DIY打造PC系統:選擇CPU與主機板

作者 : Brian Dipert,EDN專欄作者

本文介紹如何DIY打造分別採用AMD和Intel的現代PC系統,包括如何選擇CPU與主機板的過程,以利於比較並瞭解兩種系統及其供應商生態系統...

經過多年的系統改裝與裝置拆解經驗,如今,我對於成功地安裝現代CPU並牢固地連接散熱片更有信心了,對於未來也有了更積極的計劃。就像寶寶從「爬行」過渡到「行走」一樣,在思考如何處理從系統中取出的英特爾(Intel) Core i5-3570時,我發現自己多年來無意中收集了許多備件,不僅足以兜成一個基於Core i5-3570的完整系統,加上從超微(AMD) A8-5600K Trinity 3.6GHz (3.9GHz Turbo)四核心CPU (這我在六年多前就曾經提過,但未曾真的動手實現),以及在那之後取得的另一款AMD處理器­­——A10-7850K Kaveri 3.7GHz (4GHz Turbo)四核心,甚至還能再完成另外兩套DIY系統。

你可能會問:在打造這些系統後,打算如何處理呢?我想把它們捐贈給慈善機構。具體來說,我已經聯繫了住家附近的Evergreen Christian Outreach,這個非營利組織持續在推動一項無家可歸者的收容計劃。一般來說,該組織服務的對象(澄清:雖然以Christians為名,但並不僅限於基督徒)包括參與治療課程以及求職和面試等,但這些服務都因為近來COVID-19疫情嚴峻,導致面對面接觸暫停而變得極其複雜。

透過電腦與網路互動是選擇之一,當然,除了要能使用電腦連接網路之外,還必須為系統準備網路攝影機、麥克風和揚聲器,以便能夠用於實現更全面的視訊會議平台。因此,我也為每套系統購買了各種裝置,以及DRAM模組、外殼或其他以前遺失的幾塊「拼圖」,並將在未來幾週內打造完整的PC。我相信在未來的部落格文章中也會跟讀者們分享這些DIY的經驗和結果。

順道一提,我猜想自己之前寫過的一些關於「黑蘋果」(Hackintosh)的系統,最終也將會一併捐贈出去,只要等到我的實驗完成即可。那麼,我打算用什麼來代替自己平常使用的PC?沒錯,這就是我計劃中從「行走」過渡到「跑步」部份的重點。我其實打算DIY打造兩台更現代的PC,一台採用AMD,另一台則是Intel-based系統,以便我能用於比較兩種系統,以及更快瞭解兩家供應商的生態系統。

首先是AMD系統。為此,我選擇了該公司的Ryzen 7 3700X作為其基礎;Ryzen 7 3700X是一款8核心(16執行緒) 3.6GHz時脈速度(最大4.4GHz)的CPU。

AMD 8核心3.6GHz CPURyzen 7 3700X。(圖片來源:AMD

AMD的愛好者可能會對我這個選擇感到有些驚訝,因為該處理器是基於Zen微架構的第三代Zen 2核心,而最新的第四代Zen 3在每時脈週期指令(IPC)方面有著更多的改進。但我的選擇是根據以下幾個關鍵因素:

  • 即使Zen 3桌上型處理器已經推出幾個月後,零售店中也幾乎不太可能找得到,更不用說是8核心或更多核心數的產品了。即使您可以買到8核心Ryzen 7 5800X,它的價格也可能會比449美元的建議零售價更高出一大截。相反地,我以99美元的價格就從Newegg網站買到了Ryzen 7 3700X (另外付了35.99美元的三年保固)。
  • 此CPU的峰值功耗規格僅65W。我計劃將Ryzen 7 3700X (加上獨立顯卡,因為這款特殊CPU並不包括整合繪圖核心)裝載於一個超小型的迷你ITX機箱中(Cooler Master Elite 110,尺寸約260×208×280mm3),其風扇數量/尺寸限制了氣流(特別是散熱)往往帶來挑戰,因此低功耗成為首選。
  • Zen 2的IPC已經相當不錯了。更一般地說,各代Zen微架構的能力不斷在進展中,加上打造該處理器的先進製程技術(以及英特爾多年來犯下的製造失誤),一直是AMD重新對抗英特爾的關鍵,特別是增強CPU對遊戲玩家的吸引力方面(但遊戲領域至今仍然由單執行緒主導)。

 

Cooler Master Elite 110 mini-ITX機箱。(圖片來源:Cooler Master

接下來是英特爾系統。針對此系統,我不會再使用基於先進架構的處理器(以及協同晶片組),儘管嚴格來說,第11代‘Rocket Lake’產品在我2月中旬開始撰寫此文時還未出貨(它們在今年1月的CES才正式宣佈)。相反地,我選擇了基於第10代‘Comet Lake’架構的Core i9-10850K,這是一款10核心(20執行緒)、3.6GHz時脈速度(最大5.2GHz)的CPU。

Intel Core i9 10850K CPU(圖片來源:Intel

坦白說,如果我能等‘Rocket Lake’上市,應該會獲得更多的改進,包括更先進的整合GPU、明顯改進的IPC、支援AVX-512和‘Deep Learning Boost’硬體加速指令集、晶片組支援PCI Express Gen 4以及四個額外的PCIe通道(共20個)、2倍寬的DMI CPU到晶片組互連匯流排(總共8通道),以及硬體加速支援更先進的視訊編解碼器配置等等。

也就是說,正如我之前提到的,直到讀者們在看這篇文章時,‘Rocket Lake ’才會開始出貨;但為了打造此系統,我在2020年新年前夕就買了這款CPU。

CPU在此特定系統設置中包含整合GPU非常方便,可避免繪圖附加卡不穩定,而且可能也很重要的是,如果所採用的另一款mini-ITX機箱(稍大但仍小型的Cooler Master Elite 120 Advanced,尺寸為240×207.4×401.4mm3)受限於功耗或散熱,在這些情況下就不建議使用獨立顯卡了。而且,如果沒採用最新最好的整合繪圖架構也沒什麼大不了,因為我計劃將該系統用於創作內容,而非電競遊戲。

Cooler Master Elite 120 Advanced mini-ITX機箱(圖片來源:Cooler Master

單執行緒的性能改善都很不錯,但‘Rocket Lake ’CPU系列並不提供10核心(20執行緒)衍生版本。同樣地,由於我計劃主要在此系統上執行多執行緒友善的內容創建應用程式,因此我認為在此特定情況下進行權衡折衷更重要。

事實上,缺少AVX-512和Deep Learning Boost的支援是讓我最猶豫不決的權衡因素之一。但是AMD目前的CPU並不支援這些指令集,如果系統中有任何人工智慧(AI)推論,就不打算用來做太多事情了,至於深度學習模型訓練,無論如何我可能會利用外部GPU作為加速器。

目前,至少PCI Express v4的支援對於先進NVMe SSD主要還是有利的,即使在此的好處看來有點不確定,尤其是考慮到PCIe v4 SSD較其主流PCIe v3同類產品所增加的價格。

不過,缺少了對先進視訊編解碼器配置檔的硬體加速支援則令人失望,但除非關鍵在於傳輸速率,否則許多內容創作者都依靠微調的純軟體編碼,以最低位元率實現最高品質。務實地說,‘Rocket Lake’感覺就像權宜之計,因為它確實就是。它的存在只是因為前面提到的英特爾致力於將最新的10奈米(nm)製造製程投入大量生產;產量和速度問題迫使該公司將其最新‘Sunny Cove’CPU架構(可發現用於其行動‘Tiger Lake’CPU)向後移植到14nm。如今,英特爾既然已經解決其10nm問題,據報導,它的下一個CPU系列‘Alder Lake’——具有標準高性能和Atom衍生版低功耗核心的‘big.LITTLE’大小核般組合,將於今年秋天推出,積極地擺脫‘Rocket Lake’六個月的短暫的生命。相形之下,‘Comet Lake’處理器已經出貨近一年了。

而且,我最終在Core i9-10850K上獲得了優惠價格:從Newegg網站以389.99美元的價格購入(同樣地,我額外支付了43.99美元購買三年保修)。我猜測,由於當時坊間盛傳英特爾將在不到兩週後的CES上公開發表其下一代‘Rocket Lake’處理器,因此該公司的零售合作夥伴開始提前大幅折扣促銷各種‘Comet Lake’CPU,以便清理剩餘庫存。事實上,自從我近兩個月前購買Core i9-10850K以來,還沒有看到過此價格或更低價銷售Core i9-10850K。

關於Core i9-10850K (以及其他相關的英特爾CPU)的另一個注意事項:僅選擇基本產品並不夠;而完整產品名稱中是否存在各種後綴字母,影響著您將獲得的產品功能(以及您支付的價格)。例如,我買的CPU名稱中出現‘K’,表示它不僅具有更高「規格」的基礎和渦輪時脈(可能還有與之匹配的功耗),而且還可以進行超頻。如果產品型號中有‘F’後綴字,則表示CPU不包含整合繪圖核心(事實上,晶片上可能還是存在GPU核心,只是未經測試而且被停用了)。

所以這就是我的計劃,但這僅僅是在CPU方面,接下來當然還有很多東西要討論,包括DRAM世代及其容量和速度、SSD外形及其介面和容量、繪圖卡、有線和無線連接(網路以及其他)、晶片組和主機板,以及電源等。

選擇主機板與晶片組

而在介紹了計劃分別為DIY打造AMD和英特爾PC系統的CPU選擇後,接下來將討論它們將與哪些核心邏輯晶片組搭配使用,以及可用在哪些主板上?讓我們先從AMD系統開始吧!因為它最終提供了更直接的選擇過程。我希望兩台PC都配備Thunderbolt 3介面;一方面,我懷抱著讓它們成為雙O/S‘Hackintosh’的願望,加上Thunderbolt 3比 USB 3 (我認為這兩個系統也提供)具有更高的性能和更強大的功能。

針對AMD的系統,這意味著只有兩種可能的主板選項之一;為大尺寸(EATX) Threadripper CPU客製的高階技嘉(Gigabyte) TRX40 Designare,以及為小尺寸(Mini-ITX) Ryzen設計的華擎(ASRock) Phantom Gaming ITX TB3:

Gigabyte TRX40 Designare主機板。(圖片來源:Gigabyte

ASRock Phantom Gaming ITX TB3主機板。(圖片來源:ASRock

鑑於我在DIY打造這兩個專案的重點是小型系統,因此選擇ASRock Phantom Gaming ITX TB3可能更有利(儘管我承認有時晚上夢見仍在執行基於64核心/ 128執行緒CPU的PC…)。由於ASRock主機板(顧名思義)是為遊戲玩家量身打造的,因此提供了內建和附加的RGB LED炫光,雖然我並不是特別喜歡,但所幸使用者可以停用此「功能」。此外,該主機板備受好評,也很順利即可開機啟動。

對於基於英特爾的系統而言,mini-ITX也是首選,這為只支援兩個包含Thunderbolt 3的主機板選項開啟了大門(不過,它比上次多了一個!)。ASRock的產品組合中也提供了相關產品——Z490 Phantom Gaming-ITX/TB3:

ASRock Z490 Phantom Gaming ITX/TB3主機板。(圖片來源:ASRock

而其競爭替代方案是來自微星科技(MSI)的MEG Z490I Unify:

MSI MEG Z490I Unify主機板。(圖片來源:MSI

MSI主機板少了為玩家量身打造的炫光設計和其他裝飾,這對我來說自然更具有吸引力,而且MEG X490I Unify也備受好評。我在亞馬遜(Amazon)網站上短暫看到銷售價格為237.86 美元,趕緊抓住這大好機會下手;該主機板通常售價約300美元。

順道一提,我清楚自己在此過程的選擇較常規稍落後些:主要根據周邊設備選擇主機板,而直接採用「伴隨而來」的核心邏輯晶片組(但我通常會先作篩選)。無論如何,幸好這些晶片組就是我會選擇的。AMD的系統採用的是X570晶片組,已經將PCIe的支援升級到最新一代4.0 (相對於其前代產品),並且擴展其所支援的PCIe 4.0通道數(相對於其同類競爭方案)至包括m.2 SSD以及通用(繪圖和其他)附加卡。

針對英特爾系統,我打算採用Z490晶片組(對於那些已經瞭解主板備選名稱的人來說並不奇怪)。如同其AMD同類產品,但又異於其較傳統的同代產品,該晶片組支援CPU和記憶體的超頻選項。對於基於Z490的主機板(及其所採用的晶片組),還有一個更重要的(至少對我而言)細微差別值得一提,這與前向相容性有關。

正如我在前面提到的,目前我打算採用第10代‘Comet Lake’10核心處理器,以及第11代‘Rocket Lake’8核心後繼處理器。即將推出的第12代‘Alder Lake’CPU插槽將會無法相容於其前代,但‘Comet Lake’和‘Rocket Lake’則彼此相容(當然,假設‘Comet Lake’主板的BIOS隨後也將升級以支援‘Rocket Lake’)。

ASRock和MSI都在可升級性方面更進一步;只要插入‘Rocket Lake’CPU,您將會自動獲得PCIe 4.0相容性。但這並不會是完整的‘Rocket Lake’體驗,就像您從基於Z590晶片組的後繼主板獲得的體驗一樣,您可能無法利用兩倍寬的DMI鏈接到CPU。但對於已經進行Z490硬體投資的人來說,它仍然是一個很好的可用壽命延長點。

在本系列的後續文章中,我將討論為這兩個系統所做的DRAM和大容量儲存選擇、計劃與每個主板搭配的顯卡、打算如何為兩套系統(以及內部的CPU)充份供電和冷卻以及其他細節。最終,我當然會完成兩個系統的組裝,並與您分享過程與細節。但是,現在我們先喊「暫停」並期待在評論中看到您的建議。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Building a PC: CPU selectionChoose your chipset and motherboard,by Brian Dipert)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2021年8月號雜誌

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