Внутри IBM ThinkPad.
В известном смысле стремительный рост популярности портативных компьютеров вызывает иронию. Они полностью портативны, потребляют меньше энергии и производят меньше шума, чем настольные модели. Но они часто немного медленнее и имеют меньшую мощность обработки графики и звука, хотя эти различия могут быть слишком малы, чтобы большинство пользователей их заметили.
Ноутбуки также дороже настольных компьютеров. Тем не менее, ценовой разрыв сокращается - цены на ноутбуки падают быстрее, чем цены на настольные компьютеры, а в мае 2005 года портативные ПК фактически впервые превзошли настольные модели.
Как все оборудование настольной башни поместится в такой небольшой корпус? И как ноутбуки могут быть достаточно эффективными, чтобы работать только от батареи? В этой статье вы найдете ответы на эти и другие вопросы о ноутбуках.
В целом портативные и настольные компьютеры очень похожи. У них одинаковое базовое оборудование, программное обеспечение и операционные системы. Основное различие заключается в том, как их компоненты сочетаются друг с другом.
Настольный компьютер включает в себя материнскую плату, видеокарту, жесткий диск и другие компоненты в большом корпусе. Монитор, клавиатура и другие периферийные устройства подключаются по беспроводной сети или с кабелями. Независимо от того, расположен ли корпус вертикально или горизонтально, в нем достаточно места для карт расширения, кабелей и циркуляции воздуха.
Но ноутбук намного меньше и легче даже самой компактной башни ПК. Его экран является неотъемлемой частью устройства, как и клавиатура. Вместо просторного корпуса с большим количеством места для циркуляции воздуха в ноутбуке используется небольшая плоская конструкция, в которой все части плотно прилегают друг к другу.
Из-за этой фундаментальной разницы в конструкции и из-за присущей ноутбуку портативности компоненты должны:
- Уместиться в компактном пространстве
- Экономия энергии
- Вырабатывают меньше тепла, чем настольные компоненты
Содержание
- [Процессоры для ноутбуков
- Память и хранение ноутбука
- Экран ноутбука, графика и звук
- Аккумуляторы для ноутбуков
- Белый лаптоп
- История ноутбуков
Процессоры для ноутбуков
Процессор IBM ThinkPad.
Микропроцессор, или ЦП, работает с операционной системой для управления компьютером. По сути, он действует как мозг компьютера. ЦП выделяет много тепла, поэтому настольный компьютер для охлаждения использует циркулирующий воздух, вентилятор и радиатор - систему пластин, каналов и ребер радиатора, которые отводят тепло от процессора. Поскольку в ноутбуке гораздо меньше места для каждого из этих методов охлаждения, его процессор обычно:
- Работает при более низком напряжении и тактовой частоте - это снижает тепловыделение и потребление энергии, но замедляет работу процессора. Большинство ноутбуков также работают с более высоким напряжением и тактовой частотой при подключении к сети и с более низкими настройками при использовании батареи.
- Устанавливается на материнскую плату без использования контактов - контакты и розетки занимают много места на настольных ПК. Некоторые процессоры материнских плат монтируются непосредственно на материнскую плату без использования разъема. Другие используют Micro-FCBGA ( решетку с перевернутыми шариками), в которой вместо булавок используются шарики. Эти конструкции экономят место, но в некоторых случаях означают, что процессор не может быть снят с материнской платы для замены или обновления.
- Имеет спящий режим или режим замедления - компьютер и операционная система работают вместе, чтобы снизить скорость процессора, когда компьютер не используется или когда процессору не нужно работать так быстро. Процессор Apple G4 также отдает приоритет данным, чтобы минимизировать разряд батареи.
В некоторых ноутбуках используются настольные процессоры, настроенные на работу с более низкой тактовой частотой. Хотя это может улучшить производительность, эти ноутбуки обычно нагреваются намного сильнее и имеют значительно меньшее время автономной работы.
Радиатор и вентилятор ноутбука.
Ноутбуки обычно имеют небольшие вентиляторы, радиаторы, радиаторы или тепловые трубки, которые помогают отводить тепло от процессора. Некоторые модели ноутбуков более высокого класса еще больше уменьшают тепло за счет жидкого хладагента, находящегося в каналах рядом с тепловой трубкой. Кроме того, большинство процессоров ноутбуков расположены рядом с краем устройства. Это позволяет вентилятору перемещать тепло непосредственно наружу, а не через другие компоненты.
Память и хранение ноутбука
Модули SODIMM.
Память ноутбука может частично компенсировать снижение производительности из-за более медленного процессора. Некоторые ноутбуки имеют кэш-память на процессоре или очень близко к нему, что позволяет ему быстрее получать доступ к данным. Некоторые также имеют более крупные шины, что позволяет данным быстрее перемещаться между процессором, материнской платой и памятью.
В ноутбуках часто используются модули памяти меньшего размера для экономии места. Типы памяти, используемые в ноутбуках, включают:
- Компактный модуль памяти с двухрядным расположением выводов (SODIMM)
- Синхронная RAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM)
- Синхронное ОЗУ с одной скоростью передачи данных (SDRAM)
- Фирменные модули памяти
Как и настольный компьютер, ноутбук имеет внутренний жесткий диск , на котором хранится операционная система, приложения и файлы данных. Однако у ноутбуков обычно меньше дискового пространства, чем у настольных компьютеров. Жесткий диск ноутбука также физически меньше, чем у настольного компьютера. Кроме того, большинство жестких дисков ноутбуков вращаются медленнее, чем жесткие диски настольных ПК, что снижает как тепловыделение, так и энергопотребление.
Настольные компьютеры имеют несколько отсеков для установки дополнительных приводов, таких как приводы CD и DVD ROM. Однако места в ноутбуке гораздо меньше. Многие ноутбуки имеют модульную конструкцию, что позволяет размещать в одном отсеке различные диски. Эти диски бывают трех разных обозначений:
- Возможность горячей замены - компьютер может оставаться включенным во время замены диска.
- Горячая замена - компьютер может оставаться включенным при замене диска, но соответствующая шина (путь, по которому диск отправляет данные в ЦП) должна быть неактивной.
- «Холодная замена» - компьютер должен быть выключен во время замены.
Далее мы рассмотрим возможности ноутбука по обработке и отображению видео.
Экран ноутбука, графика и звук
Графический процессор ноутбука.
Графический процессор[/B] (GPU), представляет собой микропроцессор, который обрабатывает расчеты, необходимые для 3-D графики визуализации. Как и центральный процессор, графический процессор выделяет много тепла. Большинство ноутбуков имеют графические возможности, встроенные в материнскую плату, или имеют видеокарты меньшего размера с графическим процессором, разработанным специально для использования в ноутбуках. Производители графических процессоров ATI и nVidia производят графические процессоры специально для ноутбуков. Ноутбуки часто совместно используют память между процессором и графическим процессором, экономя место и снижая потребление энергии.
Многие люди не замечают снижения графической производительности ноутбука. Ноутбуки обладают достаточной вычислительной мощностью для веб-серфинга и приложений для повышения производительности. Однако они могут столкнуться с трудностями при использовании новейших трехмерных игр. Некоторые специализированные ноутбуки, разработанные для энтузиастов игр, включают более мощные графические процессоры и дополнительную видеопамять.
Ноутбук отображает графику на жидкокристаллическом дисплее (LCD). Большинство экранов имеют размер от 12 до 17 дюймов, и размер экрана влияет на общий размер ноутбука. Кроме того, экраны ноутбуков могут быть:
- Черно-белый (16 оттенков серого) или цветной (65 536 цветов)
- Активная или пассивная матрица
- Светоотражающий или с подсветкой
Дисплеи с активной матрицей имеют более четкое изображение и их легче читать, а экраны с подсветкой лучше подходят для условий низкого уровня освещения.
Этот вид сзади на ЖК-панель Toshiba показывает люминесцентную лампу, которая обеспечивает свет, и экран, который равномерно рассеивает свет по поверхности.
Большинство ноутбуков также имеют звуковые карты или встроенную систему обработки звука на материнской плате, а также небольшие встроенные динамики. Однако, как правило, внутри ноутбука не хватает места для топовой звуковой карты или высококачественного динамика. Энтузиасты игр и аудиофилы могут дополнить звуковые возможности своих ноутбуков внешними звуковыми контроллерами, которые используют порты USB или FireWire для подключения к ноутбуку.
Аккумуляторы для ноутбуков
Ноутбуки и настольные компьютеры работают от электричества. Оба имеют небольшие батарейки для поддержания часов реального времени и, в некоторых случаях, CMOS RAM. Однако, в отличие от настольного компьютера, портативный компьютер может работать только от батарей.Никель-кадмиевые (NiCad) аккумуляторы были первым типом аккумуляторов, обычно используемых в портативных компьютерах, и в старых ноутбуках они иногда все еще используются. У них есть срок службы примерно два часа между зарядками, но этот срок службы уменьшается с каждым зарядом в зависимости от эффекта памяти . Пузырьки газа образуются в пластинах ячеек, уменьшая общий объем доступного пространства ячеек для подзарядки. Единственный способ обойти это - полностью разрядить аккумулятор перед его зарядкой. Другой недостаток никель-кадмиевых аккумуляторов заключается в том, что если аккумулятор заряжается слишком долго, он может взорваться.
Никель-металлогидридные (NiMH) батареи - это мост между никель- кадмиевыми батареями и новыми литий-ионными (LiIon) батареями. Они служат дольше между зарядками, чем никель-кадмиевые, но в целом имеют меньший общий срок службы. Они страдают эффектом памяти, но в меньшей степени, чем никель-кадмиевые батареи.
Литий-ионные аккумуляторы являются современным стандартом для портативных компьютеров. Они легкие и имеют долгую жизнь. Они не страдают от эффекта памяти, заряжаются случайным образом и не перегреваются при перезарядке. Они также тоньше любых других аккумуляторов для ноутбуков, что делает их идеальными для новых ультратонких ноутбуков. LiIon аккумуляторов хватает примерно на 950–1200 зарядов.
Многие ноутбуки с литий-ионными батареями утверждают, что срок службы батареи составляет 5 часов, но это измерение может сильно варьироваться в зависимости от того, как используется компьютер. Жесткий диск, другие диски и ЖК - дисплей все используют значительную мощность батареи. Даже для поддержания беспроводного подключения к Интернету требуется немного заряда аккумулятора. Многие модели портативных компьютеров имеют программное обеспечение для управления питанием, чтобы продлить срок службы батареи или сэкономить заряд батареи при низком уровне заряда.
Советы по покупкам
Ноутбуки доступны в огромном разнообразии конфигураций с широким спектром опций и возможностей. При покупке ноутбука следует помнить о нескольких вещах:
- Скорость процессора и память - эти два фактора сильно влияют на производительность ноутбука.
- Размер экрана. Экран большего размера может сделать ноутбук более подходящим для игр или просмотра фильмов.
- Вес. По мере того, как ноутбуки становятся более мощными, они также становятся больше и тяжелее.
- Возможность обновления - возможности добавления памяти или более быстрого жесткого диска могут повысить производительность.
- Безопасность. Небольшие размеры и вес ноутбука делают его легкой добычей для воров, поэтому многие модели оснащены портами для замков с тросиком или датчиков движения.
Белый лаптоп
Многие люди создают персонализированные ПК для себя или клиентов. Эти самодельные компьютеры, называемые «белые ящики», составляют значительную часть компьютерного рынка. Некоторые люди также модифицируют свои компьютеры для косметических целей или повышения производительности. Это называется моддингом. Но как насчет сборки или модификации ноутбука?Модифицированный или самодельный ноутбук называется whitebook. Белые книги сейчас составляют около 5 процентов рынка ноутбуков, и это число медленно растет. Индустрия проделала довольно хорошую работу по удержанию конечных пользователей от ноутбуков. Они затруднили открытие, изменение и получение запчастей для ноутбука. Кроме того, открытие корпуса ноутбука в большинстве случаев приводит к аннулированию гарантии производителя.
По-прежнему сложно найти детали для сборки ноутбука с нуля, но такие поставщики, как ASUS и ECS, позволяют некоторым клиентам заказывать пустые корпуса для ноутбуков. Они особенно открыты для торговых посредников, которые создают электронные книги и продают их клиентам. Кроме того, люди могут модифицировать или обновлять то, что идет с оболочкой. Такие компании, как TechStyle, сделали на этом бизнес.
Корпус ноутбука состоит из:
- Шасси
- Материнская плата
- Оптический привод
- Дисплея
- Клавиатура
- Видеокарта
Это означает, что каждый, кто хочет создать лаптоп, должен найти:
- Микропроцессор
- Память
- Беспроводная карта
Далее мы рассмотрим историю портативных компьютеров.
История ноутбуков
IBM ThinkPad.
В 1970-х годах Алан Кей из исследовательского центра Xerox в Пало-Альто задумал беспроводной портативный компьютер размером примерно с ноутбук. Он назвал это Dynabook . Dynabook Кея никогда не обходился без эскизов и картонной модели, но он привел в движение колеса для разработки по-настоящему портативного компьютера.
В 1979 году Уильям Моггридж из Grid Systems Corporation создал первый работающий портативный компьютер: Grid Compass Computer 1109. Он имел 340 килобайт пузырьковой памяти, литой под давлением магниевый корпус и складной электролюминесцентный графический дисплей. НАСА купило несколько из них по 800 долларов за штуку для использования в космической программе.
Другие компании, такие как Gavilan Computer и Apple, в последующие годы представили другие портативные компьютеры. Однако первой коммерчески жизнеспособной машиной был
IBM PC Convertible, представленный в 1986 году. PC Convertible отличался:
- Микропроцессор 8088
- 256 килобайт памяти
- Два 3,5-дюймовых (8,9 см) флоппи-дисковода
- ЖК - дисплей
- Параллельный и последовательный порты принтера
- Место для внутреннего модема
- Программный пакет, включающий базовый текстовый редактор, календарь встреч, телефонную / адресную книгу и калькулятор.
Last edited:
