為什麼不把主板、cpu、內存和硬碟集合成一體的？

06-29

有呀，誰說沒有？

比如手機主板，主板上面集成了處理器，內存，和硬碟等一大堆東西！至於散熱，這個不用我多說了吧。

當然，pc界也有一種微型電腦有類似這種，這就是稱之為樹莓派（aspberry Pi）。

樹莓派是英國Raspberry Pi基金會推出的一個迷你電腦，只有信用卡般大小，推出初衷是為了解決貧困地區教育問題。始發於2012年。

作為微型電腦，那麼上面所述的處理器內存硬碟等硬體一概不少，只不過都是集成在一塊主板上。散熱同樣不差。

樹莓派之後還有一些公司推出了類似的微型主機，比如美國一家公司推出的CHIP。某寶也有一大堆類似的迷你主機出售。

總的來說，現今如果沒有類似量子計算機等一類形態的計算機，那如今來說電腦，手機或者是微型主機，都是一個個不同功能的部件組成的，最多也就集成一體化。

有啊，而且應用非常廣泛。

手機主板我就不說了，這個基本大家都知道，手機就是所有元器件都是集成在一塊主板上的，這個顯而易見，而在其他領域你所謂的把主板、cpu、內存和硬碟集於一體的簡易電路設計，這個也是有應用的，比如說單片機：

單片機（Microcontrollers）是一種集成電路晶元，是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調製電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發展到現在的300M的高速單片機。

單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。

單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀錶、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」，如智能型洗衣機等[1]。

單片機（Microcontrollers）誕生於1971年，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此後在8051上發展出了MCS51系列MCU系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，並且進入主流市場。

而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。高端的32位Soc單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。

當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。

主要寄存器

（1）累加器A

圖1-2 單片機組成框圖

累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用於保存一個操作數；運算後，用於保存所得的和、差或邏輯運算結果。

（2）數據寄存器DR

數據寄存器通過數據匯流排向存儲器和輸入/輸出設備送（寫）或取（讀）數據的暫存單元。它可以保存一條正在解碼的指令，也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數據位元組等等。

（3）指令寄存器IR和指令解碼器ID

指令包括操作碼和操作數。

指令寄存器是用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從內存中取到數據寄存器中，然後再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時，必須對操作碼進行解碼，以確定所要求的操作，指令解碼器就是負責這項工作的。其中，指令寄存器中操作碼欄位的輸出就是指令解碼器的輸入。

（4）程序計數器PC

PC用於確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續地執行下去，因此通常又被稱為指令地址計數器。在程序開始執行前必須將程序的第一條指令的內存單元地址（即程序的首地址）送入PC，使它總是指向下一條要執行指令的地址。

（5）地址寄存器AR

地址寄存器用於保存當前CPU所要訪問的內存單元或I/O設備的地址。由於內存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內存讀/寫操作完成為止。

顯然，當CPU向存儲器存數據、CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時，都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣，如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來看的話，那麼當CPU和外圍設備交換信息時，也需要用到地址寄存器和數據寄存器。

應用範圍

單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀錶的控制，計算機的網路通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程式控制玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀錶、醫療器械以及各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。

當然除了單片機，這種簡易的集成電路設計還有很多廣泛的應用，而且也有很好的發展前景，相信在不久的未來，這種設計將徹底改變我們的生活。

現在手機就是一個主板、cpu、內存、硬碟、鏡頭和電池等等的集成體！隨著技術的發展，這高度一體化是趨勢。但目前受到技術和製作材料的影響，只能做到像手機、輕薄本等這樣簡單拼湊組件的一體化。

要做到高度一體化，首先要解決的便是散熱問題，這對高性能一體機來說，更是關鍵所在！像現在高端台式遊戲主機，即便是用上了水冷技術，在某些情況還是不能滿足機子的散熱問題！想要真正解決這一散熱問題，只能寄託於製作材料上了。比如，用上了超導體材料，這就解決了電子在運動過程中的熱效應了！

其次，便是拼合製作技術上的問題！就像現在英特爾把GPU技術融合進了自家處理器上，但是這英特爾的GPU技術相比專業出身的英偉達來說，就是小孩與大人的區別！是自家埋頭研發還是購買別人的專利技術，這就涉及到了專利與技術上的授權問題。

再次，就是這一體化產品是否經受得住市場的考驗。任何東西都需要有適合它自己的位置，如果沒有了適合的位置，這說明這東西不適合出現在這個時空里，就會直接被pass掉！雖然做出來的產品高度集成，只是為了集成而集成的，簡單拼湊，性能低下，毫無效能可言，那就沒有什麼意義！

就像電子管-晶體管-集成電路-超大規模集成電路發展歷程一樣，電腦從巨型化-微型化-智能化-高度一體化，這也是電腦發展的不然規律！

在這需要說明的是，在2012年3月，英國劍橋大學阿普頓就正式發售只有信用卡大小的台式機，這傢伙雖然身材這麼嬌小，這可謂是麻雀雖小五臟俱全！它不僅可以運行基於Linux的系統，現在還可以運行Windows 10系統！

我認為這肯定是以後的趨勢。實際上，把硬碟，CPU，內存，Gpu這幾大件集成封裝在一起，做成一個iPhone4大小的soc（system on chip）塊是完全可以的，能大大簡化包括液體冷卻在內的散熱器的結構和成本，這和單片機的道理是一樣的。整機故障率和體積都會減小一個數量級，而且成本肯定也會降低。至於diy，感覺沒必要，因為成本降低了，同等價錢下，soc都是頂配。

維修成本高。且故障率可能會上升！把主板,CPU結合起來的早就有了，但都是低端！全集成個人認為有兩大弊端。其一，基本沒有擴展的可能，加大後期使用維護升級的成本。有問題必須全換！再者，硬碟作為重要存儲，如果集成必須是固態顆粒存儲，成本高，容量小，速度快。可是一旦故障數據無法保留或代價高！

集成一體了你讓玩diy怎麼辦，而且集成一體了很雞肋，如果壞了一個元件非專業人士根本沒法修，不像現在內存條壞了，看準型號，網上買根自己在家就能換，而且時代在進步，如果集成一體了，你要是想換電腦了，你除了換整機，根本沒法換局部硬體。

這其實很不好，就像手機，我覺得容量不夠，然後又買不到合適的大容量快閃記憶體，最後只能自己做個轉換介面插一塊1TB NVMe SSD。厚度增加了都是小問題，可是這還需要再做一個中框、一個後攝像頭支架，當然還可以多塞2塊電池其實也算意外的驚喜。

改造完成的手機厚度達到15.7cm，電池提升到11000mAh，存儲容量為950GB。(為了避免廣告嫌疑我就不上圖也不發產品型號了。)

很簡單的問題還問。當然會做cpu的公司不會做硬碟。會做硬碟的不會做內存一樣。即使一個公司可以硬碟cpu都會做。但是主板又怎麼搞定呢？就好比華為手機是國產機。但是零部件都是國外的。系統都是美國的。一個道理的哈。覺得我說的對的，，麻煩點個贊。謝謝你們。

能把所有組件直接從圓晶廠出來（所有晶元，貼片，microLED屏幕，直接在台積電廠後無塵自動組裝封裝成品移動通信設備《手機》的）的手機，加電池和自主定製或者選擇外殼這個最流。