你都認識嗎?PC內外接口面面觀-接口 ——快科技(驅動之家旗下媒體...

2020-11-21 驅動之家

註:本文翻譯自Tom's hardware guide網站文章《PC Interfaces 101》。

每臺電腦,無論臺式機還是筆記本,裡裡外外都有許多接口和插槽,你全都認識嗎?也許你已經對USB、PS/2、VGA等常用接口非常熟悉,但是你知道SCART、HDMI,抑或USB接口分為Type A、Type B等類型嗎?總之這是一篇主要面對電腦初學者的文章,但那些有經驗的用戶也許也能從本文學到一些新知識。

第一部分 外部接口:用於連接各種PC外設

USB

USB(Universal Serial Bus 通用串行總線)用於將滑鼠、鍵盤、移動硬碟、數位相機、VoIP電話(Skype)或印表機等外設等連接到PC。理論上單個USB host控制器可以連接最多127個設備。

USB目前有兩個版本,USB1.1的最高數據傳輸率為12Mbps,USB2.0則提高到480Mbps。注意:二者的物理接口完全一致,數據傳輸率上的差別完全由PC的USB host控制器以及USB設備決定。USB可以通過連接線為設備提供最高5V,500mA的電力。

USB接口有3種類型:

- Type A:一般用於PC

- Type B:一般用於USB設備

- Mini-USB:一般用於數位相機、數碼攝像機、測量儀器以及移動硬碟等

左邊接頭為Type A(連接PC),右為Type B(連接設備)

USB Mini

USB延長線,一般不應長於5米

請認準接頭上的USB標誌

USB分離線,每個埠各可以得到5V 500mA的電力。移動硬碟等用電大戶可以使用這種線來從第二個USB埠獲得額外電源(500+500=1000mA)

你見過嗎:USB接口的電池充電器

比較常見的USB轉PS/2接口

IEEE-1394/Firewire/i.Link

IEEE-1394是一種廣泛使用在數碼攝像機、外置驅動器以及多種網絡設備的串行接口,蘋果公司又把它稱作Firewire(火線),而索尼公司的叫法是i.Link。目前,數據傳速率為400Mbps的IEEE-1394標準正被800Mbps的IEEE-1394b (或Firewire-800)所取代。普通火線設備使用的6針線纜可提供電源,另外還有一種不提供電源的4針線纜。Firewire-800設備使用的是9針線纜以及接口。

一頭6針,一頭4針的1394連接線

1394擴展卡擋板,提供兩個6針接口以及一個較小的4針接口

可提供電源的6針接頭

不提供電源的4針接頭,一般用於數碼攝像機以及筆記本電腦

Cinch RCA(複合視頻,音頻,HDTV分量)

這種接口通過同軸電纜傳輸多種電信號。它們的功能可以容易地按接口顏色加以區分,見下表:

警告:音頻SPDIF/複合視頻(FBAS),HDTV分量/音頻右聲道這兩組接口的顏色可能容易搞混,請注意查看說明書,並注意HDTV分量接口總是3個一組。

不同顏色,傳輸不同信號的RCA線纜

兩種SPDIF(數字音頻)接口:左邊為RCA/同軸接口,右邊是TOSLINK(光纖)接口

TOSKLINK光纖接口

SCART - RCA轉接器(複合視頻,雙聲道音頻和S-Video),SCART請見下文詳解

術語表:

RCA = Radio Corporation of America 美國無線電公司

SPDIF = Sony/Philips Digital Interfaces 索尼/飛利浦數碼接口

PS/2

左邊是帶顏色標示的PS/2接口,右邊的沒有顏色標示

PS/2是一種古老的接口,廣泛用於鍵盤和滑鼠的連接。現在的PS/2接口一般都帶有顏色標示,紫色用於連接鍵盤,綠色用於連接滑鼠。

有些主板上的PS/2接口可能沒有顏色標示,別擔心,插錯接口並不會損壞設備,但此時滑鼠鍵盤將無法工作,電腦也可能無法啟動,很簡單,將滑鼠鍵盤對調一下接口肯定就對了。

前面提到的USB - PS/2轉接器

VGA顯示接口

顯卡上的VGA顯示接口

顯示器使用一種15針Mini-D-Sub(又稱HD15)接口通過標準模擬界面連接到PC上。通過合適的轉接器,你也可以將一臺模擬顯示器連接到DVI-I界面上。VGA接口傳輸紅、綠、藍色值信號(RGB)以及水平同步(H-Sync)和垂直同步(V-Sync)信號。

顯示信號線上的VGA接頭

新款顯卡一般都提供2個DVI接口,可使用一種DVI-VGA轉接器來在兩種接口之間轉換。

術語表:VGA = Video Graphics Array 視頻圖像陣列

DVI顯示接口

DVI是一種主要針對數位訊號的顯示界面,這種界面無需將顯卡產生的數位訊號轉換成有損模擬信號,然後再在數字顯示設備上進行相反的操作。數字TDMS信號的優點還包括允許顯示設備負責圖像定位以及信號同步工作。

一塊具備兩個DVI埠的顯卡,可同時連接兩個(數字)顯示器

因為數字顯示取代模擬顯示的進程還比較緩慢,目前這兩種技術還處於並存階段,現在的顯卡通常可以支持雙顯示器。廣泛使用的DVI-I接口可以同時支持模擬和現實信號。而少見的多的DVI-D接口只能輸出數位訊號,無法輸出任何模擬信號。許多顯卡以及部分顯示器都提供了DVI-I - VGA轉接器,這樣那些只提供15針D-Sub-VGA接頭的老顯示器也可以在DVI-I接口上繼續工作。

DVI接口類型及其陣腳分布(顯卡上最經常使用的是DVI-I)

術語表:DVI = Digital Visual Interface 數字視覺接口

RJ45,用於LAN和ISDN

有線網絡主要使用我們都很熟悉的雙絞線進行互連。現在,千兆乙太網正在逐步取代百兆乙太網。網線主要有兩種類型:

- 直通線,最廣泛使用的雙絞線

- 交叉線,用於特殊情況下的連接

使用直通線的網絡設備一般連接到交換機(switch)或集線器(hub)上,如果想要直接連接兩種同類設備,比如兩臺PC,則可以使用交叉線而無需通過交換機或集線器。

PCI網卡上的RJ45接口

網卡使用LED指示燈來表示網絡活動狀態

在歐洲和北美,ISDN等網絡設備同樣使用RJ45接口。ISDN在歐洲廣泛使用,而在北美寬帶連接比較普及,但只有DSL使用RJ45,cable modem通常使用BNC接口。因此,用戶需要注意RJ45接口旁標註的是「LAN」,「ISDN」還是「DSL」,當然插錯也不比擔心設備損壞。

RJ11,用於Modem和電話

RJ11和RJ45看起來很相似,但RJ11隻有4針,而RJ45有8針。在電腦上,RJ11主要用於連接modem。由於各國電話埠不盡相同,因此RJ11有許多種轉接器。

筆記本上的RJ11接口

用於德國電話的RJ11轉接器。今後各國自定義的電話接口規範將逐漸消失

S-Video(又稱Hosiden, Y/C)

S-Video線

這種4針接口可以分離並傳輸傳輸亮度(Y,帶同步數據的亮度)和顏色(C,色度)。分離亮度和顏色可以提供比複合視頻(FBAS)更好的圖像品質。在模擬視頻信號中,HDTV分量效果最好,而排在第二位的就是S-Video了。當然,通過TDMS提供的DVI或HDMI(請看下文詳解)等純數位訊號可以提供更好的圖像,是目前最好的選擇。

顯卡上的S-Video埠

SCART

SCART是一種廣泛用於歐洲和亞洲的混合連接器。這種界面可以同時傳輸S-Video,RGB以及模擬立體聲音頻信號,不過不支持HDTV的YpbPr和YcrCb分量信號。

用於連接TV和VCR的SCART接口

前面已經提到過的SCART - RCA轉接器(複合視頻,雙聲道音頻和S-Video)

HDMI

HDMI是用於傳輸未壓縮HDTV信號的數字多媒體界面,最高支持1920x1080交錯信號(1080i),集成數字版權管理(DRM)防拷機制。目前我們使用的是一種19針Type A接口。

而29針的Type B(支持高於1080i的解析度)HDMI接口目前還沒有產品支持。HDMI和DVI-D採用同樣的數字TDMS信號生成技術,因此我們可以在高端產品上看到HDMI-DVI轉接器。另外,HDMI還可以傳輸8聲道,24位,192KHz採樣率的音頻信號。HDMI信號線不應超過15米。

HDMI-DVI轉接線

術語表:HDMI = High Definition Multimedia Interface 高清晰多媒體接口

第二部分 內部接口:用於PC系統內部連接

Serial ATA (SATA)

主板上的4個SATA接口

SATA是一種連接存儲設備(大多為硬碟)的串行總線,用於取代傳統的並行ATA界面。第一代SATA目前已經得到廣泛應用,其最大數據傳輸率為150MBps,信號線最長1米。SATA一般採用點對點的連接方式,即一頭連接主板上的SATA接口,另一頭直接連硬碟,沒有其他設備可以共享這條數據線,而並行ATA允許這種情況(每條數據線可以連接1-2個設備),因此也就無需像並行ATA硬碟那樣設置主盤和從盤。

許多SATA數據線末端帶有保護套,防止嬌嫩的金手指受損。

多種形式的SATA電源線

SATA電源接頭

各種顏色的數據線

儘管SATA主要設計為PC機箱內使用,但也出現了許多讓SATA變為外部接口的產品。

目前的SATA硬碟一般有兩種電源接口,可以使用傳統的D型電源接頭

或者使用SATA專用的電源接頭

ATA/133 (Parallel ATA,UltraDMA/133或E-IDE)

這是一種用於連接硬碟和光碟機(CD和DVD)的並行總線,也稱作Parallel ATA(並行ATA)。最新版本的並行ATA使用40針,80線的扁平數據線來連接主板和驅動器。每條數據線最多可以連接2臺設備,需要將設備分別設置為主盤(master)和從盤(slave),這樣的設置一般通過驅動器上的跳線實現。

IDE數據線,注意接頭上的突起以及缺少一個針孔

連接一臺DVD光碟機: 數據線的紅色邊緣總是靠近電源線

ATA/133接口:上為2.5"硬碟,下為是3.5"硬碟。

想在臺式機上使用2.5"筆記本硬碟可以使用這樣的轉接器

警告:在多大多數情況下,數據線接頭上的突起可以有效防止數據線反插,但有些老款數據線可能沒有這樣的設計。接插數據線時請遵循這樣的原則:數據線有顏色標示的一側邊緣(一般是紅色)應該對準主板IDE接口標有數字1的一側,實際上,該邊緣表示第一針。

此外,數據線有顏色標示的邊緣應該靠近驅動器的電源線。同樣也要仔細檢查主板和驅動器上的IDE接口以及數據線接頭,確保它們缺針及缺針孔的位置相對應。

用一條數據線連接兩臺設備後,需要用下圖中的藍色跳線帽進行主從盤設置,硬碟上一般會有圖示說明,或瀏覽硬碟廠商網站。

術語表:

ATA = Advanced Technology Attachment 高級技術附加裝置

E-IDE = Enhanced Integrated Drive Electronics 增強型綜合驅動器電子

AGP 圖形加速接口

帶固定夾的AGP插槽

目前大多數顯卡都使用圖形加速接口(AGP),少數電腦(大多歷史悠久)還在使用PCI接口顯卡。而新一代的PCI Express (PCIe)接口來勢洶洶,大有取代AGP之勢。注意:PCI Express為串行總線,而PCI(不帶Express)是並行總線,二者完全不同。

上為AGP顯卡下為PCI Express顯卡,注意二者金手指部分的顯著不同

工作站主板採用AGP Pro插槽,能為電源需求很大的OpenGL顯卡提供額外電力,同時這種接口也可接插主流顯卡。不過,AGP Pro沒有被廣泛接受,目前的高端顯卡要麼採用獨立的電源供應,要麼在顯卡上設計額外的電源接口。

高端顯卡通過傳統的4針或6針D型電源接口提供額外供電

PCIe顯卡上常見的Molex 6針電源接口

AGP倍速及對應帶寬

注意:AGP接口有兩種電壓標準:AGP 1X和2X採用3.3V,而AGP 4X和8X只支持1.5V。另外還有一種通用AGP卡可適應兩種電壓。AGP插槽內合適位置有分隔,防止AGP顯卡被插入不兼容的插槽中。

最上面是金手指左側有缺口的的3.3V AGP顯卡,中間是金手指有兩個缺口(一個針對AGP 3.3V,另一個針對AGP 1.5V)的通用AGP顯卡,最下面是金手指右邊有缺口的1.5V AGP顯卡。

PCI Express:串行總線

PCI Express X16插槽(圖片上方)和2個2 PCI Express X1插槽(圖片下方)

用於nVIDIA SLI顯卡的PCI-Express雙插槽,中間是一個較小的PCI Express x1插槽

PCI Express是一種串行總線,而PCI-X(請見下文詳解)或PCI都是並行總線接口。

PCI Express (PCIe)是用於顯卡的最新接口界面,也可用於連接其它板卡,不過目前此類板卡還非常少。理論上,PCIe X16能提供接近兩倍於AGP 8X的單向傳輸帶寬,但實際上,帶寬上的優勢並未被當今的顯卡完全利用。

AGP顯卡(圖片上方)和PCI-Express顯卡(圖片下方)

下圖從上到下依次為:PCI Express x16,兩個PCI,PCI Express x1

PCIe通道數及對應帶寬

PCI和PCI-X:並行總線

PCI是用於連接PC各種板卡的總線標準,比如網卡、Modem卡、音效卡和視頻編輯卡等等。

主流主板上大多採用32位,33MHz,2.1版的PCI接口,可以提供最高133MB/s的帶寬。有些主板還具備66MHz的2.3版PCI,不過目前符合該規範的產品不多。

並行PCI總線的另一個發展方向是PCI-X。這種插槽在工作站和伺服器主板上很常見,SCSI控制器和多埠網卡需要這種高帶寬界面。舉例來說,64位,133MHz的PCI-X 1.0可以提供1GB/s的帶寬。

PCI 2.1規範目前支持3.3V電壓。插槽左邊的分隔能防止老型號5V PCI板卡(圖中所示)的錯誤插入

這張顯卡金手指左側有缺口,能正確插入3.3V PCI插槽

插入64位PCI-X插槽的RAID控制卡

下圖上方為一條32位PCI插槽,下面是3條64位PCI-X插槽,最下方的綠色插槽支持ZCR(Zero Channel RAID)

術語表:PCI = Peripheral Component Interconnect 周邊組件連接界面

電源接口及ATX標準

電源插頭

AMD/Intel平臺ATX電源規範

24針的擴展ATX(Extented ATX)電源插頭

20針ATX主板電源接口

20針ATX電源線

6針EPS接頭

已經很難看到的軟碟機電源線

20/24針可分離式主板電源接頭(ATX或EATX)

錯誤示範!可別把20/24針可分離式電源接頭的4針擴展接頭插進12V輔助(AUX)電源接口中(一般來說那個接口也比較遠你夠不著)。這個傢伙要麼成為Extended ATX電源接頭的一部分,要麼完全無用(在使用20針ATX電源接口的主板上)。

這個單獨的4針電源線才屬於12V輔助(AUX)電源接口,很容易識別:兩根黃色和兩根黑色電線

有些主板還需要這樣的一個D型電源接頭額外供電

最後來個總結。

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