový řadič pro operační paměti s frekvencí až 1866 MHz. 32nm výrobní proces, TDP 220W. Pro socket AM3+, kódové označení procesoru: Vishera. Velikost L2 cache je 8MB.

Cena: CZK 6.500,-

Intel Core i7-6950X • Výkonný procesor nové generace Intel Core i7 Broadwell-E, Extreme

Edition, socket LGA 2011-3, chipset X99, 10 fyzických jader (20 vláken), frekvence 3 GHz (4 GHz v Turbo režimu), vyrovnávací paměť cache 25 MB, 14 nm výrobní proces, podpora pamětí DDR4 2400/2133 MHz, PCI-Express 3.0, TDP 140 W, odemčený násobič.

Cena: CZK 47. 600,-

Chladiče procesorů• Důležitou součástí každého počítače je dnes chlazení procesoru. Chladičů

procesorů je více druhů:

• Aktivní vzduchový chladič• Pasivní chladič• Vodní chlazení (All-In-One sety, skládané)

Pasivní a aktivní vzduchový chladič• Dnešní procesory jsou již na takové výkonnostní úrovni, že se prakticky

pouze s pasivním chladičem procesoru již nesetkáme. Pasivní chladič nemá ventilátor, proto se mu nedá říkat vzduchový

• Aktivní vzduchové chladiče jsou v dnešní době nejvíce zastoupenými chladiči vůbec. Láká jejich celkem nízká cena a na druhou stranu vysoká úroveň chlazení. Otáčky ventilátoru jsou řízené automaticky podle teploty (RPM)

Sety vodního chlazení• V dnešní době je velkým trendem mít v počítači vodní chlazení za každou

cenu. Tady se nabízí položit si otázku, jestli se to vyplatí• Vodní chlazení má sice o něco vyšší úroveň odvádění tepla, ale postupem

času se kapalina začne vypařovat, nemusí dobře těsnit, a procesor se začne přehřívat. Lákadlem je relativně nízká cena, oproti skládaným setům.

• Dobrým vodním chlazením jsou skládané sety, kde se dá provést pokročilá údržba

Teplovodivá pasta• Je to látka, která zvyšuje tepelnou vodivost styku mezi základnou chladiče

a procesorem• Obě plochy nejsou rovné a mohou se tak objevit vzduchové bubliny –

vzduch je dobrý tepelný izolant• Silikonová báze – nejvíce dodávané s krabicovými chladiči procesorů,

vyznačují se střední vodivostí a jsou často bílé barvy• Keramická báze – suspenze keramických částeček, má lepší odvod tepla

než pasty založené na silikonové bázi, ale nevyrovná se kovové bázi, hnědá barva

• Kovová báze – založená na kovových částech (stříbrné), zajišťuje nejlepší odvod tepla, ale zase je dražší než ostatní typy. Nesmí se dostat do styku s integrovanými obvody – elektricky vodivá, šedivá barva

Jak nanášet teplovodivou pastu?• Před tím než budeme pastu nanášet, bude zapotřebí očistit důkladně

povrch CPU. Použijeme nejlépe papírový ubrousek. Poté odlepíme ochranou nálepku ze základny chladiče

• Rozetření (kreditní kartou, igelitovým sáčkem): Postupně roztíráme malé množství teplovodivé pasty rovnoměrně na procesor

• Hrášek: Na procesor se nanese větší „hrášek“ teplovodivé pasty a po přiložení chladiče CPU se pasta rozprostře po procesoru a vyplní nerovnosti

Grafická karta (GPU)• Počítačový komponent• Hlavní součástí grafické karty je grafický procesor (GPU), který slouží pro

rychlé a efektivní změny obsahu grafické paměti (viz framebuffer) a tím i změny obrazu viditelného na monitoru.

Výrobci čipů• Hlavní výrobci čipů jsou dvě konkurenční značky a to NVIDIA a AMD

• Hlavní rozdíly panují ve výkonu, ceně, účelům a hlavně v čipech

Dedikovaná vs. integrovaná• APU karty sdílí operační paměť, zatímco dedikované mají svou vlastní

• Integrované karty jsou součásti většiny procesorů, tím pádem cena dolů a výkon také

Vlastní čip a paměti

Integrovaný grafický čip procesoru

Nejdražší vs. nejlevnější• Současná nejdražší a nejvýkonnější jednočipovka je GTX TITAN XP cenou

kolem 30k

• Mezi nejlevnější lze považovat GT 210 s cenou kolem 900 Kč

vs.

Účely ke krerým se (GPU) využívá

• 1. Profesionální GPU - práce s grafikou či renderování, řada M, K a Quadro od NVIDIE a řada FirePro od AMD

• 2. Herní - řady RX a R9 od AMD a GTX od NVIDIE

• 3. Multimediální - řada GT od NVIDIE a R5 od AMD

Radeon R9 290XR5 230 AMD FirePro

W7100

Chlazení GPU• Grafické karty chladíme nejčastěji vzduchem, v jistých případech i ,,vodou,,

• Vodní chlazení musí mít tzv. water blocky, nástavce vhodně umístěné na průtok kapaliny

Taktování a takty

• Grafické jádro běží na frekvenci zvané Mhz • Frekvence spolu s jádry GPU určují jeho výkon

• Jádro se dá taktovat, jako u procesorů

Referenčky vs. nereferenčky

• Karty se neliší pouze v čipech a daných modelech

• Stejné čipy, akorát jinak řešené chlazení nám dává spousty řešení PC sestav

• Značky: MSI, EVGA, ASUS RoG atd.

GTX 1060 chlazení EVGA, MSI, ASUS

Zapojení a napájení

• GPU zapojujeme do PCI Express x16 portu na MB

• Pokud karta potřebuje dodatečné napájení ze zdroje, zapojujeme 8 pin, 6 piny, či seskupení z obou

PCI Express x16 8 pin

Výstupy a konektory GPU• U nových GPU jsou často zastoupeny výstupy HDMI, Display Porty, DVI a

občas i starší VGA

• Slouží hlavně k zapojování monitorů

Display port

DVIVGA

HDMI

Zapojení více karet

• 2 či více grafických karet stejného čipu můžeme zapojit do SLI (Nv) či CrossFire (AMD)

• K SLI a CF potřebujeme speciální můstek

SLI bridge

Paměti RAM• Paměť RAM se používá hlavně jako operační paměť počítačů, tj. paměť, v

níž jsou uloženy běžící programy (včetně operačního systému) a jejich data.• Nejčastěji se setkáme s DDR3 a DDR4.• Základní takty DDR4 jsou 2133 Mhz a DDR3 1333 Mhz

Časování a takty• Frekvenci a typ paměti vybíráme dle základní desky a hodnotám které jsou

kompatibilní

• Takty skoro neovlivňují výkon PC

• Časování neboli také propustnost pamětí také nemá na výkon vliv

Dualchannel

• RAM paměti zapojujeme po dvou, tím pádem se sebou rychleji komunikují

• Tomu se říká tzv. Dualchannel

• Opět nemá na výkon téměř žádný vliv

Chladiče

• RAMky můžeme vidět buď jako samostatné či s kovovým chladičem

• Opět poskytují pouze designovku, na výkon či teploty zase nemají téměř žádný vliv

Výrobci a typy• Nejrozšířenější celosvětové značky jsou HyperX, Corsair

Crucial či Samsung

• Jsou tři typy, deskopové, notebookové a serverové

Disky• Hlavní úložiště trvalému uchovávání většího množství dat pomocí

magnetické indukce. • První komerční pevné disky se objevily v roce 1956, nejprve pro sálové

počítače.

HDD• Nejzákladnější a nejrozšířenější disk.

• Relativně rychlý, zapojen přes SATA 3

• Výhody: cena, úložiště, neomezený počet zápisů

• Nevýhody: mechanické části (poškození), rychlost proti SSD, životnost dat

SDD

• Solid State Drive – sekundární disky v PC

• Velice rychlé, nemají mechanické části, vysoká propustnost dat, dobrá životnost dat

• Vysoká cena za malé množství prostoru, omezené množství zápisů

PCI SSD a M2.

• PCI SSD patří vůbec k nejrychlejším SSDčkám vůbec, pojí se do PCI express slotu a jeho rychlost je vykompenzovaná velice vysokou cenou

• M2 je rychlejší verze klasického SSDčka, která se pojí přímo na základní desku

Výrobci

• Mezi hlavní výrobce řadíme HyperX, Crucial, Samsung, Intel, Kingston a ADATA

Optická mechanika• Pracující na principu laserového světla, nebo elektromagnetických vln

blízkých světelnému spektru, jako část procesu čtení a zápisu dat. Je to periferní zařízení na ukládání dat na optické disky. Některé mechaniky mohou jen číst z disku, ale většina mechanik umí čtení i zápis.

• Předchůdcem optické mechaniky byla disketová mechanika, která umožňovala ukládat data v nízké kapacitě na diskety. V dnešní době už se do počítačů neosazují. Zájem postupně klesá i klasické optické mechaniky, které bývávali samozřejmostí.

Optická mechanikaDisketová mechanika

Řadiče a síťové karty• Do PCI slotů můžeme připojit externí síťové karty

• Spousta druhů od USB rozšíření, M2 sloty pro SSD, starší pro tiskárny, řadiče pro disky či síťové karty , wi-fi a televizní karty, střihové a náhravací

Zásady bezpečnosti při čištění PC• v našem počítači je spousta elektroniky a proto musíme dodržovat určité

bezpečnostní zásady• Nejdříve by jsme měli odpojit napájecí kabel ze sítě a až poté ze zdroje.• Musíme mít na paměti, že kondenzátory zdroje mohou být stále nabité a

proto je potřeba přebytečnou energii vybít (uzemnit) abychom předešli úrazu.

• Přebytečnou elektrickou energii vybijeme buď vypínačem na zdroji nebo dlouhým podržením tlačítka Power na skříni počítače

Proč čistit počítač od prachu?• Ventilátory skrze usazený prach nestíhají odvádět teplo ven ze skříně • Prach může zanést žebrování na pasivu chladiče procesoru a grafické karty

-> Následkem může být značný pokles výkonnosti právě kvůli špatnému proudění vzduchu a přehřívání

• Nános prachu a přehřívání snižuje délku života počítače• Počítač by se měl čistit minimálně 3x do roka

Jak mám prach dostat pryč?• Když máme počítač připravený, tak nastává otázka co použít na čištění• Určitě není dobré používat klasický vysavač! (komponentům počítače škodí

elektrostatická elektřina, kterou vysavač do jisté míry vytváří) – nemáme však na mysli speciální vysavače na elektroniku s patřičnými filtry atd.

• Dobrou volbou je použít kompresor s nízkým výkonem nebo úplně nejlépe stlačený vzduch v tlakové láhvi a prach z počítače postupně vyfoukat

Děkujeme Vám za pozornost!

Prezentace byla vytvořena na základě našich počítačových znalostí, proto nejsou uvedeny zdroje.

Daniel Urban

Lukáš Kašpar