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AI 時代,IT 職人養成系列 第 7

AI 時代,IT 職人養成 Day07:電腦硬體架構總覽(企業IT實務版)

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硬體:享受美好的開始

現代人類的我們,日常生活已經離不開形形色色的電腦了,比如:

  • 一出家門搭上的電梯,是微電腦控制器來運行;
  • 出了門過馬路的紅綠燈,也是微電腦控制器來運行;
  • 搭上公車 嗶 悠遊卡的機器,也是一台電腦;
  • 搭捷運的砸門控制、捷運列車的運行、超商購物...都離不開電腦

這些電腦,跟我們在辦公室、在家裡使用的電腦,都需要共同仰賴 硬體 才能運作,而如果硬體產生故障,我們就無法使用電腦來協助我們了。

💡 軟體再厲害,也跑在硬體上。

CompTIA A+ 認證中,硬體相關的知識佔有相當比率的內容。對於 IT Support 工程師而言,那是必需的。尤其在像美國哪樣城鄉間頗有距離的地方,就非常仰賴 IT Support 工程師,也能同時解決硬體上的問題。

然而這一點在台灣,反而不是那麼擔心,台灣這邊要找到硬體廠商,協助我們處理硬體方面的問題,相對容易許多,台灣有很多電腦賣店、而且跟我們的距離不遠。

筆者這次寫鐵人賽文章,選題上偏向:硬體內容上偏向 IT Support 在企業內主要需要處理的內容,較為技術細節找電腦廠商協助。這樣的文章在工作上比較實用,但若要挑戰考試,則仍需要閱讀完整的 CompTIA A+ 教材。

認識電腦硬體

正面照片

這張照片是一台常見的電腦主機,前面有方便使用者使用的 USB 插孔、喇叭麥克風、電源開關

背面照片

這張是背面,有許多接線,由上而下分別是:

  • 電源線
  • 傳統 PS/2 鍵盤、滑鼠 接頭,這種接頭有方向性,方向對了才能插進去。
  • 三個 USB 3.0 插孔 (藍色)
  • D-Sub 的 VGA 接孔,早期的電腦螢幕是使用這種接頭與電腦連接。
  • HDMI 接孔:現在電腦螢幕最普及的接孔。
  • 兩個 USB 2.0 插孔 (黑色)
  • 網路線接孔
  • 喇叭、麥克風接孔

主機內部

這是打開主機外殼,直接看到主機的內部照片

  • 左上方寫 電源供應器
  • 正中間 (左下方) 是主機板,主機板上乘載的東西則有:
    • CPU,CPU上通常會有散熱風扇。
    • 記憶體
    • 近幾年新的主機板,還有: M.2 型的 SSD 硬碟
    • 介面卡
  • 右上區塊:有光碟機、硬碟...等。(照片中不容易看出來)

電腦機殼大小

以上是一台標準尺寸的電腦。現在電腦的尺寸有越做越小的趨勢,主要原因是:

  1. 主機板越來越小。
  2. 沒有那麼多的擴充需求

小機殼的電腦也非常被企業用戶所喜愛。

NUC 正面照

這是一台這幾年很流行的 NUC 電腦,筆者把一台 iPhone 放旁邊,您可以比較一下。

這種 NUC 電腦,有的有提供一些壁掛板螺絲,讓你把它鎖在電腦螢幕後面的壁掛孔,接線也可以變很簡單:

  • 一條電源線、一條 HDMI 接螢幕,即可搞定。網路使用 wifi ,鍵盤滑鼠使用 藍芽。
  • 有的電腦螢幕有 USB-C (Thunderbolt) ,甚至可以只有一條 USB-C 線根螢幕連線即可,由螢幕供電給電腦

NUC 背面照

這樣辦公桌面是不是就很簡潔了呢?

當然,還是有需要標準機殼的情況,因為需要安裝多的介面卡、或是算力比較大的電腦。

一般辦公室使用的電腦,筆者滿推薦體積小一點的電腦,雖不必小到 NUC 那麼小。

因為筆者發現:標準機殼的電腦,大部分人會放桌下,而外殼小一點的電腦、可愛一點的,使用者願意放在桌上。桌上桌下差在哪呢?桌上比較不會有灰塵進入機殼裡啦...

💡 放桌上,比躲桌下更少灰塵。

電腦各主要元件功能

  • 電源供應器 (PSU):
    • 電源供應器將市電轉換為主機可用的各種直流電(如12V、5V、3.3V),穩定供電給主機板、CPU、顯示卡與儲存裝置。
    • 其品質與瓦數決定系統穩定度與擴充餘裕,並藉保護機制降低過流、過壓與短路風險。
  • 主機板:
    • 主機板是電腦內的交通樞紐,提供CPU、記憶體、儲存與各式周邊之間的連接與通訊,並整合BIOS/UEFI完成開機自檢與硬體設定。
    • 其晶片組、插槽與供電設計,決定相容性、效能上限與未來擴充彈性。
  • CPU :
    • CPU是電腦的運算核心,負責執行指令,進行邏輯、算術與流程控制。
    • 核心數、時脈、快取與架構影響多工與單執行緒表現;並需與記憶體頻寬、作業系統與散熱協同,才能在穩定功耗下發揮效能。
  • 記憶體:
    • 記憶體(RAM)是 CPU 用來暫存運算中程式與資料的地方。
    • 容量決定可同時處理的資料量,頻率與時序影響存取延遲與頻寬,需與主機板/CPU支援規格相容。
  • 硬碟:
    • 儲存裝置負責長期保存資料與系統。
    • HDD容量大成本低;SSD具備高速度與低延遲;M.2 NVMe提供更高頻寬。
    • 常見配置以SSD作系統碟、如需 存放大量資料時在加 HDD
  • 介面卡、周邊設備:我們明天再來介紹。

各主要元件的規格

硬體有多少能力,通常要看電腦的規格,這是 IT Support 工程師需要很熟悉的。

  • 電源供應器 (PSU):
    • 瓦特數:如果自己組裝電腦、或是擴充設備、比如安裝獨立顯示介面卡、RAID搭配許多硬碟,此時,便要計算電源供應器的供電是否足夠。
    • 接頭:一般情況下,電源供應器的接頭都夠我們用,但如果有 獨立顯示卡,就要留意接頭形式。
    • 節能等級:80 Plus 認證分為銅、銀、金、白金、鈦金等級,等級越高代表耗損與發熱越低、穩定與靜音更佳,長期可節省電費並改善整機可靠度與壽命。

💡 80 Plus 不是炫耀,是穩定與電費。

  • 主機板:
    • 尺寸:須能與機殼搭配
    • CPU 插座:須能與 CPU 搭配
    • 記憶體插槽樣式、數量。
      • 桌機記憶體為 DIMM ,有 240 pin (接觸點)
      • 筆記型電腦記憶體 尺寸比較小,為 SODIMM,有 204 pin
      • 一般通常有 4 個插槽即可,需要大記憶體的情況就需要有比較多的插槽才好。
    • 介面卡插槽數量:
      • 現在的擴充通常只有:獨立顯示卡,偶爾會遇到需要控充 RS-232 或 LPT 印表機插槽介面卡。所以,現在需求數量不多,大概一個 x16, 一個 x1 即可
      • 介面卡插槽分為兩種:
        • PCI 擴充槽:這種比較老式。
        • PCI Express 擴充槽:目前主流,又依匯流排速度,分為 x1 , x4 , x8, x16 ,一般主機板通常只有 x16 , x1 兩種
  • CPU:
    • CPU 變化很大,筆者先簡單介紹。
    • 現代 CPU 規格大都會先以 Intel 為標準,規格有:
      • i9, i7, i5, i3 或其它
      • 代別
      • 以消費者而言,簡單大致就只關心到上面兩項,買就要買最新的一代、或上一代,再依運算需求選擇,文書使用通常選 i5, i3。
    • AMD 的 CPU 通常可以類比到 Intel 等級,這部分大家可以上網查
  • 記憶體:
    • 容量:現代電腦大概會選 8G 或 16G
    • 速度:越快越好,搭配主機板的速度來選擇
    • 樣式:有兩種:桌機 DIMM ,筆記型電腦記憶體 SO-DIMM
      • 這是桌機 DIMM
        DIMM
      • 這是 筆記型電腦記憶體 SO-DIMM
        SO-DIMM
  • 硬碟:
    • 容量:企業使用,因通常會有 Server、NAS 儲存設備,所以 大概選 500G 以上即可。
    • 樣式有:傳統硬碟、SSD、M.2 SSD,現在買的大概都是配 M.2
      • 這是傳統硬碟 HDD
        傳統硬碟
      • 這是 SSD
        SSD
    • SSD、M.2 SSD:通常建議只使用 75% 以下的容量為最佳效率。

IT Support 工程師 角度看硬體

就如筆者開始所說的,台灣電腦賣電的密集度很高,所以硬體方面的問題可以多仰賴 電腦賣電。

筆者從事 IT Support 工作中,常用到的技能如下:

  • 選擇規格
  • 會看東西規格是否正確
  • 最常的硬體工作是:(1) 換硬碟; (2) 初步的判斷硬體問題。
    • 換硬碟的事因為牽涉資料,以後還會再講。
  • 其次是:換風扇、增加記憶體

💡 在台灣很幸福,IT Support 會看規格,會換簡單零件就很夠用。

底下的工作則是很少碰到:(1) 換 CPU ; (2) 從頭到尾組裝一台電腦

常見硬體故障清單

筆者幫大家整理常見故障,供大家參考。

症狀 可能原因 對應元件
無電(按電源無反應) 牆上插座/延長線/UPS 問題、電源線鬆脫、電源供應器故障、電壓切換錯誤 PSU/電源路徑
風扇轉但其他裝置無電 PSU 局部故障或主機板短路/故障 PSU/主機板
過熱後當機/降頻 散熱器未密合、風扇不轉、灰塵阻塞、風道不良 CPU/機殼/散熱
開機有嗶嗶聲 記憶體/顯示卡/主機板等自檢錯誤(需依各廠牌對照表) RAM/主機板/顯示卡
藍色畫面 BSOD/轉圈凍結 驅動/硬體不穩、RAM 問題、儲存 I/O 異常、過熱 作業系統/驅動/RAM/儲存
間歇性裝置失靈/隨機重開/突發關機 接觸不良(Chip creep)、電源不穩、過熱 擴充卡/RAM/PSU/主機板
啟動無畫面但有一聲嗶與風扇運轉 顯示器/線材/顯卡或記憶體鬆脫 顯示器/顯卡/RAM
高頻聲音/異音 風扇軸承老化或電源風扇;HDD 運轉異音 PSU/風扇/HDD

小結

從機殼尺寸到關鍵元件,我們以實務視角梳理了電腦硬體的關係:PSU 供電穩定是根基,主機板決定相容與擴充,CPU 與 RAM 組成效能心臟,SSD/HDD 規劃影響啟動與存取體驗。

對企業IT而言,理解規格與常見故障能快速定位問題、控管採購與維護風險;對中小企業更重要的是選擇夠用且易維修的配置,別為少數極端情境過度堆料。先把需求說清楚、標準化採購與備品,再用文件化與監控輔助,是用AI與IT把可靠度一步步做扎實的起點。

💡 先把硬體穩住,企業應用才會順暢


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