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  資訊與通信技術（ICT）掃盲行動旨在幫助初學者認識電腦的基本硬體、軟體，以及常用的技術術語。本文會介紹標準的硬體零件、作業系統、應用程式，還有一些關鍵詞彙。如果你發現錯誤或有建議，歡迎聯繫作者，我們會盡快更新內容。

一、常見的電腦硬體組件

CPU（中央處理器）

  CPU 就像是電腦的大腦，負責大部分的計算與操作。它的效能會影響整體系統的速度與反應。CPU 會從記憶體讀取指令、解碼、執行，包括數學運算、邏輯判斷和資料讀取等。



CPU 的組成

• 控制單元（CU）：從記憶體取得指令並管理執行流程。
• 算術邏輯單元（ALU）：負責數學和邏輯運算。
• 暫存器（Register）：用來暫時儲存資料與指令，速度非常快。
• 快取（Cache）：高速記憶體，用來儲存常用的資料與指令，加快存取速度。
• 匯流排介面（Bus Interface）：連接 CPU 與其他硬體的通道。
• 核心（Core）：現代 CPU 通常有多核心，每個核心能獨立處理任務，提升多工效能。




CPU 的類型

• 桌上型 CPU：用於桌機，效能較高，如 Intel Core i7、AMD Ryzen 5。
• 行動型 CPU：用於筆電，重視省電，如 Intel Core i5、AMD Ryzen 3。
• 伺服器用 CPU：專為伺服器設計，穩定性與多工能力強，如 Intel Xeon、AMD EPYC。
• 嵌入式 CPU：用於嵌入式系統，如 ARM Cortex 系列。
• 手機 SoC（系統單晶片）：整合 CPU、GPU、記憶體控制器等模組，如 Qualcomm Snapdragon、Apple A 系列。




評估 CPU 效能的幾個指標

• 時脈（Clock Speed）：CPU 每秒能執行的指令數，以 GHz 為單位。
• 核心數（Core Count）：處理單元的數量，越多核心代表處理能力越強。
• 執行緒數（Thread Count）：同時能處理的任務數，超執行緒技術可讓每個核心處理兩條執行緒。
• 快取容量（Cache）：內部高速記憶體的大小，影響資料存取效率。
• TDP（熱設計功耗）：CPU 高負載時的最大功耗，以瓦特為單位。
• IPC（每時脈指令數）：每個時脈週期可執行的指令數，反映 CPU 執行效率。

GPU（圖形處理器）

  一開始 GPU 的用途只是處理圖形相關的指令，像是影像顯示、視訊播放等。但現在因為它強大的平行運算能力，也被廣泛應用在圖像渲染、AI 訓練、機器學習、科學計算、加密貨幣挖礦、CAD 設計等領域。



GPU 的主要組成（簡化）

• 著色器核心：負責圖像渲染與計算任務的單元。
• 顯示記憶體（VRAM）：用來儲存圖形資料和材質的高速記憶體。
• 顯示記憶體控制器：管理 VRAM 的讀寫操作。
• 圖形處理流程（Graphics Pipeline）：從頂點處理、光柵化到像素處理的整個繪圖流程。
• 視訊編解碼器：處理視訊編碼與解碼的硬體單元。
• PCIe 介面：GPU 與主機板之間的高速資料通道。




GPU 的類型

• 獨立顯示卡：獨立於主機板的顯卡，效能強，如 NVIDIA RTX 4060，適合玩遊戲或做專業圖形處理。
• 內建顯示卡：整合在 CPU 裡的顯卡，效能較弱，適合文書處理或看影片，如 Intel UHD 770、AMD Radeon Vega。
• 筆電顯卡：為筆電設計的顯卡，功耗低，如 NVIDIA RTX 3070 Laptop，適合輕度遊戲與日常使用。
• 專業顯卡：用於工作站與專業用途，穩定性與計算能力較高，如 NVIDIA Quadro、AMD Radeon Pro。
• 資料中心顯卡：為雲端與高效能運算設計的顯卡，如 NVIDIA Tesla、AMD Radeon Instinct。




衡量 GPU 效能的指標

• 核心數量：平行處理單元的數量，越多越好。
• 時脈頻率：通常以 MHz 或 GHz 表示，數值越高效能越好。
• VRAM 大小：以 GB 為單位，越大越能處理複雜場景。
• 記憶體頻寬：GPU 與 VRAM 間的資料傳輸速度，以 GB/s 為單位。
• 浮點運算能力：以 TFLOPS 計，代表每秒能做多少浮點計算。
• TDP：最大功耗，以瓦特為單位。




GPU 與 AI 的關係

  GPU 跟人工智慧（AI）幾乎是綁在一起的，尤其是深度學習與大規模機器學習。AI 所需的矩陣運算、向量運算屬於大量平行計算，這正是 GPU 擅長的。相較之下，CPU 只擅長順序處理，GPU 有成千上萬個小核心，可以同時處理大量資料。這就是為什麼像 TensorFlow、PyTorch 等深度學習框架都支援 GPU，加速訓練。NVIDIA 甚至還推出專門為 AI 設計的 GPU（如 Tesla、A100、H100），內建 Tensor Core 等單元，特別快。推論階段也一樣，無論是即時語音辨識、圖像分類，還是 ChatGPT 這種語言模型，都依賴 GPU。
  簡單說，GPU 就是 AI 的引擎。AI 要跑得快，就得靠 GPU 給動力。像矩陣運算、圖像辨識、語音處理等，GPU 都非常在行。CPU 一次只能做一件事，但 GPU 可以一次做成千上萬件事。從 ChatGPT 訓練，到手機裡的 AI 拍照或語音助理，背後都有 GPU 的功勞。可以說，GPU 是 AI 快速發展的幕後英雄。

主機板（Motherboard）

  主機板是電腦中非常重要的一塊硬體，負責連接並協調所有硬體元件。它提供電力、資料通道與各種插槽，讓 CPU、GPU、記憶體、儲存裝置之間能順利溝通。也就是說，主機板就像電腦的「神經系統」。你用什麼 CPU、記憶體、顯示卡，也取決於主機板的規格與相容性。



主機板的主要功能

• 連接硬體：提供 CPU、GPU、記憶體、硬碟等的插槽與接口。
• 供電與電壓管理：透過電源接頭提供穩定電力，並管理不同元件所需的電壓。
• 資料傳輸協調：主機板的匯流排與晶片組負責資料在各硬體之間的傳遞。
• 啟動電腦：初始化各硬體，並載入作業系統。
• 擴充能力：透過 PCIe 等擴充槽，可加裝更多硬體，如音效卡、網路卡等。
• 溫度控制與監測：內建溫度感測與風扇控制，幫助系統穩定運作。




主機板的結構與接口（簡化）

• CPU 插槽：安裝 CPU 的位置，常見有 LGA、PGA 等。
• 記憶體插槽：用於安裝 RAM，常見類型有 DIMM、SO-DIMM。
• PCIe 插槽：用來安裝顯卡、擴充卡等，支援高速傳輸。
• SATA / M.2 接口：用來連接硬碟與固態硬碟。
• 主機板晶片組：管理元件之間的溝通與資料流。
• BIOS / UEFI：主機板韌體，負責啟動系統並載入作業系統。
• 供電模組：為 CPU、記憶體、顯卡等提供電力。
• 後置 I/O 接口：USB、音訊、網路等對外連接用的接口。
• 風扇與 RGB 接口：提供風扇與燈效裝置的連接。




主機板的尺寸類型

• ATX：全尺寸主機板，適合高效能桌機。
• Micro ATX：較小的尺寸，適合中階系統。
• Mini ITX：迷你尺寸，適合小機殼或省電系統。




選購主機板時該注意什麼？

• CPU 相容性：必須與你選的 CPU（Intel 或 AMD）平台相容。
• 晶片組功能：看是否支援你需要的功能（如 PCIe、USB 數量）。
• 記憶體支援：要確定支援的記憶體類型與容量（如 DDR4、DDR5）。
• 擴充插槽：依照你要裝的硬體選擇合適數量與類型。
• 接口佈局：觀察後置與內部接口是否方便使用。
• 主機板大小：尺寸是否能配合你的機殼。
• 散熱設計：是否有良好的散熱配置，支援額外風扇或散熱器。

記憶體（RAM — Random Access Memory，隨機存取記憶體）

  記憶體（RAM）是電腦中非常重要的臨時儲存裝置，英文全名為 Random Access Memory（隨機存取記憶體）。簡單來說，RAM 就像是電腦的「工作桌」，用來暫存 CPU 正在處理的資料與指令。RAM 速度非常快，但斷電後資料會消失。



記憶體的作用

• 暫存資料與程式：當你打開應用程式、檔案或網頁時，它們會先載入 RAM 中，以便快速存取。
• 提供 CPU 高速資料通道：RAM 比硬碟快得多，能減少 CPU 等待資料的時間。
• 支援多工處理：可同時運行多個程式，提升系統回應速度。
• 資料快取：將常用的資料與指令暫存，減少硬碟讀取次數。




記憶體的運作（簡述）

  當你啟動 Photoshop 這類程式時，作業系統會將它從硬碟載入到 RAM 中。由於 RAM 的速度比硬碟快數百倍，CPU 能更快讀取與處理資料。
  RAM 屬於揮發性記憶體，斷電後資料會消失，因此僅用來儲存暫時性資訊。



記憶體的主要規格與特性

• 容量（GB）：容量越大，可同時運行更多程式。常見有 8GB、16GB、32GB。
• 種類（DDR3 / DDR4 / DDR5）：不同世代在速度與頻寬上有所差異，新一代通常效能更佳。
• 頻率（MHz）：記憶體的運行速度，頻率越高資料傳輸越快，如 2400MHz、3200MHz。
• 時序：反應延遲數值，以 CL（CAS Latency）表示，數值越低延遲越小、速度越快。
• 電壓（V）：運行所需的電壓（一般為 1.2V 或 1.35V），電壓越低越省電。
• 通道：記憶體的通道數（單通道、雙通道、四通道等），通道數越多頻寬越大。
• ECC（Error Correction Code）：具備錯誤檢測與修正功能的記憶體，常用於伺服器與工作站。
• 非緩衝記憶體：無緩衝功能，常見於一般 PC。
• 緩衝/註冊記憶體：具有緩衝電路，提升穩定性與效能，常用於伺服器或高效能工作站。




不同世代的記憶體類型

• DDR3（Double Data Rate 3）：較舊世代記憶體，速度較慢，適合低功耗裝置。
• DDR4（Double Data Rate 4）：目前主流，速度快且省電，適用於多數現代設備。
• DDR5（Double Data Rate 5）：最新世代，速度更快、容量更大，適合高效能系統。

此部分內容待續。