个人计算机的电源系统设计得相当复杂,其核心部件是一个强大的电源供应单元,这个单元负责从外部电网获取交流电,并将其高效地转换为直流电,以供应给计算机内部的各个组件。尽管如此,我们仍然可以在主板上发现一个看似不起眼的小型纽扣电池,这是否意味着我们的计算机内部还有一个小型独立供电系统呢?
回顾计算机发展的历史,这个纽扣电池的存在是为了满足一种特殊芯片的需求,这种芯片被称为CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片。在过去,CMOS芯片承担着重要的任务,即保存计算机的基本输入/输出系统(BIOS)的配置信息。BIOS是计算机启动时首先运行的软件,它负责初始化和检测硬件设备,并加载操作系统。CMOS芯片通过存储BIOS的配置参数,确保每次开机时计算机都能按照预设的设置运行。
然而,CMOS芯片采用的是易失性存储技术,这意味着一旦断电,它所存储的所有信息都会丢失。考虑到并非所有用户都会让计算机持续运行,主板制造商便在主板上集成了一个纽扣电池,以便在电源关闭时为CMOS芯片提供备用电源,从而保证BIOS配置信息不会丢失。
随着技术的进步,主板制造商逐渐放弃了使用CMOS芯片来保存BIOS设置的做法。这主要是因为早期的CMOS芯片存储容量有限,只能保存大约128字节的配置信息,而现代计算机的BIOS数据量大大增加,需要更大的存储空间。因此,制造商转而采用非易失性RAM(NVRAM)芯片来存储BIOS设置。NVRAM具有更高的存储容量,并且在断电后仍能保持数据不丢失。
那么,在当前的主板上,这个纽扣电池还有何用呢?其实,它的作用已经发生了变化。现在,主板上仍然有一个CMOS芯片,但它的功能不再是保存BIOS设置,而是负责维护计算机的实时时钟(RTC)。这意味着,即使在没有纽扣电池的情况下,计算机也能保持准确的时间记录。
在服务器领域,许多系统已经实现了无需CMOS电池的时钟维护功能。这些服务器通常在启动时连接到网络时间协议(NTP)服务器,通过互联网获取精确的时间信息,而不是依赖本地存储的时间。然而,对于大多数个人计算机用户来说,CMOS电池仍然是一个重要的组成部分。如果取下这个电池,BIOS设置很可能会被清除,就像在早期计算机中那样。这是因为多年来,用户习惯于通过移除CMOS电池来重置BIOS设置,因此制造商为了方便用户,仍然保留了这一功能。不过,一些制造商也在主板上设置了专门的BIOS配置清除按钮,以提供更便捷的操作。
幸运的是,CMOS电池的使用寿命非常长,通常可以持续数年而不需要更换。当电池寿命结束需要更换时,购买一个新电池也相对容易。然而,为了防止数据丢失,用户应该定期备份BIOS配置,以便在需要时能够快速恢复。