硬盘、主板、散热器怎么选

全文预计分四篇增量交付，这是第三篇

上一篇：

本篇主讲硬盘、主板、散热器、电源(写太多了下篇见)的选择

再次重申：本文无意做任何产品推荐！ 只为记录下查找的资料

如果文中有理解不对的地方，欢迎各位大佬指出

硬盘是计算机中重要的外存储器/辅助存储器，可分为两类：固态硬盘SSD（Solid State Drive）和机械硬盘HDD（Hard Disk Drive）

不像内存储器-内存，硬盘中的数据在断电后不会很快丢失。机械硬盘中的数据理论上可以一直保存下去，但固态硬盘太久没通电的话数据还是会丢失，具体有多久呢？

根据JEDEC行业规范，消费级SSD在30℃环境下，在断电后的1年内数据不可以出错。也就是说，至少能保存1年（实际能断电保存更久），但是高温环境会缩短这个时长，所以使用SSD的同学可别让它寂寞太久哦~

6.1 固态硬盘 SSD

优点：支持随机读写、顺序读写速度超快、运行几乎无噪声

用途：存操作系统、游戏、程序等经常需要调入内存的软件和文件

（喜欢十秒开机、游戏场景秒进的感觉吗）

6.1.1 接口、总线/通道、协议

在此感谢硬件茶谈[2]的科普视频以及四点起床的文章[3]帮忙理清了这三个概念。

为了简化，服务器用的接口、总线、协议本节中不讨论，感兴趣的朋友可以观看视频[2]

另外，本节中经常将带宽等同于传输速率来讲，这种做法有些不严谨，但我已经改不动了...

接口、总线、协议三巨头都能影响一块硬盘的性能发挥。

首先，接口就是主板上我们能看到的插槽类型。现在市面上常见SSD使用的接口类型有两种：SATA接口、M.2接口，它俩的主要区别就是卡口、针脚不同。

总线，是计算机内部各设备间进行数据交互的通路。目前SSD常用的传输总线有SATA总线和PCIE总线，它俩的主要区别就是总线标准规定的最高传输速率不同。

SATA(Serial Advanced Technology Attachment 串行高级技术附件)总线从诞生至今已经20多岁了，主要用作主板和外存储器（如硬盘及光盘驱动器）间的数据传输，由于采用串行方式传输数据而得名，它采用的是半双工通信（同一时刻只能A给B发数据，或B给A发数据）。最新版本是SATA 3.0，支持的理论最大传输速率提升到了600MB/s，实际传输速率约为550MB/s

PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速外设互联)通道同样也有20多年的历史了，旨在为设备提供更直接更快的数据连接，采用的是全双工通信（A和B能同时给对方发数据）。如PCIE 3.0x4支持的理论最大传输速率达到了4GB/s，实际传输速率约为1.5GB/s~3.5GB/s

PCIE总线规范支持多通道，原理和内存篇中提到的“多通道”相同，通道数越多，单位时间传输的数据量也越多。通道数以"x+数字"的形式接在PCIE版本号之后，如PCIE 4.0x4就是有4通道的4.0版本PCIE总线，各版本PCIE总线的总带宽对照下图（若要计算单向带宽需要除以2）

稍微解释一下，图中表格的第一列GT/s是指单通道PCIE总线规范支持的每秒传输比特数，如PCIE 3.x最高支持8GT/s（1GB/s）的单向数据传输率，所以x4对应的双向数据传输率就是8GB/s

在查阅资料的过程中，发现有文章认为“走PCIE总线的SSD因为能绕过内存直接与CPU进行数据交互，所以传输速率大大提升”，好家伙，能绕过内存可是大事啊，且不说这样直接的频繁写入会损伤SSD寿命，就传输速率来说，目前消费级的SSD也远不及内存，反而会降低才对。

后来我在[4]中找到了答案，PCIE总线分CPU直连和非直连，其中直连时数据走的路线是SSD-内存-Cache-CPU，比起SATA总线的“SSD-南桥芯片组(PCH芯片)-内存-Cache-CPU”路线，无需与南桥互动（没有中间商赚差价），降低了数据访问延迟，所以提升了传输速率；而非直连的PCIE总线仍然需要走传统的“南桥”老路。

文章的说法可能是被“CPU直连”所迷惑，现代CPU集成度很高，把内存控制器、核显等部件都集成了进去，传统CPU也演变为现代CPU中的CPU核心，故SSD经PCIE总线直连CPU ≠ SSD与CPU核心直接进行数据交互，是绕不开内存的。

最后是协议，有时又称逻辑设备接口标准、工作模式，它是设备间有关数据通讯的各种规则的集合，设备间想要进行数据沟通就要使用相同协议。就如不同的语言表达效率不同，优秀的协议能显著提高数据沟通效率，但再好的协议也需要硬件支持。

目前SSD常用的协议有NVMe协议（Non-Volatile Memory express 非易失性高速存储器）和AHCI协议（Advanced Host Controller Interface 高级主机控制器接口）。SATA总线只能搭配AHCI协议，PCIE总线可搭配NVMe协议或AHCI协议

打个比方来解释三巨头，SSD1和SSD2要给CPU运货（数据传输）。

SSD1计划走最高限速2GB/s的PCIE4.0x4高速公路（总线）。上高速首先得找到M.2高速收费站（M.2接口），因为这是一条双向八车道（来去各4车道）的高速公路（4通道全双工），可以派4辆车并行走（单向带宽8GB/s），在这条高速路上需要遵守NVMe交通规则（NVMe协议）

SSD2计划走最高限速600MB/s的SATA3.0隧道（总线），它是双向共用单车道（单通道半双工），但离谱的是这样的隧道也有收费口（SATA接口）（设定需要，与现实无关），也需要先找到它才能进隧道，在隧道里需要遵守AHCI交通规则（AHCI协议）

综上，硬盘想要和其他元器件进行数据交互，就需要通过接口接入硬盘，以总线作为媒介，用协议来沟通。因此，接口、协议、总线相辅相成，一方拉跨都会让硬盘达不到预期的传输能力，不过通常，厂商都会搭配好这三巨头，所以我们只要看硬盘使用的传输总线类型就能判断出其接口速率上限（理论最大传输速率）。

PS：接口速率上限 > 实际速率，是因为硬盘的设计用料不同且数据传输的各个环节存在延迟

6.1.2 4K随机读写和IOPS

视频[5]很好地解释了4K随机读写是什么：读写存在硬盘各处的4KB小文件。这其实是最影响日常使用体验的参数[1]。

大量零散的小文件的读写就依靠4K随机读写性能。这一点在我的机械硬盘上移动一个37MB的文件夹（由21万个1KB的txt文件组成）时体现得淋漓尽致，慢得令人发指。

SSD厂商标注的4K读写性能往往以IOPS作为单位，IOPS（Input/Output Operations Per Second 每秒进行读写操作的次数）与4K读写速率的换算为：

每秒IOPS次数 × 4KB / 1024 =  读写速率

比如某固态硬盘宣称4K随机读性能为900K IOPS，那么对应的理论4K读速率为，900K/s × 4KB / 1024 = 3600MB/s ，实际也会因为各种因素达不到这个速率，因而需要借助硬盘跑分软件来测实际4K读写速率（如AS SSD Benchmark、Crystal Disk Mark）

6.1.3 闪存颗粒与SLC策略

闪存颗粒用于存放数据，不同颗粒单位存储数据量、存取速度、寿命不同。单位存储数据量由少到多、存取速度由快到慢、寿命由长到短依次是SLC、MLC、TLC、QLC颗粒（Single/Multi/Trinary/Quad-Level Cell）

市面上的消费级固态大多是TLC颗粒，少数是QLC颗粒（QLC大概率会标出，不放心的话可以额外查一下），比起用TLC颗粒的SSD，使用QLC颗粒的SSD容量可以很大，但使用寿命却大幅缩水。当然，如果性价比足够高，QLC的SSD寿命到了换一块也可以接受吧？

也有观点认为，主控芯片的使用寿命比闪存颗粒寿命更重要，很可能主控芯片会先挂，这我还没了解过，先按下不表。

SLC策略就是SSD主控芯片让部分颗粒模拟SLC颗粒的工作模式用作缓存（这样写入速度会媲美真正的SLC颗粒），新数据写入都先写到这部分去，充当“快速的数据中转仓”。主控芯片还会视缓存剩余空间的大小，释放一部分SLC缓存[6]。

但是如果单个写入文件过大，挤爆了SLC缓存，那么超出部分的数据只能直接写入非缓存部分的颗粒中了，此时写入速度会大幅下降，这个阶段的写入速度被称为“缓外直写速度”，一般家用场景较少出现这种情况[6]。

SLC缓存大小和缓外直写速度在商品页面可能不会标出，要到相关评测文章或视频中才能看到

6.1.4 TBW

TBW(Terabyte Written)，数据写入量，用来描述SSD的写入寿命（能写入多少T数据）。一般而言，1T容量的SSD写入寿命可达600TBW。

TBW还与质保政策有关，哪个先到算哪个。例如5年质保600TBW的SSD，在总写入数据量达到600TB的那一刻，5年质保就失效了。所以别打“反正5年质保，我每天往死里写数据，写坏了给保”的算盘了，厂家早就听到了。

经过百般挑选，我选择了 致态TiPlus7100 2TB，有关推荐和评测视频见[7]

6.2 机械硬盘 HDD

优点：使用寿命更长、数据恢复更容易、单位容量更便宜

用途：存照片、音频、视频等不需要经常修改的文件，使用频率低的软件

6.2.1 CMR和SMR

目前市面上的HDD可按记录技术分为垂直盘CMR(Conventional Magnetic Recording 传统磁记录聪明人)和叠瓦盘SMR(Shingled Magnetic Recording 叠瓦磁记录傻帽人)

SMR的具体工作原理见[8]，由于读磁头比写磁头窄，所以叠瓦盘读数据效率和垂直盘差不多，但写数据需要将波及到的其他不该改的数据写入磁盘缓存，改完该改的再写回来。比起CMR，SMR写入量大大增加，故障率也增加了不少。

所以SMR适用于只写少读不改的场景，如果放到多改的场景下，很容易产生坏道，一坏牵连一大片（叠起来的扇区），或是磁头损坏，又或是第二翻译器模块（SMR独有）因为频繁读写挂了，整个磁盘数据都读不出了[9]，GG！

总之，现阶段最好别买叠瓦盘，不具备性价比。

6.2.2 企业盘和普通/家用盘

企业盘适合高性能、高强度连续读写的环境，可靠性高，寿命更长，缺点是运行噪音大

普通家用盘适合间断式运行的环境，噪音小，更便宜，缺点是性能、可靠性较低

参考[10]和[11]，我计划购买4T的海康oem希捷酷鹰ST4000VX015（现在还没下单，因为固态暂时已经够用了） 

7.1 芯片组选择

每一代CPU，都会有一套相对应的专属芯片组。intel的13代CPU对应的就是700系芯片组。但因700系只是对600系做了一点升级（没改CPU针脚），故13代CPU也能兼容600系芯片组。

具体到13700K，与其适配的主板有Z790、Z690、B760、B660

Z系列和B系列的一个重要区别在于Z系列支持CPU超频

图2是我从intel官网上收集数据，参照德柱视频[12]的表格形式（图1），对比的4组适配13700K的候选芯片组

PS：USB版本的新旧命名见[13]，这里不采用带Gen的新命名，仍采用旧版本命名

PS：单显卡时显卡插槽可不可拆无所谓，双显卡时才考虑这点

但是芯片组支持只是决定了主板的上限，具体还得看主板厂商用几条。

7.2 板型选择

ATX大板标准尺寸305*244，MATX中板标准尺寸244*244

某嘉4090Gaming OC，尺寸（长宽高）340*150.2*75.2，单位mm 

受4090显卡所限，最好选择ATX大板。

再大就是服务器板了，没必要太贵了。

再小...显卡上插了个主板？小板开大车也不是不可以，就是可能会挡到接口，如果搭配小机箱会出现显卡插槽不够高不好插等问题。

7.3 品牌选择

德柱以自身的经验[12]认为不超频时，华硕Prime Z690-P 和 微星ProZ690-A的供电足以稳稳支持i7-12700K。如果按各品牌划分主板层次的规律，华硕Prime Z790-P 和 微星ProZ790-A理应能稳稳支持i7-13700K。但这需要更多的论据来证实这个观点。

阿鹿君的视频[14]中认为对于13700KF，优先选Z790主板，供电方面不用担心，只需要考虑拓展需求。如选择华硕Prime Z790-P 和 微星Pro Z790-A 这类性价比主板。

装机猿的评测视频[15]中，i7-13700K分别搭配Z790 D5和B660 D4的跑分测试结果相差不大，但如果B660主板供电低于评测所用的B660主板（根据猿哥的另一个视频[16]，评测所用主板供电可能是12+1(50A)）可能会降低CPU性能，也就是说13700K配的B660不能太丐

新奇科技评测室在评测视频[17]中测试了13700K搭配ROG STRIX B660-G Gaming（供电12+1(50A)），结果是可以运行，但可能因为电压过高，CPU容易撞到温度墙，导致降频（听说有方法可以解决这个问题，需要折腾）。故视频建议新装机用户购买Z系列主板

综上，从供电角度，13700K搭配Z790主板是最稳的选择，供电12+1(50A)的B660是迫不得已的选择，Z690是还行的选择。

接下来，看各主板的拓展性。图3选取了三款我感兴趣的主板进行了对比（微星Z690-A是真的买不到DDR5版本...）

似乎微星Z790-P从供电、拓展性、性价比上碾压了华硕Z790-P，但是还记得上一篇选择金百达内存时提到的“在购买主板时最好了解清楚是否兼容金百达内存”，没错，不少用户反映微星主板不兼容金百达内存，而华硕主板和金百达的兼容性还行[18]。

最后，我选择了华硕PRIME Z790-P D5，而不是更换兼容性更好的内存（更换内存会不会是个更明智的选择呢？）

7.4 后缀选择

Q1：D4还是D5？

上一篇中因为性价比选择了D5内存，主板自然也要选择D5啦~

Q2：带不带WIFI？

带了WIFI的主板，就可以连上WIFI，不带就只能连有线啦~

无论如何，无线的稳定性都是比不上有线的，再加上台式机很少移动，我认为连有线网络就够用了。（才不是因为带wifi的贵了150所以买不带wifi的，哼）

不过因为现代无线网卡整合了蓝牙功能，所以不带WIFI的主板连接蓝牙设备就需要在USB上插一个蓝牙接收器。

但以后有连WIFI的需求怎么办呢？花100块买一个{网卡+wifi-go铁盒+天线}模块装到主板上。华硕官网表示Z790-P无线/蓝牙“仅支持M.2槽(Key E, CNVi & PCIe)”，具体的网卡选择和安装教程见[19]，总之需要时我会买AX211自己装（什么时候出AX985？）

8.1 CPU散热

关于CPU散热，讨论得最热烈的问题就是“压不压得住”。压不住就会出现CPU撞上温度墙，强制降频，影响性能。

那么什么样的散热压得住13700K？

阿鹿君在[20]中认为：双塔散热器可压制13700K，但压力会比较大，如利民FC140，性能标杆，只是噪音会比较大。机箱允许时优先考虑360水冷（需要考虑漏液包赔年限），如利民冰封远景360V2性能强，噪音控制优秀，提供5年漏液包赔。

befreedoma在[11]中认为：深度学习对CPU压力不大，同时未上13900K，选择最强风冷风扇利民FC140

南阳众达电脑在[21]中进行了测试：主板是华硕Z690-P，散热使用九州风神大霜塔，P核小超到5.5G，烤机20分钟，CPU最高温度83度。如此看来小超一下风冷也能压住。

基本上可以得出结论，在机箱散热到位的情况下，风冷是压得住13700K的。但考虑到噪音控制需求，我最终选择水冷。

在看了评测视频[22]后，我计划购买 利民FROZEN MAGIC 360SCENIC V2（冰封远景v2）（“不错的性能，最好的噪音控制”）

8.2 机箱散热

Q1：机箱散热是否有必要？

根据硬件茶谈视频[23]的观点，入门款机箱(i3-10100+GTX1050)装不装风扇都无所谓，而i9+90级别的显卡最好风扇拉满，即前面3进风、顶部3出风、尾部1出风（常规的机箱风道布置应遵循前进后出、下进上出）。当然，具体能装几个将在选好机箱后落实。

Q2：机箱风扇哪家强？

befreedoma的作业[11]和豪尼玛同学的作业[24]中选的就是利民C12C 黑色无光风扇（120mm），在阿鹿君的推荐视频[25]中，我也看到了这款风扇（风量66.17 CFM，最大噪音25.6 dBA）。所以这里我没有对比更多的产品，就选它了！

附录三、参考资料 Reference

1. (2022-08-13) 超详细！SSD固态硬盘万能攻略，一站式固态硬盘基础知识入门指南！

2. (2020-11-23)【硬件科普】硬盘的SATA M.2 NGFF NVME是什么意思，详解硬盘的总线协议与接口

3. (2022-08-30)【知乎】电子数据存储相关（十一）固态硬盘 SSD 应知必懂的接口、通道、协议是怎么回事

https://zhuanlan.zhihu.com/p/559562122

4. (2018-03-27)【知乎】走pcie ×4的固态硬盘是不是直接让cpu从硬盘设备读数据呢？

https://www.zhihu.com/question/270053104/answer/352108875

(2022-03-10)【贴吧】现在的主板能供4条PCIE让cpu和固态直通，代表cpu能读取SSD数据？

https://tieba.baidu.com/p/7754107502

5. (2019-10-15)【硬件科普】固态硬盘为什么比机械硬盘快？快在哪里？快的这些地方影响什么体验？

6. (2022-06-14) 【什么值得买】浅谈SLC缓存的基本原理

https://post.smzdm.com/p/aevgzozm/

7. (2023-04-02) 2023年4月固态硬盘推荐，国产白菜价硬盘层出不穷，大人时代变了。

(2022-12-14) 致态TiPlus7100 2TB评测 性价比掀翻老牌旗舰

8. (2022-05-21) 啥是SMR叠瓦盘？为啥不能买？机械硬盘避坑指南，一站式机械硬盘基础知识讲解！

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11. (2023-02-11)【知乎】深度学习/AI绘画炼丹生产力兼游戏性主机DIY配置详解

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