天文影像處理電腦怎麼選:CPU、RAM、SSD 與實測
本文整理自 2020 至 2024 年間的筆記與實測,文中提到的 CPU、顯卡型號、記憶體價格與 Benchmark 分數都會隨時代變動,選購時請以當前市場資訊為準。
「跑 PixInsight 該配什麼電腦?」是社團裡的常見問題。這幾年我陸續換過好幾台機器,也用官方的 Benchmark 腳本測過不少組合。這篇把我的心得依零組件整理成一份選購指南,並附上一路以來的實測分數變化。
先談 PixInsight Benchmark
PixInsight 官方提供一個效能測試腳本,可以評測自己電腦跑 PI 的效能,跑完會給出 Total、CPU、Swap 三項分數。要測的話記得更新到最新版的 PI 程式再跑。
我最早拿放在公司、用來處理天文圖片的電腦測(AMD APU 2400G、DDR4 2666 14GB、M.2 SSD),最佳只有 Total 6414 左右。後來把處理器升級(AMD R5 4650G)後,CPU 分數直接翻倍,衝到一萬三千多,而且整台總功耗不超過 120 瓦,表現讓我很滿意——這個分數甚至跟家中正常尺寸的桌機(R5-3600、32GB DDR4 3200)打成平手。

各零組件怎麼選
到了 2023 年,隨著相機從 CCD 換到 CMOS(IMX571、IMX455 等),影像從一千多萬畫素變成兩千四百萬、六千萬畫素,我原本的文書機規格開始吃力——光是上一步/下一步切換就要等三秒,比對前後影像非常不直覺。加上這一年 AI 程序大量上架,工作流程很多環節都要用到,於是重新整理了一份選購邏輯:
CPU
PI 吃的是「多核心且全部是大核」。主流 PC 上,AMD 7950X 或 Intel i9-13900K 這類消費級高階 CPU 效能較佳。要特別提醒的是,AMD 的 X3D 版本對 PI 並沒有加持,實際生產力效能甚至可能略低於一般版的 7950X——除非你要兼打遊戲,否則選一般版即可。
另外,曾有人用 R9-7950X 搭配 Linux 跑出破五萬的分數,直接輾壓 i9-13900 系列(台積電 5nm 製程確實猛),近期要換機的朋友可以留意這類組合。

顯示卡(VGA)
處理彗星、或工作流程需要反覆去星、去噪的人,在 PC 上建議加一張 NVIDIA 顯示卡,讓 CUDA 核心來幫忙加速 SXT、NXT、BXT。以當時的市場價,RTX 30 系列(如 RTX 3060 或 3060 Ti)是首選。若不打電動,RTX 3060 12G 版是不錯的選擇——省電、又有較多 VRAM,甚至能兼著玩 Stable Diffusion。(GPU 加速的詳細實測另有專篇。)
Mac 方面,M1 以上的機種會自動啟用 GPU 加速。
SSD
至少要把要處理的檔案放在 SATA SSD 上跑;以現在的主流情形,放在 M.2 SSD 上會更好。PCIe Gen3 的 SSD 就足夠,Gen4 帶來的處理效益其實不大(只有在複製檔案時會比較快)。
順帶一提,PI Benchmark 若用 RAMDISK 但速度只跑到 4GB/s,那意義不大——RAMDISK 若跑不到至少 10GB/s,不如直接換一顆平價的 PCIe Gen4 SSD(7GB/s 應該就夠快了)。
RAM
PI 利用記憶體的效率相當好。除非你處理的都是全幅以上的大影像,否則 32GB 已經足夠。如果用的是 DDR4,可以直接上 64GB;DDR5 當時還偏貴,先 32GB、有需求再加即可。
這裡有個重要觀念:記憶體不夠,再快的 CPU 也發揮不了。PI 在執行腳本或程序前會先估算可用記憶體,若空間不足以餵飽所有線程,就會直接限制可用的線程數。舉例來說,若每個線程需要 1.7GB、而記憶體只剩 19GB,PI 就只放行 9 個線程;但你的 CPU 明明有 32 線程,等於 23 個線程在乾等。PI 官方建議每個線程約對應 2GB 記憶體——以 AMD 7950X(16 大核、32 線程)為例,至少要裝到 64GB,軟體才能完整發揮。

我的幾台實測機
一路換下來,我手邊有幾台代表性的機器:
- 文書機 AMD R5-2400G → R5-4650G:我最早學 PI 就是用 2400G 的文書機,後來升到 4650G(效能約等同 R5-3600),但礙於小型機殼,除了 CPU、記憶體、SSD 外裝不了額外顯示卡。
- 電競筆電 AMD R7-5800H:32GB DDR4 3200、M.2 Gen3 SSD、RTX 3060 Laptop 6G,總費用不到台幣四萬。RAM、SSD 手動升級的樂趣無價,顯卡則專職用 CUDA 加速去星。
- 新桌機 AMD R9-7950X:DDR5 6000 16G×2、360 一體式水冷、B650 主機板、多顆 M.2 PCIe SSD、RTX 3060 12G、750W 電源。組這台時把預算集中投在跟影像處理最相關的 CPU、水冷、顯卡上,其他周邊儘量壓縮。

到了 2024 年底,PI 更新到重大版本 1.9 Lockhart 後,我照例又測了一輪。手上這三台的平均分數分別是:使用近五年的 R5-3600 約 14700、三年的 R7-5800H 約 17000、近兩年的 R9-7950X 約 29800。7950X 作為主力桌機,用了兩年依然戰力極佳,看來還能再撐兩年等 AMD 新一代 CPU。當然,如果現在要裝機,直接攻頂 R9-9950X 大概可以再戰五年。

幾個容易忽略的細節
- 關於 Apple ARM:PI 從 1.9 版起改換運算引擎,逐步走向原生支援 Apple ARM,而不再以模擬器方式運行。在此之前(1.8.x 時代),M1/M2 上的 PI 是以模擬器執行的,效能評估要把這點考慮進去。
- 1.9 起的 CPU 門檻:PixInsight 從 1.9 版起不再支援缺乏 AVX2/FMA3 指令的舊 CPU(Intel 約 2013 年第二季前、AMD 約 2015 年第二季前),這些舊平台將無法安裝新版 PI。還在用舊 PC 的朋友,建議在升級大版本前先評估換機。
- Intel 13/14 代 K 版當機:曾有多位同好回報,Intel 13、14 代 K 版 CPU 以預設值跑 PI 會當機。後來原廠釋出 BIOS 更新,效能約降 10% 但可確保系統穩定,用 i9-13900K、14900K、14700K 的朋友不妨更新測試。
- 開機時間會影響跑分:在 Windows 下,要跑出最佳 Benchmark 分數,最好是「關機後再開機」剛開好機時跑。以我的電腦來說,單純重開機沒用,必須關機後再開,否則 SSD 不會執行垃圾回收;大約開機一週後,SSD 的連續讀取速度會掉到不足 3000MB/s。定期關機重開是有必要的。

順帶一提:拍攝控制用的電腦
後製主力機之外,拍攝現場還需要一台控制電腦,選機邏輯完全不同——重點不是效能,而是穩定與環境耐受度。我弄來兩條 DDR5 筆電記憶體,配上舊的 M.2 Gen3 SSD,組了一台 Intel 1240P 核心的小電腦,作為天文影像拍攝時的控制機(同時控制一機兩鏡兩相機)兼即時疊圖用。它沒有電池,所以不怕山上的低溫;但屬於有風扇的系統,因此不能直接裝在鏡子上。

小結
配一台跑 PI 的電腦,優先順序大致是:多大核的 CPU、足夠對應線程的記憶體、一顆像樣的 M.2 SSD,再視工作流程加一張 NVIDIA 顯示卡。硬體規格會不斷改朝換代,但「把預算投在與影像處理最相關的環節」這個原則不太會過時。