论攒机：装一台电脑如何选择CPU、芯片组与主板？

经过多年的系统改装与设备拆解经验，如今，我对于成功地安装现代CPU并牢固地连接散热片更有信心了，对于未来也有了更积极的计划。就像宝宝从“爬行”过渡到“行走”一样，在思考如何处理从系统中取出的英特尔(Intel) Core i5-3570时，我发现自己多年来无意中收集了许多备件，不仅足以兜成一个基于Core i5-3570的完整系统，加上从超威(AMD) A8-5600K Trinity 3.6GHz (3.9GHz Turbo)四核心CPU (这我在六年多前就曾经提过，但未曾真的动手实现)，以及在那之后取得的另一款AMD处理器­­——A10-7850K Kaveri 3.7GHz (4GHz Turbo)四核心，甚至还能再完成另外两套DIY系统。

你可能会问：在打造这些系统后，打算如何处理呢？我想把它们捐赠给慈善机构。具体来说，我已经联系了住家附近的Evergreen Christian Outreach，这个非营利组织持续在推动一项无家可归者的收容计划。一般来说，该组织服务的对象(澄清：虽然以Christians为名，但并不仅限于基督徒)包括参与治疗课程以及求职和面试等，但这些服务都因为近来COVID-19疫情严峻，导致面对面接触暂停而变得极其复杂。

透过计算机与网络互动是选择之一，当然，除了要能使用计算机连接网络之外，还必须为系统准备网络摄影机、麦克风和扬声器，以便能够用于实现更全面的视频会议平台。因此，我也为每套系统购买了各种设备，以及DRAM模块、外壳或其他以前遗失的几块“拼图”，并将在未来几周内打造完整的PC。我相信在未来的部落格文章中也会跟读者们分享这些DIY的经验和结果。

顺道一提，我猜想自己之前写过的一些关于“黑苹果”(Hackintosh)的系统，最终也将会一并捐赠出去，只要等到我的实验完成即可。那么，我打算用什么来代替自己平常使用的PC？没错，这就是我计划中从“行走”过渡到“跑步”部份的重点。我其实打算DIY打造两台更现代的PC，一台采用AMD，另一台则是Intel-based系统，以便我能用于比较两种系统，以及更快了解两家供应商的生态系统。

首先是AMD系统。为此，我选择了该公司的Ryzen 7 3700X作为其基础；Ryzen 7 3700X是一款8核心(16线程) 3.6GHz频率速度(最大4.4GHz)的CPU。

AMD 8核心3.6GHz CPU—Ryzen 7 3700X。（图片来源：AMD）

AMD的爱好者可能会对我这个选择感到有些惊讶，因为该处理器是基于Zen微架构的第三代Zen 2核心，而最新的第四代Zen 3在每频率周期指令(IPC)方面有着更多的改进。但我的选择是根据以下几个关键因素：

• 即使Zen 3桌面处理器已经推出几个月后，零售店中也几乎不太可能找得到，更不用说是8核心或更多核心数的产品了。即使您可以买到8核心Ryzen 7 5800X，它的价格也可能会比449美元的建议零售价更高出一大截。相反地，我以99美元的价格就从Newegg网站买到了Ryzen 7 3700X (另外付了35.99美元的三年保固)。
• 此CPU的峰值功耗规格仅65W。我计划将Ryzen 7 3700X (加上独立显卡，因为这款特殊CPU并不包括整合绘图核心)装载于一个超小型的迷你ITX机箱中(Cooler Master Elite 110，尺寸约260×208×280mm3)，其风扇数量/尺寸限制了气流(特别是散热)往往带来挑战，因此低功耗成为首选。
• Zen 2的IPC已经相当不错了。更一般地说，各代Zen微架构的能力不断在进展中，加上打造该处理器的先进工艺技术(以及英特尔多年来犯下的制造失误)，一直是AMD重新对抗英特尔的关键，特别是增强CPU对游戏玩家的吸引力方面(但游戏领域至今仍然由单线程主导)。

Cooler Master Elite 110 mini-ITX机箱。（图片来源：Cooler Master）

接下来是英特尔系统。针对此系统，我不会再使用基于先进架构的处理器(以及协同芯片组)，尽管严格来说，第11代‘Rocket Lake’产品在我2月中旬开始撰写此文时还未出货(它们在今年1月的CES才正式宣布)。相反地，我选择了基于第10代‘Comet Lake’架构的Core i9-10850K，这是一款10核心(20线程)、3.6GHz频率速度(最大5.2GHz)的CPU。

Intel Core i9 10850K CPU（图片来源：Intel）

坦白说，如果我能等‘Rocket Lake’上市，应该会获得更多的改进，包括更先进的整合GPU、明显改进的IPC、支持AVX-512和‘Deep Learning Boost’硬件加速指令集、芯片组支持PCI Express Gen 4以及四个额外的PCIe通道(共20个)、2倍宽的DMI CPU到芯片组互连总线(总共8信道)，以及硬件加速支持更先进的视讯编译码器配置等等。

也就是说，正如我之前提到的，直到读者们在看这篇文章时，‘Rocket Lake ’才会开始出货；但为了打造此系统，我在2020年新年前夕就买了这款CPU。

CPU在此特定系统设置中包含整合GPU非常方便，可避免绘图附加卡不稳定，而且可能也很重要的是，如果所采用的另一款mini-ITX机箱(稍大但仍小型的Cooler Master Elite 120 Advanced，尺寸为240×207.4×401.4mm3)受限于功耗或散热，在这些情况下就不建议使用独立显卡了。而且，如果没采用最新最好的整合绘图架构也没什么大不了，因为我计划将该系统用于创作内容，而非电竞游戏。

Cooler Master Elite 120 Advanced mini-ITX机箱（图片来源：Cooler Master）

单线程的性能改善都很不错，但‘Rocket Lake ’CPU系列并不提供10核心(20线程)衍生版本。同样地，由于我计划主要在此系统上执行多线程友善的内容创建应用程序，因此我认为在此特定情况下进行权衡折衷更重要。

事实上，缺少AVX-512和Deep Learning Boost的支持是让我最犹豫不决的权衡因素之一。但是AMD目前的CPU并不支持这些指令集，如果系统中有任何人工智能(AI)推论，就不打算用来做太多事情了，至于深度学习模型训练，无论如何我可能会利用外部GPU作为加速器。

目前，至少PCI Express v4的支持对于先进NVMe SSD主要还是有利的，即使在此的好处看来有点不确定，尤其是考虑到PCIe v4 SSD较其主流PCIe v3同类产品所增加的价格。

不过，缺少了对先进视讯编译码器配置文件的硬件加速支持则令人失望，但除非关键在于传输速率，否则许多内容创作者都依靠微调的纯软件编码，以最低比特率实现最高质量。务实地说，‘Rocket Lake’感觉就像权宜之计，因为它确实就是。它的存在只是因为前面提到的英特尔致力于将最新的10纳米(nm)制造工艺投入大量生产；产量和速度问题迫使该公司将其最新‘Sunny Cove’CPU架构(可发现用于其行动‘Tiger Lake’CPU)向后移植到14nm。如今，英特尔既然已经解决其10nm问题，据报导，它的下一个CPU系列‘Alder Lake’——具有标准高性能和Atom衍生版低功耗核心的‘big.LITTLE’大小核般组合，将于今年秋天推出，积极地摆脱‘Rocket Lake’六个月的短暂的生命。相形之下，‘Comet Lake’处理器已经出货近一年了。

而且，我最终在Core i9-10850K上获得了优惠价格：从Newegg网站以389.99美元的价格购入(同样地，我额外支付了43.99美元购买三年保修)。我猜测，由于当时坊间盛传英特尔将在不到两周后的CES上公开发表其下一代‘Rocket Lake’处理器，因此该公司的零售合作伙伴开始提前大幅折扣促销各种‘Comet Lake’CPU，以便清理剩余库存。事实上，自从我近两个月前购买Core i9-10850K以来，还没有看到过此价格或更低价销售Core i9-10850K。

关于Core i9-10850K (以及其他相关的英特尔CPU)的另一个注意事项：仅选择基本产品并不够；而完整产品名称中是否存在各种后缀字母，影响着您将获得的产品功能(以及您支付的价格)。例如，我买的CPU名称中出现‘K’，表示它不仅具有更高「规格」的基础和涡轮频率(可能还有与之匹配的功耗)，而且还可以进行超频。如果产品型号中有‘F’后缀字，则表示CPU不包含整合绘图核心(事实上，芯片上可能还是存在GPU核心，只是未经测试而且被停用了)。

所以这就是我的计划，但这仅仅是在CPU方面，接下来当然还有很多东西要讨论，包括DRAM世代及其容量和速度、SSD外形及其接口和容量、绘图卡、有线和无线连接(网络以及其他)、芯片组和主板，以及电源等。

选择主板与芯片组

而在介绍了计划分别为DIY打造AMD和英特尔PC系统的CPU选择后，接下来将讨论它们将与哪些核心逻辑芯片组搭配使用，以及可用在哪些主板上？让我们先从AMD系统开始吧！因为它最终提供了更直接的选择过程。我希望两台PC都配备Thunderbolt 3接口；一方面，我怀抱着让它们成为双O/S‘Hackintosh’的愿望，加上Thunderbolt 3比 USB 3 (我认为这两个系统也提供)具有更高的性能和更强大的功能。

针对AMD的系统，这意味着只有两种可能的主板选项之一；为大尺寸(EATX) Threadripper CPU客制的高阶技嘉(Gigabyte) TRX40 Designare，以及为小尺寸(Mini-ITX) Ryzen设计的华擎(ASRock) Phantom Gaming ITX TB3：

Gigabyte TRX40 Designare主板。（图片来源：Gigabyte）

ASRock Phantom Gaming ITX TB3主板。（图片来源：ASRock）

鉴于我在DIY打造这两个项目的重点是小型系统，因此选择ASRock Phantom Gaming ITX TB3可能更有利(尽管我承认有时晚上梦见仍在执行基于64核心/ 128线程CPU的PC…)。由于ASRock主板(顾名思义)是为游戏玩家量身打造的，因此提供了内建和附加的RGB LED炫光，虽然我并不是特别喜欢，但所幸使用者可以停用此「功能」。此外，该主板备受好评，也很顺利即可开机启动。

对于基于英特尔的系统而言，mini-ITX也是首选，这为只支持两个包含Thunderbolt 3的主板选项开启了大门(不过，它比上次多了一个！)。ASRock的产品组合中也提供了相关产品——Z490 Phantom Gaming-ITX/TB3：

ASRock Z490 Phantom Gaming ITX/TB3主板。（图片来源：ASRock）

而其竞争替代方案是来自微星科技(MSI)的MEG Z490I Unify：

MSI MEG Z490I Unify主板。（图片来源：MSI）

MSI主板少了为玩家量身打造的炫光设计和其他装饰，这对我来说自然更具有吸引力，而且MEG X490I Unify也备受好评。我在亚马逊(Amazon)网站上短暂看到销售价格为237.86 美元，赶紧抓住这大好机会下手；该主板通常售价约300美元。

顺道一提，我清楚自己在此过程的选择较常规稍落后些：主要根据接口设备选择主板，而直接采用「伴随而来」的核心逻辑芯片组(但我通常会先作筛选)。无论如何，幸好这些芯片组就是我会选择的。AMD的系统采用的是X570芯片组，已经将PCIe的支持升级到最新一代4.0 (相对于其前代产品)，并且扩展其所支持的PCIe 4.0通道数(相对于其同类竞争方案)至包括m.2 SSD以及通用(绘图和其他)附加卡。

针对英特尔系统，我打算采用Z490芯片组(对于那些已经了解主板备选名称的人来说并不奇怪)。如同其AMD同类产品，但又异于其较传统的同代产品，该芯片组支持CPU和内存的超频选项。对于基于Z490的主板(及其所采用的芯片组)，还有一个更重要的(至少对我而言)细微差别值得一提，这与前向兼容性有关。

正如我在前面提到的，目前我打算采用第10代‘Comet Lake’10核心处理器，以及第11代‘Rocket Lake’8核心后继处理器。即将推出的第12代‘Alder Lake’CPU插槽将会无法兼容于其前代，但‘Comet Lake’和‘Rocket Lake’则彼此相容(当然，假设‘Comet Lake’主板的BIOS随后也将升级以支持‘Rocket Lake’)。

ASRock和MSI都在可升级性方面更进一步；只要插入‘Rocket Lake’CPU，您将会自动获得PCIe 4.0兼容性。但这并不会是完整的‘Rocket Lake’体验，就像您从基于Z590芯片组的后继主板获得的体验一样，您可能无法利用两倍宽的DMI链接到CPU。但对于已经进行Z490硬件投资的人来说，它仍然是一个很好的可用寿命延长点。

在本系列的后续文章中，我将讨论为这两个系统所做的DRAM和大容量储存选择、计划与每个主板搭配的显卡、打算如何为两套系统(以及内部的CPU)充份供电和冷却以及其他细节。最终，我当然会完成两个系统的组装，并与您分享过程与细节。但是，现在我们先喊“暂停”并期待在评论中看到您的建议。

编译：Susan Hong

(参考原文：Building a PC: CPU selection、Choose your chipset and motherboard，by Brian Dipert)

本文同步刊登于《电子技术设计》2021年8月刊杂志

责编：Luffy Liu