Tietokoneena voidaan pitää myös muita käytettäviä digilaitteita, jos käsitettä tarkastellaan sisäisen arkkitehtuurin ja komponenttien toiminnallisuuden näkökulmasta. Myös tabletti ja matkapuhelin ovat tietokoneita sillä ne sisältävät samat komponentit ja toimintaperiaatteet, kuin perinteinen tietokone. Tarkastellaan hieman tietokoneen komponentteja, niiden tehtäviä ja toimintaa.
Tietokoneen komponentit
Jokaisella komponentilla on tietokoneessa oma tehtävänsä tietokoneen toiminnassa. Kaikkia tietokoneen komponentteja on myös myynnissä erilaisilla ominaisuuksilla. Valittaessa komponentteja on kiinnitettävä huomio tehon lisäksi myös komponenttien yhteensopivuuteen.
Tietokoneen ydinkomponentteja ovat:
- Kotelo, jonka sisään komponentit kasataan.
- Emolevy, johon muut tietokoneen komponentit kiinnitetään. Emolevy on ikäänkuin talon perusta, johon muut rakenteet kiinnitetään ja jonka varaan koko järjestelmä rakentuu.
- Prosessori eli CPU on tietokoneen aivot, jotka käsittelevät ja suorittavat ohjelmien käskyt. Se laskee, ohjaa ja koordinoi muiden komponenttien toimintaa – mitä nopeammin ja tehokkaammin prosessori toimii, sitä ripeämmin koko tietokone reagoi käyttäjän antamiin tehtäviin.
- Keskusmuisti eli RAM (muistikammat) on tietokoneen lyhytkestoinen muisti, johon tallennetaan väliaikaisesti ne tiedot ja ohjelmat, joita prosessori juuri sillä hetkellä käyttää. Mitä enemmän RAM-muistia on, sitä useampia asioita kone voi tehdä sujuvasti yhtä aikaa.
- Näytönohjain eli GPU vastaa kuvan muodostamisesta ja grafiikan laskennasta. Se muuntaa tietokoneen käsittelemän datan näytöllä näkyväksi kuvaksi. Tehokas näytönohjain on välttämätön erityisesti pelaamisessa, 3D-mallinnuksessa ja muussa raskaassa grafiikkatyössä.
- Massamuisti eli kovalevy (nykyään SSD) on tietokoneen pitkäaikainen muisti, johon tallennetaan kaikki ohjelmat, tiedostot ja käyttöjärjestelmä.
- Virtalähde eli PSU muuntaa pistorasiasta tulevan sähkövirran tietokoneen komponenteille sopivaksi ja jakaa sen tasaisesti kaikille osille. Se on tietokoneen energiakeskus ja ilman toimivaa virtalähdettä mikään muu komponentti ei luonnollisestikaan toimi.
Prosessori eli suoritin
Prosessorin pohjana on elektroniikasta tuttu mikropiiri ja prosessoria voitaisiin kutsua mikroprosessoriksi mutta kansankielessä se on kuitenkin lyhentynyt prosessoriksi tai ”prossuksi”. Prosessori on tietokoneen nopeuden kannalta tärkein komponentti, joten siihen kiinnnitetään usein envimmäisenä huomio, uuden tietokoneen hankinnassa.
Ytimet
Ydin tuo mieleen lähinnä ydinvoimalan mutta prosessorin ytimet ovat itsenäisiä laskentayksikköjä (eli pienoisprosessoreita) samalla mikropiirillä, joiden tehtävä on suorittaa ohjelman antamia ohjeita ja käsitellä tietoa.
Kun prosessorissa on useita ytimiä (esim. 12), ne voivat jakaa työkuorman ja käsitellä useita eri tehtäviä tai prosesseja samanaikaisesti (rinnakkaislaskenta). Mitä enemmän ytimiä, sitä enemmän ja nopeammin tietokone pystyy suorittamaan laskutoimituksia ja käsittelemään monimutkaisia tehtäviä, mikä tehostaa merkittävästi tietokoneen kokonaisnopeutta ja moniajoa. Ytimien määrän lisäksi kuitenkin myös niiden kellotaajuus ja arkkitehtuuri vaikuttavat suorituskykyyn.
Käytännössä kaksi valmistajaa
Prosessoreita valmistaa käytännössä kaksi jättiläistä: Intel ja AMD. Se, kumman valmistajan prosessori valitaan, vaikuttaa suoraan emolevyn valintaan. Prosessorien metalliset kannat eivät ole standardi, vaan ne ovat erilaiset eri valmistajien malleissa. Siksi on oleellista varmistaa, että emolevy on suunniteltu tukemaan valitun prosessorin kantaa.
Prosessori vs. emolevy
Emolevyt rakennetaan tukemaan tiettyä prosessorivalmistajaa, joten komponentteja valitessa kiinnitetään huomio mikä emolevy on suunniteltu millekin prosessorille.
Tuuletin tarpeen
Prosessori kuumenee tohokkaan laskennan vuoksi todella paljon. Siksi prosessoriin asennetaan aina jäähdytyssiiliksi kutsuttu metallinen säleikkö sekä tuuletin. Jäähdytystarpeet tulevat myös prosessorin hankinnan mukana samaan hintaan mutta aina voi hankkia tehokkaamman vaihtoehdon erikseen.
Viilentämisen voi hoitaa myös nestemmäisellä jäähdytyksellä, joka on todella tehokas vaihtoehto.
Emolevyn valinta
Emolevyn valintaa vaikuttaa olennaisesti, millainen prosessori aiotaan tietokoneeseen valita. Ehdottomasti tärkein huomioitava seikka emolevyä valittaessa on emolevyn suoritinkanta (socket). Suoritinkannan tulee vastata täsmälleen valittua prosessoria (esim. Intel LGA 1700 ja AMD AM5). Yhteensopivuuden varmistaminen on edellytys sille, että suoritin sopii fyysisesti ja elektronisesti emolevyn prosessoripaikkaan.
Emolevyn valinnassa tulee kiinnittää myös muihin asioihin huomiota, kuten piirisarjan ominaisuudet, jotka vaikuttavat ominaisuuksiin, kuten laajennusmahdollisuudet, ylikellotuskyvyn ja tuen uusimmille teknologioille (esim. PCIe 5.0, Wi-Fi 6/7). Myös tuki valitulle RAM-tyypille (muistikammat DDR4 tai DDR5).
Emolevyn fyysinen koko tulee myös ottaa huomioon, jos tietokoneen koko on jo tiedossa. Lisäksi emolevyssä on USB- ja muut liitännät ja niiden tarvittava määrä on hyvä katsoa myös. Varmista, että emolevy sisältää riittävästi USB-portteja (eri tyyppejä ja nopeuksia), verkkoliitäntä (Gigabit Ethernet tai nopeampi) ja mahdolliset video- tai äänilähdöt. Lopuksi, kiinnitä huomiota virransyöttöön (VRM), erityisesti jos aiot käyttää tehokasta suoritinta tai harrastaa ylikellotusta, sillä laadukas VRM on vakauden ja suorituskyvyn kannalta välttämätön.
Lyhyesti emolevyn valinnasta:
- Suoritinkanta (Socket):Täytyy vastata valitsemaasi suoritinta (esim. AM5, LGA 1700) – tämä on ensimmäinen kriteeri.
- Piirisarja:Määrittää emolevyn ominaisuudet ja tuen teknologioille (esim. Z790, B650).
- Muistityyppi ja -tuki: Tulee tukea valitsemaasi RAM-tyyppiä (DDR4/DDR5) ja riittävää nopeutta/kapasiteettia.
- Kokoluokka (Form Factor): Emolevyn koko (ATX, Micro-ATX, Mini-ITX) kotelon yhteensopivuuden ja laajennuspaikkojen kannalta.
- Liitännät ja tallennustuki: Riittävä määrä M.2-paikkoja (NVMe) ja SATA-portteja tarpeisiisi.
- Laajennuspaikat: Tarvittava määrä PCIe-paikkoja (erityisesti näytönohjaimelle).
- Ulkoiset Liitännät: Riittävästi nopeita USB-portteja ja tarvittavat verkkoliitännät.
- Virransyöttö (VRM): Laatu ja tehokkuus, erityisesti tehokkaiden suorittimien tai ylikellotuksen yhteydessä.
Koneen sisäiset muistit
Tietokoneessa on erilaisia muisteja, joihin tallennetaan tietoa ja ne on toimittavat erilaisia tehtäviä koneen toiminnassa.
Keskusmuisti eli RAM
Keskusmuisti on työmuistia, jota prosessoti käyttää ja siihen latautuvat käyttöjärjestelmän lisäksi suoritettavat sovellukset sekä näiden tarvitsemat tiedot. Keskusmuisti on tyyppiltään väliaikaista ja sen tiedot nollaantuvat, kun tietokone sammutetaan. Jo keskusmuistia on tietokoneessa liian vähän, tietokoneen toiminta hidastuu.
Keskusmuisti sijaitsee emolevyn muistikammoissa ja muisteja on saatavilla erilaisilla nopeuksilla. Luonnollisesti mitä nopeampaa muisti on sitä kalliimpia kammat ovat. Emolevyissä on yleensä neljä muistikampapaikkaa, joihin voi asentaa halutun määrän muistikampoja. Muistikampoja on myös erityyppisiä, joten on varmistettava, että muistikamman tyyppi soveltuu (sopii) tietokoneen emolevyyn.
Massamuisti
Tietokoneen kiintolevyt (kovalevyt) ovat massamuistia, joihin tallennamme tiedostoja ja jossa sijaitsevat asennettujen ohjelmistojen sekä käyttöjärjestelmän tiedostot.
Kiintolevy, jossa ohjelmat sijaitsevat on asennettu kiinteästi tietokoneeseen ja yhdistetty johdolla tietokoneen emolevyyn. Kiintolevy oli alunperin pääasiallisesti mekaaninen ja sisälsi magneettisesti pyörivän metalli- tai lasikiekon ja tietojen lukupään.
70-luvulla kehitettiin ensimmäiset digitaaliset SSD-massamuistit, jotka ovat käytännössä korvanneet mekaaniset, huomattavasti hitaammat, kiintolevyt tietokoneiden massamuistina. SSD-levyssä tiedot tallentuvat magneettisen materiaalin sijasta muistipiireille samaan tapaan kuin muistitikulla. Kiintolevyllä ei ole mekaanista koneistoa, vaan toiminta perustuu puolijohdepiireihin. Tämän vuoksi SSD-muistilevyissä on myös parempi iskunkestävyys. Hyötynä ovat pienempi virrankulutus, huomattavasti nopeampi toiminta ja täydellinen äänettömyys.
Tietokoneen ulkoiset muistit
Ulkoisia muisteja ovat esimerkiksi muistitikut, ulkoiset kiintolevyt, muistikortit ja kaikki tallennusvälineet, jotka eivät ole kiinteästi asennettuna tietokoneeseen.
Ulkoiset kiintolevyt käyttävät samaa tekniikkaa, kuin koneen sisäiset kiintolevyt mutta niitä käytetään pääasiallisesti omien tiedostojen tallentamiseen. Kuten sisäisiä kiintolevyjäkin myös ulkoisia kiintolevyjä on mekaanisia ja SSD-tekniikkaa käyttäviä levyjä.
Muistitikku eli USB-muisti on tavallisesti pienikokoinen USB-pistokkeen sisältävä tallennusväline, joka on Flash-muistiin perustuva (Kuten SSD-kovalevyt) massamuisti. Pienen kokonsa ansiosta USB-muistit kulkevat kätevästi mukana ja ovat käytännöllisempiä tiedon siirtämiseen kuin ulkoiset kovalevyt.
Muistikortit ovat todella fyysiseltä kooltaan pieniä, usein erilaisissa laitteissa, kuten järjestelmä ja muissa kameroissa käytettäviä tallennusvälineitä. Muistikortin tiedot voidaan ladata tietokoneeseen joko olemassa olevan muistikortille sopivan portin kautta tai erillistä muistikortinlukijaa käyttämällä.