Stavíme si počítač

Vítejte u prvního dílu seriálu, který vás provede stavbou osobního počítače, tedy jeho hardwarem. Stavba počítače je poměrně jednoduchá a velmi zajímavá činnost, kterou si čas od času může dopřát úplně každý. Právě tento seriál je určen všem nadšencům, kteří si doma staví PC, své PC modifikují nebo přemýšlí o tom, že tuto slast tentokrát nepřenechají technikům, ale dopřejí si ji sami. V jednotlivých dílech si vysvětlíme z čeho se počítač skládá a podle jakých kritérií vybírat jeho komponenty.

Osobní počítač (PC)

Téměř všechny současné osobní počítače se vyznačují podobnou konstrukcí i principem, který si dnes představíme. Abychom věděli, proč počítač vypadá zrovna tak, jak vypadá, udělejme si takový rychlý úvod do historie.

V minulosti prošly osobní počítače poměrně bouřlivým vývojem, než se ustálil standard PC. Asi se nemá smysl rozepisovat o sálových počítačích, kalkulačkách a dalších předchůdcích dnešních PCčkek. Nás bude zajímat hlavně doba, kdy se počítače začaly dostávat masově do firem a domácností, mezi běžné uživatele. A vyskytovaly se v takových podobách, že byste je možná ani nepoznali. Byla to 80. léta 20. století. Trhu dominovalo hned několik nadějných značek, např. Commodore, Apple, IBM PC, Sinclair, Atari nebo Amiga. Těmto létům se někdy přezdívá "doba válek osobních počítačů".

Konstrukce těchto počítačů se lišila podle výrobce. Např. počítač Commodore 64 (obrázek níže) byl zabudován celý v klávesnici a prodával se v milionech kusů za rok.

Válku nakonec vyhrálo IBM (IBM PC) a to proto, že přišlo s takovým návrhem osobního počítače, který nebyl uzavřený a umožnil do něj vyrábět různým výrobcům jednotlivé komponenty. Vznikl tedy standard PC, soustava jednotlivých komponent od různých výrobců, které lze samostatně zakoupit a složit z nich funkční osobní počítač. Standard se dotkl nejen návrhu počítače, ale i jeho operačního systému, kterým byl v té době MS-DOS. Ano, toto je právě ten moment, kdy se Billu Gatesovi podařil obchod století a kdy spolu s masovým rozšířením IBM PC rozšířil i "svůj" operační systém MS-DOS, který předtím levně nakoupil jako QDOS. Ale to jsme od hardwaru odbočili, vraťme se zpět 

Na obrázku výše je jedno z prvních IBM PC. Všimněte si, že se v té době používaly spíše desktopové konstrukce skříně, kde byl počítač pod monitorem. Dnes dominují různé druhy tower skříní, které se umisťují pod pracovní stůl.

Určitě však víte, že např. Apple používá odlišnou koncepci a to tzv. "all in one", kde je celý počítač zabudován v monitoru. Některé domácí počítače, určené pro přehrávání multimédií, mají opět jinou konstrukci. A potom jsou zde samozřejmě notebooky a tablety, případně mobilní zařízení. My se v seriálu budeme zabývat stavbou klasických PCček do tower skříní a postupně si řekneme vše potřebné ke všem důležitým komponentám.

Počítačová skříň (case)

Dnešní díl započneme popisem počítačové skříně, které se často říká "case". Když opomeneme, že skříň obsahuje zdroj a zapínací tlačítko, není teoreticky pro funkci počítače potřebná. Jedná se o kovovou konstrukci, která má za úkol držet všechny komponenty počítače pohromadě. PC si můžete postavit i na stole, když např. jen něco testujete. Ve výsledku to vypadá potom třeba takto:

Povětšinou však nechceme, abychom o něco při běhu PC zavadili a komponentu tak zničili. Když totiž za běhu něco odpojíte (např. RAMku), velmi pravděpodobně "odpálíte" třeba základní desku (vlastní zkušenost). Proto PC sestavujte vždy vypnuté a při jeho provozu nemanipulujte s jeho vnitřním hardwarem! Case těmto případům zabraňuje, jelikož jak jsme si již říkali, drží vše pohromadě.

V minulosti se používaly poměrně těžké kovové skříně, hlavně v desktopovém provedení. Dnešní towery jsou již velmi lehké.

Zde je vidět levý bok mého osobního počítače, na kterém právě píši článek:

Vlevo nahoře se nachází zdroj. Vpravo dole pevné disky (nahoře HDD, pod ním SSD). Na základní desce jistě nepřehlédnete masivní chladič a pod ním grafickou kartu.

Zdroj

Velmi důležitou součástí case je napájecí zdroj (power supply). Je to skříňka v horní zadní části case, kterou obvykle koupíte již se skříní. Zdroj lze z case vyndat a vyměnit např. za silnější. Samotný zdroj nikdy nerozebírejte, je v něm vysoké napětí a interakce s ním není úplně příjemná (další vlastní zkušenost). Na dolní straně zdroje se nachází ventilátor, slabší zdroje ho mít nemusí.

Zdroj se někdy vkládá i na dno skříně, teplo stoupá vzhůru a odvádí se centrálně ventilátorem.

Na zadní straně má zdroj konektor na klasický napěťový kabel (230 V) a obvykle i vypínač, kterým lze z bezpečnostních důvodů zdroj vypnout. Současné zdroje používají totiž technologii ATX, kdy jsou aktivní i když je PC vypnuté. To aby mohly zareagovat na povel k zapnutí. V minulosti se používaly tzv. AT zdroje s výkonem kolem 200 W. Zapínací tlačítko bylo napojené přímo na napájecí kabel a o přívodu proudu počítač vůbec nerozhodoval (např. operační systém nemohl počítač na povel uživatele vypnout).

V dnešní době vzrostl výkon zdrojů na hodnoty kolem 500 W. Důvodem je samozřejmě vysoký výkon procesorů a to jak CPU, tak především GPU (grafických karet), pro které se dokonce vyčlenilo přídavné napájení. Pokud máte někde v záloze např. starý zdroj, třeba i ATX, 250-350 W, je pro dnešní PC většinou nepoužitelný. Jedině, že by se jednalo o nějaké kancelářské PC bez grafické karty a se slabším procesorem. Většina zdrojů je navíc velmi nekvalitních a je pravděpodobné, že by mohly při přetížení odpálit nějaký hardware (opět vlastní zkušenost). Vždy používejte zdroj dostatečně silný, aby utáhl odběr jednotlivých komponent. Díky rezervě zdroj také nejede pořád na plný výkon a zvyšuje se jeho životnost. Kromě celkové wattáže zdroje by měl zdroj poskytovat i kolik ampér dokáže dodat do jednotlivých větví. To je důležité např. pro grafickou kartu, která toto specifikuje. Každopádně koupí silného zdroje se těmto problémům vyvarujete.

Ze zdroje poté vede velké množství kabelů s různými typy konektorů pro napájení různých komponent:

Červený drát označuje +5 V, žlutý + 12 V. Ty černé jsou zem. Další barvy jsou speciální napětí, která pro vás obvykle nebudou důležitá. Voltáže jsem zmínil hlavně z toho důvodu, že např. molex je oblíbený zdroj napětí pro různé LED pásky a další zařízení pro tunning vašeho PC. Pokud se vám někdy podaří zdroj zkratovat, obvykle obsahuje tavnou pojistku, která se pod vysokým (zkratovým) proudem roztaví a zdroj vypne. Ačkoli to vypadá, že jsme zdroj odepsali, za chvíli se pojistka zas slije a zdroj začne pracovat.

Uchycení základní desky

Na pravý bok skříně (case) se umístí základní deska a to pomocí šroubů a distančních matic (sloupků). Do ní se poté vloží další komponenty, hlavně grafická karta, která se zajistí šroubem. Zadní strana case obsahuje otvory na jednotlivé komponenty a na konektory základní desky. Otvor pro periferie je vyříznutý jako větší obdélník, do kterého se vloží záslepka. Tu získáte se základní deskou v podobě rámečku s otvory přesně tam, kde se nacházejí konektory desky. Podrobnější informace a obrázky si ukážeme příště.

Přední panel

Na předním panelu case se nacházejí zapínací tlačítko (power) a reset tlačítko. Z těchto tlačítek vedou kroucené kabely, které později připojíme k základní desce. Na panelu obvykle nalezneme i zdířky pro sluchátka a mikrofon (3,5 jack) nebo přední USB porty, které opět připojíme na motherboard. V horní části se nacházejí záslepky pro dnes již ne příliš populární optické mechaniky. V minulosti zde byl prostor i pro 3,5" disketové mechaniky (FDD). Před vložením optické mechaniky je někdy (pokud má case dvířka) nutné přední panel odejmout, je přidělán šrouby nebo plastovými úchyty, které stisknete.

Výběr

Výběr skříně je zejména otázkou vkusu. Již dávno nevypadají jako ty bíle, kancelářské krabice, ale dělají se v opravdu zajímavých designech. Stejně si však dejte pozor na následující parametry:

Šířka skříně - Za současných technologií se bohužel s výkonem procesorů zvyšují i tepelné ztráty. Výsledkem je nutnost stále efektivnějšího chlazení a obvykle stále vyšších chladících žeber (pokud nechladíte vodou, což je však ve většině situací zbytečné). I když se počítače zmenšovaly, nyní se kvůli tomuto problému paradoxně opět trochu zvětšují. Svou skříň (šířka 18cm) neuzavřu levou bočnicí, protože zde několik mm přečnívají vrcholy heatpipes z chladiče. Vyplatí se tedy myslet i na místo na chlazení. Chladiče ovlivňují svou velikostí i další komponenty, např. paměti RAM. O tom ale až dále v seriálu.

Výkon zdroje - Určitě se podívejte na výkon zdroje, měl by být kolem 500 W, vyplatí se koupit raději silnější (např 650 W), v budoucnu budete pravděpodobně upgradovat např. grafickou kartu.

Co se týče kvality zdroje, tak dražší zdroj vám samozřejmě zajistí vyšší ochranu před přepětím, přetížením a i nižší spotřebu. Pokud hodláte kupovat opravdu kvalitní komponenty, určitě kupte i kvalitní zdroj a to zvlášť (ne s case, ty jsou průměrné nebo spíše podprůměrné). Vyvarujete se toho, že vám zdroj za pár set Kč zničí grafickou kartu za 10.000 Kč. Kvalitní zdroje jsou obvykle: Enermax, Seasonic, Corsair nebo Fortron. Pro levné počítače stačí zdroj, který koupíte s case.

Základní deska

V minulém dílu našeho seriálu o stavbě počítače jsme si udělali úvod do konstrukce PC a řekli jsme si něco o počítačové skříni (case). V dnešním dílu se budeme věnovat základní desce, která je již podle názvu naprostým základem každého počítače.

Základní deska propojuje všechny komponenty PC a zajišťuje jejich vzájemnou funkčnost. Jedná se o tištěný spoj, který obsahuje převážně konektory (ať již socket, sloty, napájení,...). Na ty se připojují jednotlivé součásti počítače.

Historie

Základní desky byly v minulosti velmi jednoduché. Procesor byl malý čip bez chladiče, jednoduše přiletovaný na tištěný spoj. Všechna další zařízení, jako např. zvuková karta, grafická karta nebo dokonce diskový řadič, se musela připojit pomocí slotů (v té době výhradně slotů ISA).

Dnešní základní desky v sobě běžně obsahují prakticky celý počítač, kromě operační paměti a procesoru. Zvuková karta, grafická karta, síťová karta, řadiče, to vše na ni nalezneme. Všechna tato zařízení lze totiž vyrobit již tak miniaturní, že není důvod, abychom je museli po jednom kupovat a připojovat. Stejně je většinou všechny potřebujeme.

Grafickou kartu obvykle však kupujeme ještě jednu a to kvůli výkonu. Integrované řešení na základní desce (nebo čím dál častěji přímo v procesoru) je myšlené pouze na kancelářské aplikace. A kdo si rád občas nezahraje nějakou tu hru? Grafické karty jsou dnes již tak složité, že se jedná v podstatě o další motherboard s procesorem, někdy i výkonnějším, než je ten primární. Ale o tom až později, v dílu o grafických kartách.

S rostoucím výkonem procesorů roste bohužel také potřeba stále efektivnějšího chlazení. Dnešní počítače potřebují obvykle opravdu masivní chladiče, aby byly vůbec schopné provozu. Je to způsobeno tím, že taktovací frekvence dospěly již do takových výšin, že je omezuje samotná rychlost elektrického proudu (elektronů). Čipy se musí stále více a více miniaturizovat, aby měly elektrony kratší dráhu a rychleji čipem prošly. Výsledkem je vyšší rychlost čipu, ale také řádově vyšší produkce tepla. Kde dříve nebyl žádný chladič je dnes nasazena žebrovaná kostka o hraně 10cm s vrtulí ventilátoru o průměru 10 cm. Mezi produkcí tepla jednotlivých procesorů je obrovský rozptyl. Pohybuje se obvykle mezi 50-120 W a kupodivu nezáleží ani tolik na rychlosti procesoru jako na jeho kvalitě, tedy na postupech, jakými byl vyroben. Je dobré si zjistit jak šetrně daný model zachází s energií, kterou mu dodáváme. Ale k tomu se vrátíme u samostatného dílu, věnovanému procesorům.

Čipsety

Základní desku v minulosti řídily 2 čipy - Northbridge a Southbridge (česky někdy překládané jako severní a jižní můstek), kterým se dohromady říkalo chipset. Můstky proto, že čipy zajišťovaly komunikaci mezi jednotlivými komponentami základní desky. Severní a jižní je odvozeno podle jejich pozice na desce.

Northbridge zajišťoval komunikaci mezi procesorem (CPU), operační pamětí (RAM) a grafickou kartou. Pro stále vyšší výkon a objem přenesených dat však začal představovat úzké hrdlo a proto se začal integrovat přímo do CPU.

Southbridge se stará o I/O operace (vstup/výstup). Zprostředkovává komunikaci mezi disky, USB, LAN, audio... Na desce ho nalezneme jako čip s pasivním chladičem.

Zásady práce s elektronikou

Jelikož se dostáváme k práci s otevřenou elektronikou, měli bychom si zmínit, jak s ní pracovat.

Statická elektřina

Jistě všichni znáte statickou elektřinu, když si oblékáte svetr a potom někomu podáte ruku, občas oba ucítíte jemný výbor a uslyšíte jiskření. Pro složité elektronické součástky je však statická elektřina velmi nebezpečná. Proto nikdy počítač nesestavujte ve svetru nebo v oděvu, jehož tření vás nabíjí statickou elektřinou. Vyvarujte se pokládání hardwaru na vysoký koberec a dotyku se zvířaty během montáže PC. Před manipulací s elektronikou byste se měli nejprve vybít, čehož docílíte dotknutím se něčeho kovového (např. futra od dveří).

Části počítače nikdy nevkládejte do igelitových tašek, mikrotenových sáčků nebo bublinkatých obálek. Pro jejich uchování a transport slouží speciální antistatické materiály, ve kterých je většinou koupíme. Můžete si je z balení schovat pro pozdější užití.

Zkrat

Základní desku nikdy nepokládejte částí spojů na cokoli vodivého nebo železného, obsahuje v sobě baterii a i když je vypnutá, určitá její část je v provozu a mohla by se zkratovat.

Že počítač montujeme pouze v případě, když je vypojený z elektrické sítě, jsme si zmínili již minule.

Sloty a konektory

Níže je uvedený obrázek typické základní desky, konkrétně modelu Gigabyte GA-B75-D3V. Zvýraznil jsem na něm většinu slotů a konektorů, které si nyní popíšeme a vysvětlíme si co do nich zapojit. Jednotlivé části desky jsem očísloval přibližně tak, v jakém pořadí bych do nich komponenty zapojoval.

1. RAM

Sloty pro operační paměti RAM jsou obvykle 4 a jsou barevně odlišené kvůli technologii Dual channel. Technologie umožňuje komunikaci mezi pamětí a řadičem ve dvou kanálech, čímž zajistí vyšší rychlost. Pro ideální využití výkonu bychom měli vložit vždy 2 stejné paměti RAM do slotů stejné barvy. Pár pamětí by měl mít vždy shodnou kapacitu i rychlost. Moderní desky podporují i Quad channel, který má kanály 4 a řadič tak dokáže přistupovat hned ke 4 pamětím najednou.

Pro vložení paměti je třeba nejprve rozevřít plastové zámečky po stranách slotu. Jaké paměti do desky můžeme vložit je v její specifikaci, shora je omezena maximální kapacita (např. max 4x 8GB) a frekvence paměti (např. 1600 MHz). Důležité je také napětí pamětí (obvykle 1.5 V). Dnes se využívají paměti DDR (verze DDR3), které jsou zpětně kompatibilní, nicméně na staré desce poběží paměť pomaleji.

2. CPU socket

Klíčovou roli hraje při výběru základní desky typ procesoru, který na ni chcete provozovat. Socket označuje patici, do které je čip s CPU zasazen. Každý výrobce procesoru (tedy Intel a AMD) používá různé sockety pro různé procesory. Popisovaná základní deska podporuje socket 1155, což je socket procesorů Intel i3, i5 a i7. Základní deska je tedy téměř vždy vázána na výrobce procesoru a na řadu procesorů. Výběr procesoru přenechme na samostatný díl.

Procesor do patice vložíme tak, že otočíme páčkou vedle, čímž se patice rozevře. Vložíme do ni čip a páčku opět stlačíme. Vše musí jít hladce, pokud ne, vložili jste čip špatně.

POZOR! Ventilátor chladiče je třeba připojit konektorem k základní desce (2b). Při spuštění počítači vždy zkontrolujte, zda se ventilátor otáčí! Když ho zapomenete připojit, procesor zničíte!

Pokud jste si pořídili nějaký kvalitnější a silnější chladič, dostali jste s ním také kovový držák chladiče, pomocí kterého se přichytí k základní desce. Na desce je od výrobce obvykle kolem socketu již plastový držák pro standardní boxované chladiče, který je nutné odmontovat a nahradit. Držák je připevněn i ze zadní strany desky.

3. Otvor

Základní desku uchytíte k boční stěně casu. Do case na daná místa nejprve přišroubujete distanční matice (sloupky), které jsou buď kovové nebo plastové. Rozmístění matic záleží vždy na konkrétní konstrukci desky a casu, jednoduše je zašroubujte tam, kde je v case i v desce otvor.

Pokud je na základní desce otvor, pod kterým na case není závit, lze do něj umístit plastovou podložku, o kterou se deska na daném místě opře.

Před umístěním základní desky do case vložíme do zadní stěny záslepku, kterou jsme dostali se základní deskou. Je to kovový rámeček s otvory na konektory pro periferie.

Desku nyní vložte do case a do otvorů nad maticemi našroubujte šrouby. Pod šrouby můžete vložit i podložky. Dotahujte s citem.

Ve finále by měla být deska pevně uchycena a neměla by se na žádném místě výrazně prohýbat, když na ni zatlačíte.

V minulém dílu našeho seriálu o stavbě počítače jsme začali s popisem základní desky (motherboard). Připomeňme si obrázek se zvýrazněním pro nás důležitých částí a v popisu pokračujme.

4. Tlačítka

Na vyznačený konektor připojte kabel s vývody tlačítek z předního panelu case. U starších modelů case a desek se musely zapojovat jednotlivé konektory podle manuálu, dnes jsou všechny vývody v jednom konektoru.

5. USB

Z předního panelu case vedou obvykle také vývody z USB konektorů, které do desky zapojte.

6. Napájení

Připojíme hlavní a dodatečné napájení (pokud ho deska potřebuje). Konektory musí docvaknout, občas to jde ztuha. Pozor na prohýbání desky.

7. SATA

Porty SATA slouží pro připojení pevných disků. Některé základní desky obsahují i sloty pro mSATA, což je zmenšené provedení pro připojení ultrabookových SSD disků. Celý disk je potom reprezentován jen jako miniaturní karta.

Sloty pro karty

Základní deska obsahuje několik slotů pro připojení dalších interních zařízení. Ta se do počítače vkládají jako "karty", kolmo k základní desce. Konektory karty vyčnívají průřezem v zadní straně case. Ten je většinou od výrobce zakrytý naříznutým plechem a je ho třeba nejprve vylomit. Karta se poté zajistí jedním šroubem z vrchu.

8. PCI Express

Slot PCI Express se vyznačuje vysokou rychlostí a slouží pro připojení grafické karty. Všimněte si, že slot má na zadní straně zámeček. Páčku je potřeba pro vyjmutí karty nejprve stisknout.

9. PCI

Sloty PCI slouží pro připojení běžnějších zařízení, u kterých není rychlost příliš podstatná. Moderní základní desky již mají jen jeden nebo 2 sloty, protože je stejně většina zařízení integrována v desce a další rozšiřování tedy není obvyklé.

10. PCI Express x1

PCI Express x1 je modernější rozhraní pro připojení běžných zařízení na základní desku. Můžeme zde připojit např. kvalitnější zvukovou kartu s pozlacenými zdířkami.

11. Periferie

Konektory pro periferní zařízení zapadnou do záslepky, kterou jsme do casu vložili v bodě 3.

Zleva vidíme konektory pro audio (3x jack pro sluchátka, mikrofon, line in), dále síťový konektor pro LAN (internet), USB a DVI konektor pro monitor. Monitor je obvykle možné připojit i na starší VGA konektor vedle. Poslední neoznačený konektor je PCI, do kterého se v minulosti zapojovala klávesnice a myš. Ještě dříve se klávesnice zapojovala do portu DIN a myš do portu COM, který na této desce můžeme zahlédnout vlevo nahoře, konektor se připojuje externě pomocí kabelu. Moderní klávesnice a myši se zapojují do portu USB.

BIOS a UEFI

Na základní desce se nachází ROM paměť s tzv. BIOSem (tento čip lze na desce zahlédnout). BIOS je zkratka z Basic Input/Output System, tedy základní vstupní/výstupní systém. Jedná se firmware, který umožňuje uživateli s počítačem pracovat, i když v něm ještě není zavedený operační systém. Obsahuje tedy základní logiku pro ovládání klávesnice, obrazovky a dalších komponent počítače. Jeho účelem je otestovat hardware (pomocí tzv. POST testu) a zavést operační systém. Operační systém poté nemusí pracovat přímo s hardwarem, ale využívá služby BIOSu.

Chybová hlášení

BIOS produkuje také různá chybová hlášení o tom, že nějaká komponenta počítače nefunguje. Většinu chyb uvidíte na obrazovce po spuštění POST testu (to je ta černá obrazovka těsně po zapnutí PC, někteří výrobci PC ji zakrývají svým logem, takže není vidět).

Co se ale stane, když v počítači není např. monitor? Vypsat hlášku by v tomto případě nemělo valný smysl. Základní deska obvykle zapípá pomocí reproduktoru, který je napájený přímo na ní. V minulosti byl tento PC speaker jako periferie a součásti skříně. K základním deskám dodává výrobce poměrně vyčerpávající manuál, kde se lze dočíst co které zapípání znamená. Některé vyspělé základní desky disponují segmentovým displejem, na kterém se zobrazí číselný kód chyby, který následně stačí najít v manuálu. Můžete tak zjistit, že je např. vadná paměť RAM nebo že jste ji tam prostě zapomněli vložit.

Setup

BIOS v sobě zahrnuje také program Setup. Jedná se o utilitu, typicky v textovém režimu a s modrou barvou, která umožňuje počítač jednak nastavovat a také ukazuje základní údaje ze senzorů (teploty a napětí). Na úvodní obrazovce se obvykle zobrazí jakou kombinací kláves se do setupu dostaneme. Pro můj BIOS (a asi i pro většinu ostatních) je to klávesa delete.

Do Setupu nás obvykle uvítá menu. Můžeme si zde vybrat do jaké sekce s nastavením vstoupíme.

Ve standard CMOS setup nastavíme základní věci, jako datum a čas a disky. V minulosti se u disků musely ručně nastavovat jejich parametry od výrobce (sektory, cylindry, hlavy...). Později začaly BIOSy disponovat autodetekcí těchto informací a dnes si BIOS po spuštění disky jednoduše detekuje a uloží, aniž bychom se o ně museli starat. Na obrazovce vidíte, že mám SSD Corsair Force GS a k tomu ještě klasický plotnový Samsung.

Asi úplně nejdůležitější pro nás bude nastavení bootovací priority jednotlivých zařízení. Na nový počítač budeme instalovat operační systém a to buď z disku DVD nebo z flash disku. Druhá možnost je čím dál častější, jelikož optickou mechaniku má v dnešní době již jen minimum počítačů. DVDčko nebo USB flash disk musíme posunout na první prioritu. Jinak se BIOS pokusí bootovat nejprve z disku a ohlásí chybu, že nenalezl operační systém. Ve výchozím nastavení budete mít první většinou disk, viz můj obrázek výše.

Většina BIOSů má dnes také klávesou zkratku, pomocí které lze jednorázově bootovat ze zařízení, které si vyberete. Můj ji má pod klávesou F12 (viz druhý screenshot z BIOSu).

V Setupu můžeme dále taktovat náš procesor, tedy nastavit mu vyšší frekvenci, než na jakou byl stavěný. To se projeví vyšší rychlostí počítače, ale také vyšším zahříváním CPU a v případě velmi vysokých hodnot i běhovými chybami. K taktování se ještě dostaneme u procesorů.

Pozn.: Některá nastavení, která můžeme dnes učinit v Setupu, se dříve musela nastavovat manuálně pomocí tzv. jumperů. Jumpery jsou malé konektory, které slouží ke zkratování dvou pinů a jejich polohou se základní desky nastavovaly. Nalezneme je ještě na optických mechanikách.

V další sekci se můžeme podívat na teploty a přesné hodnoty napětí ze zdroje. Je dobré zde nastavit, aby nás BIOS v případě velmi vysoké teploty procesoru varoval. Toto nastavení je v základu většinou vypnuté, asi abychom si častěji kupovali procesory 

V BIOSu můžeme i zaheslovat počítač, který bez hesla poté nenabootuje operační systém. Všechny provedené změny je třeba uložit pomocí možnosti Save v menu.

UEFI

BIOS je v posledních letech pomalu nahrazován tzv. UEFI (jednotné firmwarové rozhraní). UEFI je nasazováno z důvodu zastarání původního BIOSu, který byl 16ti bitovým softwarem. Místo textového rozhraní poskytuje rozhraní grafické. Dále podporuje nové technologie, jako např. Secure boot, která umožňuje kontrolovat digitální podpis u zaváděných softwarových komponent.

Flashování

Výrobci základních desek pro BIOS vydávají aktualizace, lze ho tzv. flashovat, čímž se zpřístupní nové funkce nebo můžeme získat kompatibilitu s novými technologiemi. S flashováním BIOSu je také spojeno určité riziko, když ho provedete špatně, BIOS poškodíte a jelikož je bez něj počítač nefunkční, těžko ho znovu nahrajete. Tento problém řeší technologie Dual BIOS, kdy jsou na základní desce BIOSy 2 (primární a záložní). Pokud primární BIOS poškodíte nepovedeným updatem, můžete přepnout na záložní a chybu opravit.

Výběr základní desky

Při výběru základní desky zohledněte tato kritéria:

Socket - Základní desku vybírejte zejména podle typu procesoru, který chcete ve svém počítači mít. O výběru procesoru si řekneme hned v příštím článku.

Integrované komponenty - Již víme, že v sobě dnešní základní desky obsahují integrované komponenty. Většina desek je má však poměrně nekvalitní. Hovoříme zejména o zvukové kartě, protože tu grafickou obvykle nahradíme. Pokud ne, bude nás zajímat např. jaké má konektory. Na základní desce by se měla nacházet i Wifi, zkontrolujte si to.

• Deska by měla mít co nejvíce USB 3.0 portů.
• Deska by měla podporovat Dual BIOS.
• Zkontrolujte si napětí a taktovací frekvenci pamětí RAM, většina dnešních pamětí běží na 1600 MHz a 1.5 V (ale pozor, jsou i pro 1.65 V). Deska by měla podporovat DualChannel nebo rovnou QuadChannel.

Zajímavá je technologie SLI (Nvidia) nebo CrossFireX (AMD), která umožňuje zapojit paralelně 2 grafické karty za účelem zvýšení výkonu. Ta je ovšem určena pro majetnější uživatele.

Procesor (CPU)

Procesor, zkráceně CPU (Central Processing Unit), je často laicky označován jako "mozek počítače". Jedná se o mikročip, který dokáže rychle provádět jednoduché logické operace, kterým se říká instrukce. Pomocí instrukcí jsou potom zapsané počítačové programy (software). Ty se nahrají do paměti a procesor jejich instrukce postupně spouští, čímž se vykonává běh programu. Ačkoli se seriál zabývá převážně stavbou počítače, přišla mi historie a vnitřní stavba procesorů natolik zajímavá, že jsem ji věnoval tento díl.

Historie

První počítače nebylo možné vůbec programovat. Byly jednoduše postavené tak, aby vykonávaly jednu určitou úlohu. Nejslavnějším z těchto počítačů je bezpochyby ENIAC, který byl vytvořen ve 40. letech 20. století americkou armádou. Vážil 30 tun a zabíral 180m2. Úlohou počítače byl výpočet balistických křivek střel, díky čemuž bylo možné přesně sestřelit nacistické letadlo. Počítač s ohledem na rychlost střely, její dráhu a rychlost letadla vypočítal bod na obloze, na který se má vystřelit. Než na místo střela doletěla, doletělo tam i letadlo. Později byl počítač použit např. pro vývoj nukleárních zbraní.

Foto: corbisimages.com

Prvním programovatelným počítačem byl Colossus, který byl použit k dešifrování nacistických rádiových přenosů (Lorenzova šifra). Říká se, že pomohl velkou měrou vyhrát válku a nacisté neměli nikdy tušení o tom, že jsou jejich zprávy čteny spojenci. Ačkoli počítač pracoval s děrnými štítky, programoval se pomocí přepínačů a přepojování jednotek.

Instrukční sada

Postupem času vznikly tzv. instrukční sady, což je seznam instrukcí, které umí procesor vykonat. Počítače se tak staly naprosto univerzální a mohly vykonávat jakoukoli činnost, která jim byla předána jako posloupnost instrukcí na nějakém médiu. Procesor četl kódy těchto instrukcí a vykonával je. Jedním z prvních počítačů tohoto druhu byl EDVAC.

Mezi ty nejzákladnější instrukce procesoru patří např: čtení a zápis z/do médií, aritmetické operace (sčítání, odčítání, násobení, dělení), porovnávaní nebo podmínečné spuštění instrukce. Každý počítačový software, jakkoli složitý, se ve finále skládá z velkého počtu těchto jednoduchých instrukcí, které jsou postupně vykonávány.

V současné době používají osobní počítače instrukční sadu x86, nejčastěji v 64bitové verzi. Tu podporují všichni výrobci procesorů a právě díky tomu si např. Windows nainstalujeme jak na procesor AMD, tak na procesor Intel. Za zmínku stojí, že většina mobilních zařízení používá architekturu ARM. Proto si aplikace z PC nespustíme na telefonu, pokud je pro něj někdo neupraví. Instrukční sadě se často říká architektura.

Tranzistory

Samotnou logiku počítače dříve vykonávalo velké množství mechanických přepínačů. Ty byly náročné na údržbu, pracovaly pomalu a často chybovaly. Proto byly postupem času nahrazeny elektronkami (vakuovými trubicemi), kde byl mechanický kontakt nahrazen elektronickým. S dalším vývojem byly stále ještě nespolehlivé elektronky nahrazeny tranzistory, které se dále začaly shlukovat do tzv. integrovaných obvodů. V dnešní době jich není problém naskládat několik miliard do čipu o velikosti několika mm2. Tento čip nazýváme mikroprocesor. Při architektuře ENIACu by tento náš domácí procesor zabíral 25km2 a k napájení by potřeboval několik elektráren.

K historii bych ještě rád zmínil, že než bylo technologicky možné vyrobit levný osobní počítač, používaly se tzv. mainframy. Jednalo se o výkonné počítače, ke kterým bylo připojeno několik terminálů, pomocí kterých s počítačem najednou komunikovalo několik uživatelů. Některé mainframy dodnes řídí banky nebo letiště.

Vnitřní stavba mikroprocesorů

Čip s procesorem je rozdělen do několika částí, v dnešní době to jsou obvykle tyto:

Jádra

Jeden tranzistor v procesoru měří okolo 30nm. Tento údaj uvádí výrobce u každého procesoru. Zmenšovat je je stále těžší a těžší. Dalším limitem je rychlost samotného elektrického proudu. Z tohoto důvodu jde vývoj procesorů nejen cestou stále obtížnějšího zvyšování počtu tranzistorů a taktovací frekvence, ale také cestou zvyšování počtu jader. Procesor v sobě jednoduše řečeno obsahuje několik podprocesorů.

Různé aplikace potom využívají různé čipy a počítač funguje rychleji. Ačkoli je to poměrně komplikované, může jedna aplikace používat i více jader a fungovat potom rychleji (dělá to např. webový prohlížeč).

V současné době se vyskytují procesory s obvykle 4mi jádry.

ALU

ALU (aritmetická a logická jednotka) je část jádra, zodpovědná za vykonávání instrukcí.

Registr

Každé jádro obsahuje tzv. registr. Jedná se o extrémně rychlou paměť, které je také omezené množství. Právě sem si procesor přehraje data aplikací, se kterými momentálně pracuje, aby k nim měl rychlejší přístup, než např. z RAM.

Cache

Jakmile potřebuje jádro nějaká data velmi často, je pro něj nevýhodné sahat stále znovu a znovu do paměti RAM. A registr je omezený, může obsahovat pouze data nutná pro běh aktuálních programů. Proto existuje další stupeň mezipaměti - cache. Ten má ještě 3 stupně - L1, L2 a L3. (L1 a L2 by měly být rychlé, L3 hlavně velké) Rychlost i kapacita cache se pohybuje mezi RAM a registry. Cache jsou většinou sdílené mezi jádry.

RAM a pamětem v CPU se někdy dohromady říká primární paměť. Pevné disky jsou poté paměť sekundární.

Grafický procesor

Dříve byla grafická karta integrována na základní desce, novější procesory ji mají stále častěji přímo v sobě. Umí s ní však pracovat jen některé základní desky. Jak jsme si říkali minule, základní desku vybíráme pečlivě podle typu procesoru, který v ní chceme používat. Tyto integrované GPU nejsou zatím tolik výkonné, jako plnohodnotné grafické karty, nicméně se velmi zlepšují a je na nich možné hrát i hry. Do budoucna se zdá soustředění výkonové části počítače do jednoho čipu výhodné.

Kontrolery

Procesor dále obsahuje několik kontrolerů, které řídí tok dat mezi jeho jednotlivými částmi a okolím.

Taktování

Procesor řídí hodinový obvod, který běží na určité frekvenci (clock rate). Jednoduše řečeno ho určitým tempem vybízí k vykonávání instrukcí. Čím má procesor vyšší taktovací frekvenci, tím rychleji instrukce vykonává. Taktovací frekvence byla u prvních IBM PC kolem 5 MHz. Dnes je běžně kolem 3 GHz (tedy 600x vyšší).

Posledních několik let roste frekvence již jen velmi pomalu. Důvodem je, že rychlost procesoru omezuje rychlost samotného elektrického proudu (jehož nosiči jsou elektrony). Aby procesorem elektřina rychleji prošla, musí být stále menší. A daní za miniaturizaci a soustředění výkonu do malého bodu jsou obrovské tepelné ztráty. Vyšší taktovací frekvence jednoduše nedokážeme za současných technologií uchladit. Nejvyšší dosažená frekvence je kolem 9 GHz, ovšem za nutnosti chlazení tekutým dusíkem, což je velmi nepraktické. Dalším stupněm ve vývoji procesorů již proto není zvyšování taktovací frekvence, ale zvyšování počtu jejich jader a zavádění dalších technologií, aby za stávající frekvence fungovaly rychleji.

Procesor kupujeme s předepsanou taktovací frekvencí od výrobce. Tu výrobce zjistí tak, že nový procesor podrobí sérii testů a určí za jakých podmínek funguje nejkvalitněji. Nicméně nic nám nebrání, abychom tuto frekvenci zvýšili. O procesoru se potom říká, že je přetaktovaný (overclocking). Přetaktování procesorů je rozšířené zejména mezi nadšenci a obyčejně se neprovádí. Důvodem je zejména zvýšení produkce tepla procesoru a proto je nutné pořizovat kvalitnější chlazení. Pokud to s frekvencí přeženeme, můžeme procesor i zničit. Pokud však máme s hardware zkušenosti, nemělo by se nám to stát, jelikož je jeho teplota monitorována.

Výběr procesoru

Výrobu komerčně dostupných procesorů pro osobní počítače mají na svědomí v podstatě jen 2 firmy - Intel a AMD. Ačkoli se od sebe jejich procesory odlišují, oba dodržují standard instrukcí x86 a tudíž teoreticky nezáleží na tom, jaký procesor si vybereme. Prakticky při volbě procesoru zahrnujeme tyto 3 faktory:

• Výkon
• Cena
• Produkce tepla

U výkonu nezohledňujeme jen taktovací frekvenci, ale i počet jader a technologie, které procesor podporuje.

Je asi zbytečné říkat, že budeme chtít vždy procesor s co nejvyšším počtem jader a co nejvyšší taktovací frekvencí. To platí pro oba výrobce. Také budeme chtít co nejvíce paměti cache (U cache L1 a L2 záleží na velikosti a rychlosti, u L3 hlavně na velikosti).

Další parametry záleží na konkrétním výrobci a my si je nyní popíšeme. Poté si budete schopni vybrat ten procesor, který nejlépe splňuje vaše požadavky.

Podle socketu vybraného procesoru si také pořizujeme základní desku.

Intel

Začněme výrobcem Intel. Jeho procesory jsou velmi kvalitní, produkují relativně málo tepla a často obsahují i výkonnou grafickou kartu.

Aktuální Intel procesory jsou rozděleny do 3 kategorií podle využití:

Intel Core i7 - High end (nové hry ve vysokých detailech, náročné procesy,...)

Intel Core i5 - Běžné použití (hry, internet, práce s videem,...)

Intel Core i3 - Základní použití (internet, video,...)

Kromě těchto základních kategorií se ještě setkáme s Core i5 Mobile a i7 Mobile, které jsou určeny do notebooků. A dále s řadou Xeon, která je pro servery.

Samotné modely se potom odlišují mikroarchitekturou, počtem jader a jejich frekvencí, velikostí paměti cache, přítomným grafickým čipem (GPU) a technologiemi, které procesor podporuje.

Mikroarchitektura

Mikroarchitekturou se myslí výrobní proces, který byl použit k výrobě daného procesoru. U Intelu se víceméně setkáme s těmito třemi: Sandy Bridge (velikost tranzistoru 32 nm), Ivy Bridge (22nm) a Haswell (22nm). Architektury jsou řazené podle stáří, nejnovější je Haswell. Modernější architektury jsou výkonnější a potřebují méně proudu.

Technologie

Hyper-Threading

S technologií Hyper-Threading se jádra ve vícejádrových procesorech chovají tak, jako by jich bylo ještě více. Jádro totiž zřídka kdy využije všechny prostředky a není důvod, aby jeho zbytek nebyl využíván k dalšímu účelu. Můžeme zjednodušeně říci, že se jedno jádro potom chová jako více jader (někdy hovoříme o virtuálních jádrech). Hyper-Threading určitě nezaručí, že vám počítač poběží 2x rychleji, nicméně využití zbytkového výkonu je znatelné, dochází k mnohem lepšímu využití hardwaru procesoru. Fyzicky jsou zduplikovány registry jádra.

Turbo Boost

TurboBoost umožňuje dynamicky měnit taktovací frekvenci procesoru a zrychlit ho tehdy, kdy je to potřeba. Je to vlastně automatické taktování, které jsme si minule vysvětlovali, s tím rozdílem, že procesor se po výkonu zas "zklidní" a zbytečně se nehřeje.

AMD

Procesory od AMD nabízí za stejnou cenu zdánlivě vyšší výkon (obvykle více jader nebo vyšší taktovací frekvence), než cenově podobné řešení od Intelu. Ve skutečnosti však není rozdíl tak markantní a papírově silnější AMD funguje podobně, jako papírově slabší Intel. AMD jednu dobu topily znatelně více, než Intel, dnes je snaha z obou stran minimalizovat spotřebu procesoru, přesto si myslím, že je jejich spotřeba obvykle o něco vyšší. Obecně se zdá, že se AMD používá hlavně do levnějších počítačů, ale samozřejmě to není pravidlo. Porovnat objektivně procesory AMD a Intel je velmi těžké a možná i nemožné, proto se do toho nebudu pouštět. Velkou roli hraje osobní vkus.

Setkáme se zejména s řadami:

• AMD A-Series - Procesory s CPU i GPU (dohromady označováno jako APU)
• AMD FX - Klasická linie CPU

Pro servery je určena série Opteron.

Mikroarchitektura

AMD používá aktuálně mikroarchitektury: K11 "Bulldozer" (32nm, procesory Zambezi a Interlagos) a K11 "Piledriver" (32nm, procesory Vishera, Trinity a Richland).

Turbo Core

Technologie Turbo Core je obdobná jako Turbo Boost od Intelu. Jedná se tedy o dynamické přetaktování procesoru při vysoké zátěži.

AMD používá také podobný mechanismus jako hyperthreading u Intelu, používal ho dokonce dříve.

Chlazení

Procesory neměly dříve vůbec žádné chladiče a to až do doby řad 386 (asi 40 MHz).

Chlazení vzduchem

První chladiče se začaly objevovat až na řadách 486, které pracovaly na frekvenci asi 66-100 MHz. Dříve stačily pouze pasivní chladiče v podobě kovových žeber, které chladil vzduch. U pentií přibyl nad pasivním chladičem malý ventilátor. S postupem času se začaly chladiče zvětšovat a mezi procesor a chladič se začala vkládat teplovodivá pasta. Později se do chladiče začaly přidávat ještě tzv. heatpipes (česky tepelné trubice), které zlepšují rozvádění tepla chladičem. Obecně platí, že čím větší chladič pořídíte, tím se bude moci pomaleji otáčet a tím bude tišší.

Velmi doporučuji pořídit do počítače silnější chlazení. Ta, která dostanete s CPU, jsou obvykle hlučná a velmi nekvalitní. Časem se zanáší prachem, zpomalují se a jsou hlučnější. Přitom silný a tichý chladič stojí jen pár set Kč. Velmi doporučuji Gelid Tranquillo Rev2, ověřte si však, že máte dostatečně široký case, aby se do něj vešel. Z těch levnější se často používá např. Arctic Cooling Alpine.

Chlazení vodou

Alternativu k chlazení vzduchem představuje vodní chlazení. Tento typ chlazení není však příliš rozšířený a vzduchem se kolikrát chladí lépe než kapalinou. Výhoda je kapaliny je zejména v menší velikosti chladiče.

Pozor! Až si procesor koupíte, nezapomeňte nanést mezi nej a chladič teplovodivou pastu! Nikdy také nezapomeňte zapojit napájení ventilátoru procesoru do základní desky! Pasta je obvykle u chladiče v malé tubě nebo je na něm v tenké vrstvě již nanesena. Měla by být co nejslabší a po celém povrchu.

Jak postupovat při výběru CPU jsme si tedy vysvětlili poměrně podrobně. Již víte, co který parametr znamená a neměl bý pro vás být problém vybrat ten správný procesor a správně ho vložit do základní desky. Příště na nás čeká operační paměť - RAM.

Operační paměť (RAM)

K efektivní práci počítače je naprosto nezbytné, aby byl schopen rychle přistupovat k datům, která zpracovává. Paměťová média s těmito daty jsou ovšem často velmi pomalá a kdyby procesor četl data přímo z nich, jeho výkon by se propadl o několik řádů.

Mechanická úložná zařízení

V minulosti se k ukládání dat používaly děrné štítky a později magnetická média (ať již máme na mysli bubny, páskové mechaniky nebo stále ještě četně používané plotnové pevné disky). Společnou vlastností těchto zařízení je, že jsou mechanická. To znamená, že když chceme něco přečíst, musíme se mechanicky (nejčastěji pohybem čtecí hlavy) posunout na tu část média, kde jsou tato data uložena. Mechanický pohyb je extrémně pomalý a neefektivní. To jsme si již říkali i u procesorů, kde mechanické přepínače nahradily tranzistory. Tranzistorová paměť je však velmi drahá a proto nepřipadalo v úvahu, že by ji měly počítače tolik, aby zcela nahradila mechanická úložiště.

Možná vás samotné napadlo, že by se dal problém vyřešit pomocí menšího množství tranzistorové paměti. Když by procesor potřeboval nějaká data z disku, načetl by si je nejdříve do této rychlé paměti a potom by s diskem již vůbec nepracoval. Tato data by mu nějakou dobu stačila, mohl by číst rychle a dle libosti, modifikovat a potom výsledek nahrát zpět na disk. Gratuluji, právě jste vynalezli operační paměť - RAM.

RAM

Zkratka RAM označuje Random Access Memory, tedy paměť s náhodným přístupem. Ačkoli to u nových pamětí 100% neplatí, můžeme říci, že jsme schopni číst nebo psát do jakéhokoli místa v paměti stejnou rychlostí, aniž bychom museli v zařízení např. přesouvat čtecí hlavu.

Zkratka RAM může být kromě paměťového modulu pro základní desku chápána i obecně a určité množství paměti typu RAM nalezneme téměř v každé PC komponentě (pevný disk, registry procesory, cache DVD mechaniky). Všude splňuje stejnou funkci - je to malé množství rychlé paměti pro šetření komunikací s paměťovým médiem. My se v tomto dílu bavíme o operační paměti počítače, která se zasadí v podobě modulů do základní desky. Modulům se odborně říká DIMM nebo někdy také jednoduše sticks (tyčinky). Modul má na sobě napájených vždy několik čipů a to buď jen z jedné strany nebo z obou stran. Dnešní RAM paměti na sobě mají obvykle i pasivní kovový chladič.

Některé RAM paměti mají od výrobce uveden parametr "low profile". To znamená, že mají nízkou konstrukci a nestane se, že by překážely např. většímu chladiči, který si k procesoru pořizujete.

V minulosti se používaly 32bitové paměti (namísto dnešních 64bitových), kterým se říkalo SIMM. Notebookové moduly DIMM se nazývají SO-DIMM a kromě menší velikosti pro ně platí vše, co si dnes povíme.

DDR

Aktuální DIMM paměti využívají tzv. dvojitou rychlost přenosu data (DDR = Double Data Rate). Ve výsledku se za stejné frekvence hodinového obvodu přenese 2x tolik dat, než ve starších SDR. Technologie DDR je ještě verzována, aktuální verze je 3, i když už existují i DDR 4.

Na základní desku se paměti vloží do připravených slotů. Dnešní základní desky podporují tzv. dual channel, tripple channel nebo quad channel. To znamená, že umí najednou přistupovat k 2, 3 nebo čtyřem modulům pamětí. Teoreticky je tedy výhodnější vložit 2x 4 GB modul do dual channelu než 1x 8 GB jako jeden modul. Jak se DDR vkládají do motherboardu jsme si vysvětlili u dílu o základní desce.

Vlastností poměti RAM je také to, že se po odpojení proudu vymaže. Nehodí se tedy jako trvalé úložiště dat, i když je v některých zařízeních tak používána (se zálohovací baterií).

Praktický dopad velikosti paměti RAM na běh PC

Jakmile počítač operuje při nedostatku paměti RAM, dostane se do situace, kdy potřebuje více paměti, než kterou má dostupnou. Tato situace má víceméně 2 možná řešení:

Pád systému - Operační systém je zastaven, jelikož není možné dále zpracovávat instrukce.

Swapování - Další data se začnou místo do RAM nahrávat na pevný disk. Tato situace se hlavně s plotnovým pevným diskem projeví obrovským propadem ve výkonu a vysokým vytížením disku. Swapování je v operačním systému obvykle povoleno a lze ho vypnout, což se dělá zejména pokud vlastníme SSD disk, který by se tím mohl poškodit.

Můžeme zjednodušeně říci, že paměťová rezerva nám umožní plynulejší běh softwaru. Hlavně u her jsou paměti RAM velmi důležité, protože zabrání "donačítání" dat, která se do RAM nevešla. Takové načítání během hry se podepíše na plynulosti herního zážitku. Abychom nezůstali jen u her, s nízkou kapacitou RAM nebudete moci pracovat např. s větším množství otevřených záložek v prohlížeči.

Výběr paměti RAM

Paměť RAM si vybíráme podle základní desky, kterou jsme si pořídili k našemu procesoru.

V současné době jsou nejrozšířenější paměti DDR verze 3. Starší verze (1 a 2) mají jiný zářez na kontaktech a proto bychom je do základní desky pro DDR 3 nevložili. Začínají se objevovat i DDR 4.

Kritérii při výběru jsou:

• Kapacita - Operační paměti bychom měli mít v počítači obvykle několik GB. V současné době je standard 4-8 GB. Je lepší kapacitu rozložit jako více fyzických pamětí v dual nebo quad channelu.
• Frekvence - Paměť běží vždy na určité frekvenci, kterou udává její výrobce. Dnes je kolem 1600 MHz. Rychlejší paměť může běžet i pomaleji na starší desce, opačně to samozřejmě nelze.
• Napětí - RAM jsou stavěné na určité napětí. To je obvykle v rozmezí 1.5 - 2.5 V. Zde pozor, nižší hodnota napětí znamená vyšší kvalitu paměti. Jinými slovy že dokáže rychle pracovat za nižší spotřeby. Kontroler paměti je v procesoru, zjistěte si tedy v jeho specifikaci jaké napětí pro své paměti potřebujete a podle toho je vybírejte. Moderní procesory pracují s napětím mezi 1.35 a 1.5 V a nikdy byste neměli koupit zastaralou paměť, která potřebuje přes 1.65 V. Nižší napětí snižuje spotřebu a tepelné ztráty, proto je snižování voltáže typické i pro CPU.

Z běžnějších pamětí jsou obvykle kvalitní např. Samsung, z těch lepších Corsair.

Budoucnost

Již několik let se pracuje na typu RAM, které by se nevymazaly po odpojení napájení. Dalším zajímavým trendem je příchod SSD disků, což jsou pevné disky s flash pamětí. Vyznačují se trvanlivostí dat i po odpojení napájení a rychlým (náhodným) přístupem k datům bez mechanických částí. Teoreticky by tato média mohla v budoucnu dosáhnout takového stupně vývoje, že by paměť RAM začala být zbytečná.

Grafická karta

Grafická karta je zařízení převádějící data na digitální signál, který nám poté monitor zobrazí jako obraz. Naprostá většina dnešních počítačů má základní grafickou kartu integrovanou v procesoru (tzv. APU = CPU + GPU) nebo v základní desce (on-board video). Kromě této grafické karty je možné dokoupit ještě jednu, výkonnější, kterou využijeme zejména při hraní her a která umožňuje rychle vykreslovat 3D scény.

Právě o této rozšiřující (dedikované) kartě budeme dnes hovořit. Kancelářské počítače nebo i některé domácí počítače tuto kartu obvykle vůbec neobsahují. Pokud na počítači neplánujete hrát hry nebo zpracovávat grafiku, nemusíte si ji pořizovat. Nové APU (procesory s integrovanou grafickou kartou) navíc poskytují již poměrně slušný herní výkon, který pro občasné hraní stačí. Bylo naměřeno, že např. procesor Intel s integrovaným GPU Iris podá podobný výkon, jako nižší řada grafických karet GeForce (viz dále). Problém integrovaných řešení je např. s pamětí, kterou taková grafická karta ubere z paměti RAM počítače. Pokud si chcete zahrát novou hru v hezké grafice nebo pracujete na profesionální úrovni s 3D grafikou, musíte se zatím stále uchýlit k dedikované grafické kartě.

Historie

Dedikovaná grafická karta je v současné době vůbec nejvýkonnější technologie v počítači a má za sebou bohatou historii. Původní počítače neměly grafickou kartu zaintegrovanou a proto se musela vždy koupit zvlášť. První grafické karty se vyvíjely co se týče počtu najednou zobrazených barev (2, 4, 16, 256, high color, true color) a rozlišení, které podporovaly. Počet barev byl obvykle vázán na rozlišení a této dvojici se říkalo video mód.

Starší grafická karta Trident VGA 9000 na rozhraní ISA

Jakmile grafické karty dosáhly dostatečně vysokých rozlišení a maximálního počtu barev, objevila se tzv. hardwarová akcelerace.

Akcelerovaná grafika

Hardwarová akcelerace umožňuje přenést vykreslování některých tvarů jen na grafický procesor (GPU) a vůbec tím nezatěžovat centrální procesor počítače (CPU). Výsledkem je mnohem vyšší výkon a to jednak proto, že CPU toho stihne více, ale také proto, že GPU je navržené tak, aby vykonávalo specifické grafické úlohy a dokáže to tudíž mnohem rychleji, než by to zvládlo CPU.

2D akcelerace

První grafické karty podporovaly tzv. 2D akceleraci a uměly velmi rychle vykreslovat základní tvary (např. čáru, kruh nebo obrázek). Těchto funkcí se často využívalo pomocí rozhraní Direct Draw u starších 2D her. Akcelerace se využívala i pro vykreslování grafického rozhraní Windows.

3D akcelerátory

S obrovským úspěchem 3D her se začalo přemýšlet o akceleraci i při zobrazování 3D grafiky. První 3D čipy byly v podstatě jen doplněné 2D čipy o 3D funkce (např. S3 VIRGE). Tyto pokusy byly poměrně neúspěšné. Prvním pravým 3D akcelerátorem byla slavná karta Voodoo od 3Dfx, která podporovala pouze 3D akceleraci a sloužila jako další grafické karta k té s 2D akcelerací. Výsledky byly velmi dobré a umožnily mnohem kvalitnější zobrazení např. u hry Quake 2.

Zajímavost: 3D akcelerace funguje na principu rychlého zobrazování otexturovaných trojúhelníků. Trojúhelníků proto, že je to útvar, z kterého lze složit naprosto libovolné těleso. Můžete si představit, že z 2 trojúhelníků složíte obdélník, ale i kruh, když jich dáte dostatečné množství jedním vrcholem do středu.

3D akcelerátor Voodoo1

Akcelerované grafické karty

Dnešní grafické karty akcelerují jak 3D, tak 2D grafiku. Kromě různě texturovaných trojúhelníků umožňují rychle vykonávat spoustu dalších efektů, jako jsou např. osvětlení nebo shadery, pomocí kterých se tvoří např. efekt plastičnosti (Bump mapping).

Stejně jako tomu bylo u CPU, i u GPU si můžeme všimnout vzrůstajícího problému s uchlazením čipu.

Stavba grafické karty

Grafická karta je v podstatě počítač v počítači, který je zaměřený na grafické výpočty. Na kartě nalezneme grafický procesor (GPU), který běží stejně jako CPU na nějaké taktovací frekvenci. Procesory grafických karet mají několik jednotek pro specifické úlohy (typicky pro shadery, texturování a renderování celkového výstupu). GPU má oproti CPU mnohem více jader (někdy jich má i stovky) a je tedy navrženo pro paralelní zpracování. Některé úlohy na něm mohou běžet až 14x rychleji (měření Intelu) než na CPU, obvykle je však "jen" několikrát rychlejší.

Dále karta obsahuje určité množství paměti RAM a to obvykle v podobě DDR 5 na frekvenci několika GHz a o velikosti několika GB. Zatímco paměť RAM na základní desce je hrami využívána zejména pro načítání např. map a zvuků, RAM grafické karty slouží k ukládání grafických dat, zejména textur. To jsou fotky, kterými jsou obalená 3D tělesa, aby vypadala realisticky.

Pokud jste si všimli, že jsou komponenty na grafické kartě technologicky dále, než PC komponenty, které jsme si popisovali v minulých dílech, máte pravdu. GPU i paměti jsou mnohem rychlejší. Je vidět, že renderování 3D scén je pro počítač velmi náročná úloha a jsou pro ni zapotřebí mnohem výkonnějších technologie než pro běžnou práci s PC. Paradoxně je tedy grafický procesor technologicky dále, než ten centrální.

Konektory

Na vnějším panelu karty nalezneme několik konektorů, pojďme si vysvětlit k čemu slouží.

DVI

DVI je nejpoužívanější digitální rozhraní pro připojení současných monitorů, televizí a projektorů. Vyskytuje se v modifikacích DVI-I a DVI-D. DVI-I je stoprocentně kompatibilní s DVI-D a má navíc i analogový výstup, který lze pomocí převodky převést na VGA.

VGA

Starší VGA konektor se na nových grafických kartách již příliš nenachází. Používal se pro analogové monitory a projektory. Pro větší rozlišení a displeje na něm vzniká nepříjemné rušení.

HDMI

HDMI je kompaktní rozhraní pro digitální přenos videa a zvuku, typicky pro propojení PC a televize.

DisplayPort

Novější grafické karty obsahují obvykle také DisplayPort, který lze na DVI nebo HDMI převést. Měl by v budoucnu DVI nahradit. Pozor, sice ho lze převést na DVI a připojit na něj DVI monitor, ale opačně to nefunguje. Monitor jen s DisplayPortem nelze zapojit do DVI.

Výrobci

Podobně, jako tomu bylo u procesorů, i grafické čipy mají na svědomí pouze 2 firmy: Nvidia a AMD (původně ATI). Původně bylo společností více, avšak byly skoupeny. Zatím co Nvidia figuruje stále jako samostatná společnost, ATI byla koupena výrobcem procesorů AMD. Své čipy ovšem společnosti dále prodávají výrobcům grafických karet a proto si můžete koupit např. grafickou kartu od Gigabyte, která má v sobě čip Nvidia GeForce.

Nvidia

U Nvidia se nejčastěji setkáte s řadou karet GeForce. Aktuálně se dělí do 3 tříd podle označení:

• GeForce GTX - High-end grafické karty pro náruživé hráče a profesionální designery
• GeForce GT, GTS a některé GTX - Střední řada grafických karet pro většinu hráčů a designerů
• GeForce nebo GeForce G a GeForce GT - Low-end řada pro občasné hráče. 
• V dnešní době již nemá příliš velký smysl, jelikož podobného výkonu dosahují integrovaná řešení v APU (procesoru počítače).

Karty Nvidia mají integrovaný fyzikální čip, který akceleruje i fyzikální výpočty ve hrách. Tento čip však zatím není příliš významný, jelikož ho podporuje jen malé množství her. Jeho konkurentem je rozšířenější technologie Havok, která běží na CPU, nikoli na grafické kartě.

Kromě GeForce vyrábí Nvidia řadu karet Quadro, která již není určena na hry, ale pro průmysl (architektura, lékařství, vědecké výpočty).

Že můžeme mít v počítači více grafických karet pro různé monitory je samozřejmé. Můžeme ovšem i spojit několik grafických karet tak, aby se sečetl jejich výkon. Tato Technologie nese název SLI. Grafické karty musí být stejné a musíte počítat s vyšším odběrem a zakoupit k PC tedy silnější zdroj.

Další technologií je 3D Vision, která umožňuje pomocí 3D brýlí stereoskopické hraní her. Lze ji kombinovat s 3D surround, kdy hra běží na 3 monitorech s brýlemi.

AMD (dříve ATI)

AMD je na tom s grafickými kartami velmi podobně, jako Nvidia. Setkáme se u něj převážně s řadou Radeon.

Na trhu nalezneme opět základní 3 řady produktů.

• Radeon R9 - High-end grafické karty pro náruživé hráče
• Radeon R7 - Střední řada grafických karet pro většinu hráčů
• Radeon R5 - Low-end řada pro občasné hráče. Opět platí, že v dnešní době již nemá příliš velký smysl kvůli integrovaným kartám v APU.

Podobně jako má Nvidia řadu Quatro má i AMD průmyslovou řadu grafických karet, která nese název FirePro. Má také rozhraní pro 3D brýle (HD3D) a technologii pro spojení několika grafických karet za účelem sloučení výkonu - CrossfireX. Stejně tak podporuje spojování monitorů pro dosažení vyššího rozlišení a to pomocí technologie Eyefinity.

Instalace grafické karty

Současný slot pro připojení grafické karty na základní desku je PCI Express. Slot je na rozdíl od svých paralelních předchůdců (ISA, PCI a APG) sériový. Aktuální verze (PCIe X16 3.0) dokáže přenášet desítky GB/s. Více informací a obrázků viz díl Základní deska 2/2.

Jelikož je tento slot omezen jen asi na 75 W, je nutné ke kartě připojit dodatečné napájení ze zdroje. Konektor naleznete na konci karty, je buď 6ti nebo 8mi-pinový (u výkonných karet jsou někdy dokonce oba konektory, které je třeba zapojit). Kvůli větší velikosti karet je slot PCIe opatřen zámečkem, který musíme před vložením/vyjmutím karty stisknout. Grafická karta v case běžně zabírá místo na 2-3 sloty. Pokud by vám z nějakého důvodu záleželo na místě, které GK zabírá, lze koupit varianty označené jako low profile.

Instalace hardwarových ovladačů

Kromě grafické karty musíme samozřejmě nainstalovat i její ovladač od výrobce. Ačkoli nám počítač bude fungovat ihned po instalaci Windows a to v dobrém rozlišení a počtu barev, nebude využívat plné možnosti akcelerace, kterou karta nabízí. Drivery instalujeme vždy přímo od výrobce a v aktuální verzi, kteoru stáhneme z internetu. Výrobci často vydávají také updaty a je v našem vlastním zájmu mít vždy ty nejaktuálnější ovladače, jelikož nám zajistí vždy maximální výkon. Již se mi stalo, že hra fungovala pomalu a po aktualizaci ovladačů jakoby zázrakem fungovala při vysokém FPS i na maximální detaily a rozlišení.

Instalace API

Kromě samotných hardwarových ovladačů potřebujeme pro rozumné využití grafické karty ještě tzv. API. To je unifikované grafické rozhraní, pomocí kterého hra (nebo jiná aplikace) s grafikou kartou komunikuje.

DirectX a OpenGL

V současné době jsou 2 nejpoužívanější grafická rozhraní OpenGL a Microsoft DirectX. Rozhraní si můžeme představit jako vrstvu mezi hrou a grafickou kartou. Řídit přímo grafickou kartu by bylo velmi složité a u každé by byly zapotřebí jiné instrukce. Takto si výrobce grafické karty zajistí, aby podporoval DirectX nebo OpenGL a hra si zajistí, aby používala toto rozhraní. Hra potom funguje na většině grafických karet, aniž by se o kompatibilitu musela příliš snažit. Podporovaná verze DirectX a OpenGL je vždy uvedena od výrobce dané grafické karty. V současné době je DirectX ve verzi 11 (léto 2014), verze 12 by měla vyjít v létě 2015.

OpenCL

Rozhraní OpenCL vzniklo jako unifikovaný způsob pro využívání paralelního programování na vícejádrových procesorech (GPU a CPU). Mluví se o tom, že bude v budoucnu čím dál důležitější, jelikož další vývoj jader procesorů je omezený (hlavně kvůli chlazení) a prostoru, jak jádra zlepšovat, je stále méně a méně. Proto se pro vyšší výkon zvyšuje počet jader a aplikace budou čím dál více využívat paralelní výpočty. OpenCL zpřístupňuje výkonnou grafickou kartu pro výpočty i běžným aplikacím a to nejen grafickým.

Výběr grafické karty

Jako vždy je velmi těžké posoudit 2 konkurenční platformy, jejichž produkty jsou velmi podobné. Nvidia by mohla mít lepší podporu driverů, zatím co AMD lepší podporu OpenCL. Co se týče výkonu, za stejnou cenu je zde napřed ATI a proto je u hráčů někdy oblíbenější, jejich karty obvykle o něco více topí. Nvidia má procesory na jádru CUDA, které mohou vyžadovat pokročilé aplikace pro práci s 3D grafikou, jsou tedy oblíbené zejména u 3D grafiků. Obě značky mají své technologie pro práci s více monitory a pro propojení více grafických karet pro vyšší výkon. Nvidia má SLI, ATI má CrossfireX. Osobně si myslím, že je výběr grafické karty opět záležitostí zejména osobního vkusu, stejně jako tomu bylo při rozhodování mezi AMD a Intelem u procesorů.

Při výběru grafické karty sledujte tyto parametry:

- Frekvence CPU

- Velikost, rychlost a verze RAM pamětí (DDR)

- Podporovaná verze DirectX

- Konektory (viz minulý díl)

- Počet monitorů, který karta podporuje.

Není obvykle nutné kupovat ty nejdražší grafické karty, jsou dnes již velmi výkonné a na většinu her ve full detailech vám postačí střední třída.

Při koupi grafické karty myslete na její odběr a ujistěte se, že máte dostatečně silný zdroj (alespoň 500 W).

Pevný disk

Historie

Historie pevných disků sahá někam do 50. let 20. století. První disky vyrábělo IBM a byly velké jako lednice. Principiálně fungovaly stejně jako dnešní disky, data se uchovávala pomocí zmagnetizování materiálu. Jejich kapacita dosahovala ovšem jen několika málo MB. Postupem času se disky zmenšily až na 5¼ palce, což byla velikost starších disketových mechanik. Nakonec se ustálily na velikosti 3.5" pro PC a 2,5" pro notebooky. Stále více se objevují i v provedení 1,8".

Zajímavé je, že pevné disky byly dříve tak drahé, že je většina počítačů obvykle vůbec neměla a používaly se místo nich tzv. diskety. To byla vyměnitelná média s kapacitou okolo 1 MB. Typicky se z jedné diskety nabootoval operační systém a potom se vyměnila za jinou disketu, ze které se spustila daná aplikace. Pevné disky se v počítačích běžně objevovaly až od konce 80. let a vydržely v podstatě dodnes. Další zajímavostí je tempo růstu kapacity disků. Jen za několik dekád megabajty postupně vystřídaly gigabajty a dnes již terabajty. Dnešní disky jsou tedy milionkrát větší než ty první od IBM. Tento trend stále pokračuje a kapacita disků se zdvojnásobuje asi každé 3 roky.

V minulosti se disky připojovaly na rozhraní IDE, dnes se využívá výrazně rychlejšího rozhraní SATA (aktuálně verze 3 s rychlostí kolem 6 GB/s).

Zleva: První IBM disk k počítači RAMAC, 5,25" disk, Samsung 3,5" disk pro stolní PC, Samsung 2,5" disk pro notebooky

SSD disky

Spolu s pevnými disky se postupem času začaly objevovat i první disky založené na flash paměti (SSD). Dosahovaly přístupových rychlostí, které na mechanických discích nejsou možné již jen z jejich principu. Zprvu se jednalo pouze o velice drahé disky a nízkou kapacitou, které si mohly firmy dovolit maximálně do serverů. SSD se sice pomalu zlevňovaly, ale nejvíce jim napomohlo zaplavení továren na klasické pevné disky kolem roku 2012. Tato událost měla na svědomí prudké zdražení klasických disků až na dvojnásobek ceny a mnoho lidí sáhlo raději po SSD. Vyšší zájem umožnil ještě nižší cenu a dnes jsou SSD disky standardním zařízením, které by nemělo v žádném PC chybět. Klasické HDD však stále nabízejí mnohem vyšší kapacitu a jsou stále výhodnější volbou např. pro zálohování. Na klasickou práci se však příliš nehodí.

Konstrukce

HDD

Pevný disky se skládá z několika rotujících ploten (disků), které se otáčí velkou rychlostí (obvykle 7200 otáček/minuta). Povrch disků je pokrytý velmi tenkou vrstvou feromagnetického materiálu, což má za následek, že jednotlivé body na disku mohou být buď zmagnetizované nebo nezmagnetizované (1/0). Nad plotnami je umístěna hlavička, která je připevněna na mechanické rameno. Právě hlavička umožňuje číst nebo zapisovat sektory na disku. Prakticky jsou HDD kvůli nutnosti fyzického pohybu disků a hlaviček velmi pomalé a jsou tak úzkým hrdlem pro naprostou většinu aplikací. Nehodí se na běžnou práci s PC. Naopak jsou velmi vhodné pro velké objemy dat, jako jsou např. multimédia nebo zálohy.

Do PC pořizujeme obvykle HDD o rozměrech 3,5", do notebooku 2,5". Ačkoli můžeme do PC vložit i 2,5" HDD, jsou většinou zbytečně dražší nebo pomalejší. Rozhraní pro připojení 2,5" a 3,5" disků je totožné a jedná se o standard SATA. Toto oceníte zejména když vám spadne operační systém na notebooku a budete chtít disk připojit do stolního počítače, abyste si přehráli data.

Kromě interních disků lze koupit i pevné disky na USB. Zde je důležité sledovat kromě rychlosti disku zda podporují USB 3 rozhraní.

Některé disky jsou poměrně hlučné, což lze zlepšit buď výběrem tichého disku (je to obvykle uvedeno v popisu od výrobce) nebo zakoupením rámečku, který disk odhlučňuje a zároveň chladí.

Defragmentace

U HDD se občas provádí tzv. defragmentace. Jedná se o dlouhý softwarový proces (trvající klidně i několik hodin), který fyzicky přeskládá data na disku tak, aby byla související data u sebe a hlavička se nemusela tolik vychylovat. Výsledkem je zvýšení rychlosti disku. Defragmentace se obvykle provádí automaticky systémem a lze ji spustit i manuálně. Ve Windows stačí kliknout pravým tlačítkem na disk, zvolit vlastnosti a spustit defragmentaci:

U SSD disků defragmentaci neprovádíme.

SSD

Solid State Disky (SSD) jsou složeny z čipů s flash pamětí. Tato paměť je rychlá, trvanlivá a můžeme přistoupit na kterékoli místo aniž bychom museli čekat na pohyb hlavičky nebo disku. Kromě rychlosti tyto disky vynikají také v odolnosti vůči otřesům, v rozměrech a spotřebě. SSD se na rozdíl od HDD vyskytují hlavně v rozměrech 2,5" nebo dokonce jen 1,8" pro rozhraní microSATA. Do stolního PC je však není problém zasadit díky redukci, která je součástí balení většiny disků.

Co se týče kapacity, tak za stejnou cenu jako HDD koupíme mnohem menší SSD (asi 15x). Z tohoto důvodu se do PC často vkládají 2 pevné disky. Jeden menší SSD na práci a jeden větší HDD na multimédia. V budoucnu se budeme s HDD setkávat čím dál méně.

Swapování

O swapování jsme si již říkali v dílu o paměti RAM. Když operačnímu systému dojde paměť, obvykle začne data ukládat na pevný disk. U SSD disků se občas toto swapování vypíná za účelem nižšího počtu zápisů na disk (ten je u SSD teoreticky omezený, prakticky máme však zápisů tolik, že nás to netrápí). Osobně si myslím, že u současných disků to již není důležité.

Hybridní disky

Na trhu nalezneme kromě HDD a SSD také disky hybridní. Ty obsahují kromě mechanických ploten také malé množství SSD paměti, kam se ukládají často používané soubory. Tento koncept se však příliš nerozšířil.

Chyby

Ačkoli jsou HDD i SSD ve výsledku velmi spolehlivé, tak ve skutečnosti často chybují. Tyto chyby se většinou samy opravují kvůli částečné redundanci dat, takže si jich ani nevšimneme. Každý disk (HDD i SSD) má několik procent kapacity navíc. Tato dodatečná kapacita je na disku "tajně" a výrobce ji neuvádí. Disky ve svém firmwaru obsahují systém, který umožňuje přemapovat data z poškozených částí disku na jiná místa (a to zejména u SSD). U HDD zas dochází k problému se ztrátou magnetické informace kvůli velmi malým rozměrům stopy. Tento problém se obchází ukládáním fragmentů informace ještě na jiné místo a při selhání je možné data zrestaurovat.

S.M.A.R.T.

Disky obsahují technologii S.M.A.R.T., která funguje podobně jako např. diagnostika u automobilů. Na tato data se můžete podívat např. aplikací HDTune nebo Speedfan.

RAID

Kvůli možnému selhání disku vznikl systém RAID, který umožňuje připojit do počítače několik disků tak, aby se data sama zálohovala. Více disků se potom bude tvářit jako jeden fyzický disk. Můžeme tak např. 2 disky zrcadlit a tak minimalizovat riziko ztráty dat (RAID1), data budeme mít uložená 2x. Samozřejmě můžeme 2 disky také spojit kapacitně a získat tak 2x větší disk (RAID0). Další RAIDy umožňují např. rychlejší čtení nebo fyzický výpadek jednoho disku bez omezení provozu. RAID je oblíbený hlavně na serverech, v osobních počítačích se příliš nevyužívá a vystačíme si zde s prostým zálohováním našich dat. RAID je někdy chybně považován za plnohodnotnou zálohu. Zálohovat data znamená mimo jiné uchovávat je na úplně jiném místě, než je místnost s PC. Proto i s RAID musíme zálohovat.

Selhání disku

Neznám asi nikoho, koho by někdy nepotkalo selhání pevného disku. Zejména mechanické disky jsou konstrukčně složitá zařízení a často se stane, že vypoví službu. Může se jednat buď o zničení řídící elektroniky, o mechanické poškození povrchu disku např. zkřivením čtecího ramena nebo také o softwarovou chybu (poškození souborového systému).

Ačkoli to bude možná znít jako klišé, nejlepším řešením selhání disku je prevence. Pokud ještě nepoužíváte cloudové služby jako Dropbox, SkyDrive a podobné, je možná nejvyšší čas začít. Vaše dokumenty se automaticky synchronizují s webovým úložištěm aniž byste se o to museli starat. Výsledkem je naprostá nezávislost na datech na disku.

Pokud máte poškozený disk a máte na něm data, máte také poměrně velký problém. Softwarovou chybu, kdy se disk nehlásí kvůli poškozenému souborovému systému, lze většinou jednoduše opravit např. utilitou GetDataBack (je placená, protože za blbost se platí ). U fyzického poškození disku je to horší. Zabývají se jím specializované firmy a když se data podaří zachránit, bude vás to stát několik tisíc Kč. Tyto firmy mají skladem náhradní díly a dokáži tak poškozenou část disku nahradit.

Instalace disku

K disku připojujeme 2 kabely - SATA kabel k základní desce a napájení ze zdroje. 2,5" disky musíme vložit před přišroubováním do casu do kovového rámečku. Před prvním použitím disku ho je někdy nutné zformátovat, viz dále.

Diskové oddíly

Fyzický disk je softwarově rozdělen na 1 nebo více diskových oddílů. Každý oddíl může používat jiný způsob ukládání dat, který záleží hlavně na operačním systému a velikosti disku. Obvykle se využívá souborový systém NTFS od Microsoftu, případně nějaký linuxový (např. ext3). Jakmile chceme disk poprvé použít, musíme na něm vytvořit oddíl s určitým souborovým systémem a disk tzv. naformátovat, abychom s ním mohli pracovat. Formátování způsobí ztrátu informace o předchozích datech na disku. Disk za nás většinou naformátuje a připraví instalátor Windows, externí disky jsou většinou již naformátované výrobci.

Výběr disku

Jako disk k počítači kupujeme vždy SSD a to alespoň o kapacitě 128 GB. Mechanické disky jsou pro start PC a práci s operačním systémem velmi pomalé a dávno překonané.

Obvykle si pořídíme i druhý disk na multimédia (např. hudbu nebo filmy), kterým již bude mechanický HDD. Systém instalujeme na SSD disk, kde nepotřebujeme takovou kapacitu, ale vyžadujeme vysokou rychlost. Multimédia používáme jen občas a zabírají mnoho místa, proto je uložíme na HDD.

Pozn. Jedním z klíčových parametrů u disků je právě jejich kapacita. Co může možná některé z vás zmást je fakt, že disk bude po připojení do PC o něco menší. Je to z marketingových důvodů, protože výrobci uvádějí kapacitu disků podle jednotek SI, kde kilo označuje 1000. V IT je však kilo 1024. Další kapacitu si vezme samotný souborový systém disku. Proto má disk vždy o nějaké to procento kapacity méně.

U HDD sledujeme parametry

• Kapacita by měla být alespoň 1 TB
• Otáčky/min by měly být na hodnotě 7200. Pomalejší disky určitě nekupujte a rychlejší jsou zas zbytečně drahé (jsou spíše pro servery). Pozor, u některých disků není hodnota uvedena, zjistěte si ji.
• Paměť cache, u většiny disků je 64 MB.

Výrobci pevných disků rádi uvádějí, že jejich disk běží na rozhraní SATA 3 s rychlostí 6Gb/s. Tento údaj nemá však vůbec žádnou hodnotu, protože mechanické disky jsou pomalé a to nezávisle na tom k jak rychlému rozhraní je připojíme.

Kvalitní HDD vyrábí např. Samsung nebo Western Digital.

U SSD sledujeme

• Kapacita by měla být alespoň 128 GB
• Rychlost čtení alespoň 500 MB/s
• Rychlost zápisu alespoň 500 MB/s. Rychlost zápisu má mnoho nekvalitních disků velmi nízkou (někdy i 1/5 rychlosti čtení). Na tento údaj se zaměřte při výběru disku nejvíce.

Co se týče výrobců SSD, velmi kvalitní jsou např. Corsair, Crucial nebo Samsung.

Pokud kupujete disk pro rozhraní mSATA, budete potřebovat tento slot na základní desce nebo mSATA kabel. Rozhraní mSATA a SATA jsou plně kompatibilní, jen mají jinak velký konektor. SSD disky se vyrábějí ve velikosti 2,5" a většinou u sebe obsahují redukci pro vsazení disku i do desktopu.

Monitor

Historie

Úplně první počítače neměly monitory, ale výstup aplikací tiskly na papír a to prvně dokonce pomocí upraveného psacího stroje. S vynálezem televizní obrazovky se výstup přenesl na CRT monitory.

CRT

Starší monitory byly tvořeny katodovou trubicí, ve které byl vykreslovací paprsek (u barevných 3 paprsky) vychylován magnetickým polem. Jistě si ještě pamatujete jak vypadaly staré televize. Zajímavé je, že první monitory nebyly černo-bílé, ale černo-zelené. Postupem času se přidaly barvy a zvyšovala se ostrost obrazu. Kromě těchto vlastností postupně rostla i úhlopříčka (rozměr obrazovky). První monitory byly poměrně malé, ne větší než 14". Postupně se dostaly na 17" a 19". Větší monitory byly kvůli svým rozměrům a váze nepraktické. Oproti novější technologii LCD má CRT obrazovka stále mnoho výhod, např. pozorovací úhly, kontrast, odezvu nebo podporu několika nativních rozlišení. Vysoká energetická spotřeba a gigantické rozměry zařízení však způsobily, že na CRT již prakticky nenarazíme.

LCD

LCD monitory jsou na rozdíl od CRT obrazovky úplně ploché. Jedná se matici tekutých krystalů, kde je každý bod složený ze 3 krystalů - červeného, zeleného a modrého (RGB). Právě z těchto 3 barev lze namíchat libovolnou výslednou barvu. LCD byly z počátku velmi drahé a nepříliš kvalitní. Tak to je ostatně s každou technologií. Proto se vyskytovaly hlavně v noteboocích. S dalším růstem kvality již nebyl důvod proč menší a výhodnější LCD monitor nepoužívat i u stolních PC. Mimo jiné jsou také šetrnější k očím, protože tolik neblikají. Ačkoli se kvalita jejich obrazu velmi zvyšuje, tak je technologicky limitována. LCD monitory umožnily díky svým rozměrům a váze nástup mnohem větších obrazovek.

Výběr displeje - parametry

Displeje mají obrovské množství parametrů, podle kterých bychom je měli vybírat. Pojďme si je popsat.

Podsvícení

LCD monitory byly dříve podsvíceny výbojkou. Moderní displeje jsou podsvícené pomocí LED diod, což zaručuje nižší spotřebu a velikost. Na kvalitu obrazu nemá podsvícení příliš velký vliv. Obchodníci někdy mylně nabízejí tyto displeje jako nástupce LCD. LED diplej JE LCD, funguje úplně stejně, jen je jinak podsvícený. Nenechte se zmást.

Typ displeje

LCD je několik typů. Mezi základní patří TN, PVA a IPS. TN je velmi nekvalitní, proto ho nikdy nekupujte a to ani když je s LED podsvícením a inzerován jako displej nové generace 

Úhlopříčka

Fyzický rozměr displeje udává jeho úhlopříčka. Nejběžnější úhlopříčky displejů jsou dnes kolem 24" (palec je 2,54 cm). Nebojte se velkého displeje a klidně si dopřejte 27". Při práci je to komfort pro vaše oči a při hraní her vás více vtáhne do děje. Do kanceláře se obvykle pořizují o něco menší monitory než do domácností, pro delší práci je však vhodné alespoň 21".

Rozlišení

Počítačový displej funguje jako matice bodů, které mohou svítit různou barvou. Kolik je těchto bodů na šířku a na výšku udává rozlišení monitoru. V dnešní době nemá smysl kupovat nic pod 1920x1080px, což je FullHD rozlišení.

U rozlišení je zajímavé, že zde kvalitativně vítězí mobilní zařízení, které mají několikrát jemnější rozlišení než stolní displeje. V budoucnu mají přijít 4k displeje, které budou 4x jemnější než současné FullHD a to za stejné fyzické velikosti. Zatím jsou však příliš drahé a než bude tato technolgie dostupná, budeme se muset stále dívat na 1920x1080 pixelů na panelu o velikosti 27".

Odezva

Achillovou patou LCD monitorů je jejich odezva, tedy doba než se bod rozsvítí a zas zhasne. V dnešní době by měla být do 5ms, starší displeje ji měly mnohem vyšší a obraz mohl působit při pohybu rozmazaně.

Pozorovací úhly

Pozorovací úhly udávají do kdy vidíme hezký obraz, když se na monitor díváme ze strany. Měly by být kolem 170°.

Konektory

Jak víme, z grafické karty vám bohužel může ústit hned několik typů konektorů. Některé monitory podporují jen DisplayPort, některé jen HDMI. Občas je nutné převést výstup z grafické karty (např. DVI) na HDMI nebo připojit každý monitor na jiný port, když jich máte více a karta nemá 2x HDMI konektor. Mezi konektory lze naštěstí jednoduše převádět a adaptery stojí okolo 50kč. Monitor u sebe nemusí mít HDMI kabel, pokud ho koupíte zvlášť, kupte si rovnou pozlacený, je v nich minimální cenový rozdíl.

Pivot

Zdá displej disponuje pivotem určuje zda ho lze obrátit na výšku. Této funkce jsem osobně nikdy nevyužil. Může se hodit pokud máte displej jako druhý monitor a často pracujete s dokumenty A4.

Audio

Monitory v sobě často obsahují také reproduktory, avšak zvuk z nich je velmi nekvalitní.

Poměr stran

Naprostá většina monitorů má dnes poměr stran 16:9, který je vhodnější na multimédia nebo pro otevření dvou dokumentů vedle sebe. Určitě není dobrý nápad kupovat zastaralý formát 4:3. Dříve obchodníci tvrdili, že je 4:3 lepší na práci, zřejmě aby se zbavili starších zásob. Není tomu tak.

Jas a kontrast

I zde narážíme na marketingové triky. Kontrast udává poměr mezi nejsvětlejším a nejtmavším bodem na displeji. Problém je, že obě meze samozřejmě udává sám ten konkrétní displej. Musíme se spokojit s tím, že vyšší číslo by mělo znamenat hlubší černou a světlejší bílou.

Marketingová oddělení výrobců displejů šla však ještě dále. Kontrasty bývají často udáváné dynamicky (když je celý monitor černý a když je celý bílý). Tehdy jsou čísla mhohem vyšší, tak proč je neuvést, že? Údaj však nemá tak vysokou vypovídací hodnotu, protože se nikdy nebudeme dívat jen na úplně světlý nebo úplně tmavý obraz. Dynamický kontrast je udáván čísly jako např. 1 000 000:1, hledejte spíše statickou hodnotu, jako 1 000:1.

Výrobci monitorů často udávají vysoké hodnoty jasů (kolem 250 cd/m2), které však nejsou příliš potřeba a tak vysokou hodnotu stejně používat nebudeme.

Budoucnost

Již několik let se očekává nástup OLED displejů, které by měly vyřešit všechny nevýhody LCD a to současně za zachování jejich výhod. Jejich pixely totiž aktivně vyzařují světlo, nemusí se tedy podsvěcovat a mají odezvu řádově nižší než LCD.

Monitor a zdraví

Monitor má obrovský vliv na zdraví a to zejména jak vysoko ho máme umístěný. Horní hrana obrazovky by měla být ve výšce očí. Měli byste se dívat trochu dolů, protože vodorovný pohled unavuje oči. A zároveň byste neměli mít displej příliš nízko kvůli krční páteři.

Klávesnice a myš

Klávesnice

Klávesnice je základním vstupním zařízením, které v sobě obsahuje kolem 100 kláves a jednoduchý čip, který posílá informace o stisknutých klávesách základní desce, odkud si je může číst procesor.

Její historie není příliš zajímavá. Vypadá v podstatě stále stejně, jen je dnes tenčí, spínače nahradily membrány a připojuje se k USB. Starší klávesnice se připojovaly k portům DIN a později k PS/2.

Profil kláves

Je určitě dobrý nápad koupit klávesnici s nízkým profilem kláves, starší měly klávesy velmi vysoké a špatně se na nich psalo. Kromě nízkoprofilových se také prodávají ploché klávesnice podobné těm notebookovým, které jsou dle mého názoru ploché zas příliš, ale dalo by se na ně zvyknout. Naprostá většina klávesnic je dnes membránových, ty spínačové jsou zbytečně drahé.

Podsvícení

Některé klávesnice jsou podsvícené, což je docela příjemné a cenový rozdíl není velký. Vyplatí se nad touto variantou alespoň zapřemýšlet. Dejte pozor, aby měla klávesnice český layout.

Klávesy

Velké množství klávesnic obsahuje kromě základní sady také multimediální klávesy, které např. spustí přehrávač, ztlumí zvuk nebo přepnou na další skladbu. Docela jsem si na ně zvykl.

Lepší klávesnice obvykle obsahují programovatelné klávesy pro makra (M1, M2, ...). Do klávesnice si pomocí softwaru nahrajete co se má stát, když se tyto klávesy stisknou.

Naprostá většina klávesnic přichází s českým layoutem (rozložením kláves). Některé herní (Pro Gamer) klávesnice bohužel lokalizované nejsou, pozor na to. Na klávesy se sice dají koupit samolepky s českými znaky, ale ty se brzy ušpiní a ošoupou.

Područka

Pokud kupujete klávesnici na delší psaní (a ne třeba jen jako periferii k tabletu), určitě je dobrý nápad vybrat tu s područkou. Tedy aby nekončila hned pod mezerníkem, aby bylo zde ještě místo pro opření rukou.

Nepřipadá mi jako dobrý nápad kupovat bílou klávesnici nebo myš, jelikož je na ni potom vidět špína, které se nevyhnete a kterou budete muset čistit.

Dejte si pozor, aby byla klávesnice na USB port, stále se prodávají i starší PS/2 klávesnice. Kvalitní klávesnice vyrábí např. Logitech nebo Roccat.

Myš

Myš je další vstupní zařízení, které umožňuje převádět pohyb ruky na pohyb kurzoru na obrazovce, pomocí kterého jsme potom schopni ovládat grafické aplikace.

Historie

Historie myší je mnohem zajímavější. První počítače myš vůbec neměly, protože se ovládaly příkazovou řádkou. První myš byla vyrobena ze dřeva a postavena na Standfordské univerzitě. Koncept kuličkové myši a jejího využití pro grafické uživatelské rozhraní vynalezli laboratoře firmy Xerox. Firma ovšem nedokázala odhadnout potenciál této revoluční technologie a proto prodala velmi levně licenci na myš Stevu Jobsovi, který následně okopíroval i jejich grafický operační systém a masově ho rozšířil. A od Jobse celý koncept později okopíroval Bill Gates, na jehož systému právě píši tento článek Pro zájemce o tyto události doporučuji zhlédnout snímky Piráti ze Silicon Valley a Jobs. No, alespoň, že tu myš nakonec máme.

Kuličkové myši

První komerční myši měly na spodní straně kuličku. Jak se myší pohybovalo, kulička roztáčela hřídele s dvěma kolečky, které měly po obvodu štěrbiny. Jedno kolečko se točilo při svislém pohybu a druhé při vodorovném. Přes štěrbiny prosvítal optický paprsek na snímač. Jak se kolečka otáčela, paprsek se přerušoval přes štěrbiny, pulzoval a tak převáděl mechanický pohyb na digitální signál. Jak jsme si již v seriálu všimli, každé mechanické zařízení je spojeno s mnoha problémy a ani kuličková myš nebyla výjimkou. Kulička nabírala prach, který se následně zachytával ve štěrbinách, což vyžadovalo myš pravidelně čistit.

Optické myši

Další generace myší měla místo kuličky optický senzor a světelnou LED diodu. Osvětlený povrch je snímán a porovnáván s předchozím obrazem, pomocí čehož myš zjistí kam jsme se posunuli. Myš tak nemusíme čistit a funguje spolehlivě. Problémy má na reflexním povrchu.

Laserové myši

Současné myši používají místo LED diody infračervený laser, který umožňuje vyšší přesnost, nižší spotřebu energie a kvalitnější snímání i na lesklejším povrchu. Světlo na rozdíl od optických myší okem nevidíme.

Myši byly dříve připojovány k sériovému portu (COM), později k PS/2 a nyní k USB.

Parametry

Dnešní myši mají obvykle 2 tlačítka + scrollovací kolečko, které slouží zároveň i jako 3. tlačítko. Stejně jako tomu bylo s klávesnicí, lepší myši mají různá tlačítka navíc. Ta se obvykle dají naprogramovat jako makra nebo slouží ke změně DPI (viz níže).

Ergonomie

Určitě je dobrý nápad pořídit si ergonomickou myš. To znamená, že je tvarovaná tak, aby sedla do vaší ruky a snížila tak zdravotní riziko křečí a útlaků (viz dále). Obvykle platí, že čím je myš větší, tím je vhodnější pro dlouhodobou práci na PC. Velmi příjemný je u myši pogumovaný povrch, který se sice časem opotřebuje, ale usnadňuje její používání.

DPI

U myší je obvykle udáván parametr DPI, který označuje kolik bodů na palec je schopen snímač myši rozeznat. Teoreticky platí, že čím vyšší hodnota, tím je myš přesnější. Při vyšších hodnotách DPI se při malém pohybu pohne ukazatel o větší kus. V podstatě se jedná o přesnost. Příliš vysoké hodnoty mají za následek, že je myš příliš rychlá. Většinou nejvyšší hodnoty DPI ani nevyužijete nebo s nimi musíte výrazně snížit citlivost myši.

Pokud chcete hrát závodně hry, určitě si pořiďte nějakou lepší myš. Dobré jsou např. od firmy Razer, Roccat nebo Steelseries. Pro běžné užití se opět nabízí např. firma Logitech.

I u myši si dejte pozor, abyste koupili pro USB port, nikoli pro starší PS/2.

Podložka

Pokud nemáte lesklý (např. skleněný) stůl, tak podložku pod myš teoreticky nepotřebujete. Ty nejlevnější podložky jsou textilní a rychle se zničí. Kvalitnější jsou neoprenové nebo kovové. Některé podložky mají gelovou područku, která práci s PC velmi zpříjemňuje.

Myš a zdraví

Počítačová myš opět velmi ovlivňuje zdraví a to kvůli tlaku na zápěstí při jejím špatném držení. Dlouhodobý tlak na jedno místo je zdravotně velmi nebezpečný a způsobí zánět šlach, více viz. syndrom karpálního tunelu, který se operuje.

Na myš byste měli vždy tlačit dlaní a prsty. Zápěstí by mělo být úplně volné a ve vzduchu, rovné, ne natlačené na hraně stolu nebo prolomené. Dost tomu napomáhá výše zmíněná gelová podložka, která je pod zápěstím měkká a tak tlak sníží. Nicméně i s ní pamatujte na to, že váha ruky spočívá na dlani, nikoli na zápěstí. Pro každodenní práci na PC se u myší nevyplatí přiliš myslet na design, ale zaměřit se hlavně na to, abyste si koupili ergonomickou myš a správně ji drželi. Tenké designové myši jsou sice krásné, ale často nepoužitelné.

Bezdrátové vs. drátové periferie

Ačkoli bezdrátové myši a klávesnice nejsou tolik rozšířené, osobně si tu svou nemohu vynachválit. Myš je obvykle na 1 tužkovou baterii a klávesnice na 2. V klávesnici jsem za ty roky baterii ještě nikdy neměnil, v myši ji měním asi 3x za rok.

Bezdrátovou myš si můžete vzít s sebou, když se z postele díváte na počítači na film. Jednoduše si s ní regulujete kolečkem zvuk nebo pozastavíte snímek. Samozřejmě je velmi příjemný i pocit bez váhy kabelu, který se navíc u drátových myší občas někde v kabeláži za stolem zadrhne.

Bezdrátové myši nejsou vhodné na hry. Ne, že by s nimi nešly hrát, ale pro ty, kteří je chtějí hrát závodně a většinu času, představují handicap v podobě nižší odezvy. Pro občasné hraní jsou naprosto dostačující (vlastní zkušenost).

Bezdrátová klávesnice má již menší využití. Osobně si ji ale také nemohu vynachválit, jelikož se mohu u počítače např. velmi jednoduše najíst. Klávesnici položím stranou aniž bych musel řešil kabel. A potom ji zas vrátím zpět.

Pokud se rozhodnete pro bezdrátovou variantu, určitě si kupte sadu klávesnice i myši. Nejen, že k sobě budou vzhledově ladit, bude je obě spravovat také jediný vysílač do USB portu.