سخت افزار کامپیوتر به اجزای فیزیکی اطلاق می شود که یک سیستم کامپیوتری را تشکیل می دهند. این قطعات شامل واحد پردازش مرکزی (CPU)، مادربرد، حافظه (RAM)، هارد دیسک یا درایو SSD، واحد منبع تغذیه (PSU)، واحد پردازش گرافیکی (GPU)، کارت صدا، کارت شبکه و دستگاه های مختلف ورودی و خروجی مانند صفحه کلید، ماوس، مانیتور و چاپگر.
CPU “مغز” کامپیوتر است و وظیفه اجرای دستورالعمل ها را بر عهده دارد. مادربرد راهی برای ارتباط همه اجزا با یکدیگر فراهم می‌کند، در حالی که RAM ذخیره‌سازی موقتی برای داده‌هایی که CPU در حال حاضر از آن استفاده می‌کند فراهم می‌کند. هارد دیسک یا SSD ذخیره سازی طولانی مدت برای برنامه ها و داده ها را فراهم می کند.
PSU تمام قطعات را تامین می کند، در حالی که GPU و کارت صدا به ترتیب پردازش گرافیکی و صوتی را انجام می دهند. کارت شبکه به کامپیوتر اجازه می دهد تا به شبکه یا اینترنت متصل شود. دستگاه های ورودی و خروجی به کاربران این امکان را می دهند که با رایانه تعامل داشته باشند و اطلاعات را از آن دریافت کنند.
درادامه اطلاعات دقیق تری درباره سخت افزار کامپیوتر از جمله CPU، مادربرد، حافظه، هارد دیسک و SPU ارائه می دهیم:
واحد پردازش مرکزی (CPU)
CPU “مغز” کامپیوتر است که مسئول اجرای دستورالعمل ها است. این بخش معمولاً یک تراشه کوچک مربعی روی مادربرد است و حاوی میلیون‌ها ترانزیستور است که محاسبات و عملیات منطقی را انجام می‌دهند. سرعت CPU بر حسب گیگاهرتز اندازه‌گیری می‌شود که نشان می‌دهد در هر ثانیه چند سیکل از دستورالعمل‌ها را می‌تواند اجرا کند.
داده ها و دستورالعمل ها را از حافظه دریافت می کند، سپس آنها را رمزگشایی و اجرا می کند. این سخت افزار از چندین هسته تشکیل شده است که به آن اجازه می دهد چندین کار را به طور همزمان انجام دهد. هر هسته شامل یک واحد منطق حسابی (ALU) است که عملیات حسابی و منطقی را انجام می دهد و یک واحد کنترل که جریان داده و دستورالعمل ها را مدیریت می کند.
انواع CPU
انواع مختلفی از CPU (واحد پردازش مرکزی) وجود دارد. چندین نوع CPU موجود در بازار عبارتند از:
۱- CPUهای دسکتاپ
اینها CPUهایی هستند که معمولاً در رایانه های شخصی و ایستگاه های کاری یافت می شوند. آنها برای ارائه عملکرد بالا طراحی شده اند و معمولاً برای بازی، ویرایش ویدیو و سایر برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار می گیرند.
۲- CPUهای لپ تاپ
اینها شبیه به CPUهای دسکتاپ هستند اما به گونه ای طراحی شده اند که مصرف انرژی بیشتری داشته باشند و گرمای کمتری تولید کنند. آنها معمولا در لپ تاپ ها و سایر دستگاه های قابل حمل یافت می شوند.
۳- CPU های سرور
اینها برای استفاده در سرورها طراحی شده اند، که کامپیوترهایی هستند که برای ارائه خدمات به رایانه های دیگر از طریق شبکه طراحی شده اند. CPU های سرور معمولاً برای ارائه عملکرد و قابلیت اطمینان بالا طراحی می شوند.
۴- CPU های موبایل
این پردازنده ها برای دستگاه های تلفن همراه مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها طراحی شده اند. آنها معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شوند که از نظر مصرف انرژی کارآمد باشند و برای مرور وب، ایمیل و سایر کارهای محاسباتی سبک عملکرد خوبی دارند.
۵- CPU های تعبیه شده
این ها CPU های تخصصی هستند که برای استفاده در سیستم های تعبیه شده طراحی شده اند که سیستم های کامپیوتری هستند که در دستگاه های دیگر مانند ماشین ها، لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی تعبیه شده اند. آنها معمولاً به گونه ای طراحی می شوند که کم مصرف باشند و عملکرد قابل اعتمادی را در دوره های طولانی ارائه دهند.
همچنین معماری های مختلفی از CPU ها مانند x86، ARM و PowerPC وجود دارد که مجموعه دستورالعمل های متفاوتی دارند و برای کاربردهای مختلف بهینه شده اند.
مادربرد (Motherboard)
مادربرد یک برد مدار بزرگ است که تمام اجزای کامپیوتر را به هم متصل می کند. این سخت افزار مسیرهای ارتباطی را برای جریان داده ها بین CPU، RAM، هارد دیسک و سایر اجزا فراهم می کند. مادربرد همچنین دارای اسلات هایی برای کارت های توسعه مانند کارت های گرافیک یا کارت صدا و کانکتورهایی برای دستگاه های ورودی و خروجی است. مادربرد شامل یک چیپ ست است که جریان داده بین CPU، RAM و سایر اجزا را مدیریت می کند.
انواع Motherboard
برخی از انواع رایج مادربرد عبارتند از:
۱- مادربردهای ATX
اینها رایج ترین نوع مادربردهایی هستند که برای رایانه های دسکتاپ طراحی شده اند. اندازه استاندارد و چیدمان آنها باعث می شود که به راحتی در اکثر کیس های رایانه جا شوند.
۲- مادربردهای Micro-ATX
این مادربردها کوچکتر از مادربردهای ATX هستند و برای استفاده در رایانه های رومیزی فشرده طراحی شده اند. آنها طرحی مشابه مادربردهای ATX دارند اما جمع و جورتر هستند.
۳- مادربردهای Mini-ITX
این مادربردها کوچکتر از مادربردهای Micro-ATX هستند و برای رایانه های رومیزی بسیار فشرده یا رایانه های شخصی سینمای خانگی طراحی شده اند. آنها طرح متفاوتی نسبت به مادربردهای ATX و Micro-ATX دارند و از اسلات ها و پورت های توسعه کمتری پشتیبانی می کنند.
۴- مادربردهای سرور
این مادربردها برای سرورها طراحی شده اند و دارای ویژگی هایی مانند پشتیبانی از چندین CPU، حجم زیاد حافظه و چندین پورت شبکه هستند.
۵- مادربردهای جاسازی شده
این مادربردها برای استفاده در سیستم های تعبیه شده طراحی شده اند و دارای ویژگی هایی مانند اندازه کوچک، مصرف انرژی کم و طراحی مقاوم هستند.
علاوه بر این انواع، نسخه های مختلف هر نوع مادربرد ممکن است ویژگی ها و قابلیت های متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال، برخی از مادربردها ممکن است از اورکلاک پشتیبانی کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است Wi-Fi یا بلوتوث داخلی داشته باشند.
حافظه (RAM)
RAM مخفف Random Access Memory است و نوعی حافظه فرار است که به طور موقت داده هایی را که CPU در حال حاضر استفاده می کند ذخیره می کند. هنگامی که برنامه ای باز می شود، در RAM بارگذاری می شود، بنابراین CPU می تواند به سرعت به آن دسترسی پیدا کند. RAM بر حسب گیگابایت (GB) اندازه گیری می شود و برای تعیین عملکرد رایانه بسیار مهم است. RAM به صورت ماژول هایی از تراشه های مرتب شده بر روی یک برد مدار سازماندهی شده است. سرعت RAM بر حسب سرعت ساعت آن اندازه گیری می شود که نشان می دهد با چه سرعتی می تواند داده ها را انتقال دهد.
انواع RAM
برخی از انواع رایج RAM عبارتند از:
۱- SDRAM DDR (Double Data Rate)
این رایج ترین نوع رم مورد استفاده در کامپیوترهای مدرن است. این دستگاه در چندین نسخه از جمله DDR3، DDR4 و DDR5 با افزایش نرخ انتقال داده و مصرف انرژی کمتر در دسترس است.
۲- SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
این نوع رم در کامپیوترهای قدیمی استفاده می شد و کندتر از DDR است. هنوز هم در برخی از برنامه های تخصصی استفاده می شود.
۳- RDRAM (Rambus DRAM)
این نوع رم توسط شرکت Rambus توسعه داده شد و در اوایل دهه ۲۰۰۰ در برخی از کامپیوترهای پیشرفته مورد استفاده قرار گرفت. سرعت انتقال داده سریعتر از SDRAM بود اما گرانتر بود.
۴- DRAM (Dynamic RAM)
این نوع قدیمی رم هنوز در برخی از برنامه های تخصصی استفاده می شود. این سخت افزار کندتر از SDRAM است و نیاز به به روز رسانی بیشتر دارد.
۵- SRAM (رم استاتیک)
این نوع رم سریعتر و گرانتر از DRAM است اما در برنامه های تخصصی مانند حافظه نهان در CPU ها نیز استفاده می شود.
علاوه بر این انواع، سرعت ها و ظرفیت های مختلف رم موجود است. سرعت RAM بر حسب مگاهرتز (MHz) یا گیگاهرتز (GHz) اندازه گیری می شود و به سرعت انتقال داده ها به RAM و از آن اشاره دارد. ظرفیت RAM بر حسب گیگابایت (GB) اندازه گیری می شود و به مقدار داده ای که می توان در رم ذخیره کرد اشاره دارد. انتخاب رم سازگار با مادربرد و CPU با ظرفیت و سرعتی که برای استفاده مورد نظر شما نیاز دارید مهم است.
هارد دیسک یا SSD
اینها اجزای کامپیوترهستند که ذخیره سازی طولانی مدت برای برنامه ها و داده ها را فراهم می کنند. هارد دیسک یک دیسک مغناطیسی است که با سرعت بالایی برای خواندن و نوشتن اطلاعات می چرخد، در حالی که SSD از حافظه فلش برای ذخیره داده ها استفاده می کند. هارد دیسک ها و SSD ها بر حسب گیگابایت یا ترابایت (TB) اندازه گیری می شوند.
انواع هارد دیسک و SSD
برخی از انواع رایج هارد دیسک و SSD عبارتند از:
۱- هارد دیسک ها (HDD)
رایج ترین نوع هارد دیسک ها هستند که در اکثر رایانه های رومیزی و لپ تاپ استفاده می شوند. آنها از دیسک های چرخان برای ذخیره داده ها استفاده می کنند و با سرعت ها و ظرفیت های ذخیره سازی متفاوتی در دسترس هستند.
۲- درایوهای SSD
این ها به طور فزاینده ای به گزینه های ذخیره سازی محبوب برای رایانه های رومیزی و لپ تاپ تبدیل می شوند. آنها از حافظه فلش غیر فرار برای ذخیره داده ها استفاده می کنند و بسیار سریعتر از HDD ها هستند اما معمولاً گران تر هستند.
۳- درایوهای هیبریدی
این هارد دیسک سنتی را با یک فلش مموری کوچک ترکیب می‌کند تا دسترسی سریع‌تری به فایل‌های پرکاربرد فراهم کند. آنها سازش خوبی بین سرعت SSD و ظرفیت ذخیره سازی یک HDD هستند.
۴- PCIe SSD
SSD هایی هستند که مستقیماً با استفاده از رابط PCIe به مادربرد کامپیوتر متصل می شوند. آنها حتی نرخ انتقال داده سریع تری نسبت به SSD های استاندارد مبتنی بر SATA ارائه می دهند.
۵- هارد دیسک های SAS (Serial Attached SCSI)
هارد دیسک هایی با کارایی بالا هستند که معمولاً در سرورها و سایر برنامه های کاربردی در سطح سازمانی استفاده می شوند.
علاوه بر این انواع، فرم فاکتورها و رابط های مختلفی برای هارد دیسک ها و SSD ها وجود دارد. انتخاب یک دستگاه ذخیره سازی سازگار با رابط کامپیوتر شما و دارای ظرفیت و سرعت مورد نیاز برای استفاده مورد نظر شما مهم است.
واحد منبع تغذیه (PSU)
PSU برق AC را از پریز دیواری به برق DC کامپیوتر تبدیل می کند. این سخت افزار برق تمام اجزای کامپیوتر از جمله مادربرد، CPU و غیره را تامین می کند. PSU بر حسب وات آن رتبه بندی می شود که نشان می دهد چه مقدار برق می تواند تامین کند.
انواع PSU
برخی از انواع رایج PSU ها عبارتند از:
۱- ATX PSU
اینها رایج ترین نوع PSU هستند که برای کامپیوترهای رومیزی طراحی شده اند. آنها معمولاً توان خروجی بین ۳۰۰ تا ۱۰۰۰ وات را ارائه می دهند و در سطوح بازدهی مختلف مانند ۸۰ پلاس برنز، نقره، طلا و پلاتین موجود هستند.
۲- PSU های SFX
کوچکتر از ATX PSU ها هستند و برای استفاده در رایانه های رومیزی فشرده یا رایانه های شخصی سینمای خانگی طراحی شده اند. آنها معمولاً توان خروجی بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ وات را ارائه می دهند و در سطوح بازده متفاوتی در دسترس هستند.
۳- PSU های TFX
این ها حتی کوچکتر از PSU های SFX هستند و برای استفاده در کامپیوترهای رومیزی فوق فشرده طراحی شده اند. آنها معمولا توان خروجی بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ وات را ارائه می دهند و در سطوح بازدهی متفاوتی در دسترس هستند.
۴- PSU های سرور
برای سرورها و دیگر برنامه های کاربردی در سطح سازمانی طراحی شده اند. آنها معمولا توان خروجی بالایی را ارائه می دهند و در سطوح بازدهی مختلف برای کمک به کاهش هزینه های انرژی در دسترس هستند.
علاوه بر این انواع، سطوح مختلف کارایی PSU ها، نشان می دهد PSU چقدر برق متناوب را از پریز دیواری به برق DC برای اجزای کامپیوتر تبدیل می کند. هر چه سطح راندمان بالاتر باشد، انرژی کمتری به عنوان گرما هدر می رود، که می تواند به کاهش هزینه های انرژی و خنک نگه داشتن کامپیوتر کمک کند. هنگام انتخاب یک PSU، انتخاب یک منبع تغذیه سازگار با دیگر اجزای کامپیوتر و دارای توان خروجی و سطح کارایی مورد نیاز مهم است.
