Computer-Fundamentals on Chen Kai Blog

计算机基础（六）：深度解析与系统协作

Sat, 14 Jan 2023 09:00:00 +0000

前五章里，我们逐一拆解了 CPU、缓存层级、存储、主板与显卡、网络和电源——每一部分单独看都很有意思，但计算机远不止是这些零件的简单堆叠。它是一个每纳秒都在协调“下一步该做什么”的精密系统。

计算机基础（五）：网络、电源与故障排查

Sat, 24 Dec 2022 09:00:00 +0000

主板上明明是千兆网卡，为什么有时只能跑出 100 Mbps 的速度？崭新的 650 W 金牌电源，为什么显卡一吃满就重启？机房旁边的房间为什么常年比别处暖几度？这些日常现象背后，隐藏着两套大多数人从不深究的系统：承载数据的网络 I/O 流水线和让芯片活下去的电源与冷却链路。

计算机基础（四）：主板、显卡与扩展

Sat, 03 Dec 2022 09:00:00 +0000

桌面主板是一种相当“诚实”的产品：CPU 提供的 PCIe 通道数量、哪些插槽直连 CPU、哪些经由芯片组、为支持 250 W 处理器配置的 VRM 相数以及第二根 PCIe 长插槽为何实际仅支持 ×4——这些关键设计决策都清晰地呈现在 PCB 上；只要能读懂主板布局，你几乎就能预判用户可能遇到的每一处性能瓶颈。本系列第四篇将系统讲解这套“读板”方法，并将同一分析视角延伸至显卡：GPU 架构设计的核心目标是让成千上万条计算通路持续获得数据供给，而缓存、调度器、Tensor Core 和 HBM 堆栈等组件均服务于这一目标。

计算机基础（三）：存储系统（HDD 与 SSD）

Sat, 12 Nov 2022 09:00:00 +0000

一块 SSD 为何能让服役五年的笔记本“起死回生”？标称仅支持 1000 次 P/E（编程/擦除）循环的 TLC SSD，普通用户为何仍能使用十余年？全新 SSD 在基准测试中可达 3500 MB/s，但几周后却骤降至 50 MB/s——原因何在？本系列《计算机基础深度解析》第三讲将从第一性原理出发，逐一解答这些问题：旋转磁盘与电荷俘获型 NAND 单元的本质差异、接口带宽（SATA、PCIe Gen 3/4/5）与协议并行能力（AHCI vs NVMe）的相互作用、RAID 各级别在容量与容错性之间的权衡、文件系统如何将原始块设备组织为可寻址的字节序列，以及如何在生产环境中兼顾性能与数据安全。

计算机基础（二）：内存与高速缓存系统

Sat, 22 Oct 2022 09:00:00 +0000

CPU 完成一次乘法运算大约只需 0.3 纳秒，而一块机械硬盘将磁头定位到目标扇区却需要 10 毫秒——两者相差约 3000 万倍。从多级缓存、DRAM 单元、页表、TLB、ECC、NUMA 到内存通道，整套内存子系统的设计，本质上都是对这一残酷不对称性的协同回应。

计算机基础（一）：CPU 与计算核心

Sat, 01 Oct 2022 09:00:00 +0000

为什么 100 Mbps 宽带下载速度只有大约 12 MB/s？为什么标称“1 TB”的硬盘在 Windows 里只显示 931 GB？为什么 32 位系统最多只能用到约 3.2 GB 内存？当 CPU 执行你的代码时，每个时钟周期里究竟发生了什么？