Как работают ноутбуки

В некотором 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 для большинства пользователей.

Ноутбуки также дороже настольных компьютеров. Однако разрыв в ценах сокращается — цены на ноутбуки падают быстрее, чем цены на настольные ПК, а в мае 2005 года ноутбуки впервые превзошли по продажам настольные модели [Источник: Windows IT Pro].

Как все оборудование настольной башни может поместиться 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 помощью кабелей. Независимо от того, расположен ли корпус вертикально или горизонтально, в нем есть много места для дополнительных карт, кабелей и циркуляции воздуха.

Но ноутбук — это много меньше и легче, чем даже самый компактный ПК в корпусе Tower. 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.

Потому что из-за этого фундаментального различия в конструкции и из-за присущей портативному компьютеру портативности компоненты должны:

Часто эти различия делают компоненты более дорогими, что может способствовать повышению цен на ноутбуки. В следующих разделах мы рассмотрим, как ноутбуки справляются с этими различиями.

Процессоры для ноутбуков

Микропроцессор, или ЦП, работает с операционной системой для управления компьютером. По сути, он действует как мозг компьютера. ЦП выделяет много тепла, поэтому в настольном компьютере используется циркулирующий воздух, вентилятор и радиатор — система пластин, каналов и ребер радиатора, используемых для отвода тепла от процессора. — остыть. Поскольку в ноутбуке гораздо меньше места для каждого из этих методов охлаждения, его процессор обычно:

Некоторые ноутбуки используют настольные процессоры, настроенные на работу с более низкими тактовыми частотами. Хотя это может улучшить производительность, эти ноутбуки обычно сильно нагреваются и имеют значительно меньшее время автономной работы.

Радиатор и вентилятор ноутбука

Ноутбуки обычно имеют небольшие вентиляторы, радиаторы, радиаторы или тепловые трубки для отвода тепла 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 направлять тепло непосредственно наружу, а не через другие компоненты.

Память и хранилище ноутбука

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 шины большего размера, что позволяет быстрее перемещать данные между процессором, материнской платой и памятью.

В ноутбуках часто используются модули памяти меньшего размера для экономии места. В ноутбуках используются следующие типы памяти:

Некоторые ноутбуки имеют обновляемую память и съемные панели для легкого доступа к модули памяти.

Подобно настольному компьютеру, ноутбук имеет внутренний жесткий диск , в котором хранятся 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 портативных компьютеров вращаются медленнее, чем жесткие диски настольных ПК, что снижает как тепловыделение, так и энергопотребление.

Настольные компьютеры имеют несколько отсеков для установки дополнительных дисков , например, приводы CD и DVD. Однако места в ноутбуке гораздо меньше. Многие ноутбуки имеют модульную конструкцию , что позволяет размещать различные диски в одном отсеке. Эти диски бывают трех различных обозначений:

В некоторых случаях эти отсеки для дисков не ограничиваются только дисками, но также могут принимать дополнительные батареи.

Далее мы рассмотрим возможности ноутбука по обработке и отображению видео.

Экран ноутбука, графика и звук

Графический процессор (GPU) — это микропроцессор, который обрабатывает вычисления, необходимые для рендеринга трехмерной графики. 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 разделяют память между процессором и графическим процессором, экономя место и снижая энергопотребление.

Многие люди не замечают снижения графической производительности портативных компьютеров. 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 специальные ноутбуки, разработанные для энтузиастов игр, включают более мощные графические процессоры и дополнительную видеопамять.

Ноутбук отображает графику на жидкокристаллическом (ЖК) экране. Большинство экранов имеют размер от 12 до 17 дюймов, и размер экрана влияет на общий размер ноутбука.. Кроме того, экраны ноутбуков могут быть:

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 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 первоклассной 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 является портативным и может работать только от батарей.

Никель-кадмиевый ( NiCad) батареи были первым типом аккумуляторов, широко использовавшимся в портативных компьютерах, и старые ноутбуки иногда все еще используют их. Срок службы между зарядками составляет примерно два часа, но этот срок уменьшается с каждой зарядкой из-за 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 NiCad заключается в том, что если аккумулятор заряжается слишком долго, он может взорваться.

Никель-металлогидридные (NiMH) батареи — это мост между NiCad и новыми литий-ионными (LiIon) батареями. Они служат дольше между зарядками, чем никель-кадмиевые, но в целом имеют меньший общий срок службы. Они страдают от эффекта памяти, но в меньшей степени, чем никель-кадмиевые батареи.

Литий-ионные батареи являются текущим 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. Литий-ионных аккумуляторов хватает примерно на 950 — 1200 зарядов..

Заявлено, что у многих ноутбуков с литий-ионными аккумуляторами срок службы батареи составляет 5 часов, но это измерение может сильно варьироваться в зависимости от того, как используется компьютер. Жесткий диск, другие дисководы и ЖК-дисплей потребляют значительный заряд батареи. Даже для поддержания беспроводного подключения к Интернету требуется немного заряда аккумулятора. Многие модели портативных компьютеров имеют программное обеспечение для управления питанием, которое продлевает срок службы батареи или экономит заряд батареи при низком уровне заряда.

Белые книги

Многие люди создают персонализированные ПК для себя или клиентов. Эти самодельные компьютеры, называемые белыми ящиками , составляют значительную часть компьютерного рынка. Некоторые люди также модифицируют свои компьютеры для косметических целей или повышения производительности. Это называется моддинг . Но как насчет сборки или модификации портативного компьютера?

Модифицированный или самодельный портативный компьютер 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 аннулирует гарантию 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.

Оболочка ноутбука состоит из:

Это означает, что любой желающий для сборки whitebook необходимо найти:

На данный момент нет реальных стандартов для форм-фактор (форма и дизайн) деталей ноутбука. Процессоры, предназначенные для ноутбуков, доступны в продаже, но найти материнскую плату для этих чипов — совсем другое дело. Жесткие диски довольно стандартные, а системную память SODIMM легко найти, но другие части могут потребовать некоторого рытья.

Далее мы рассмотрим история портативных компьютеров.

История ноутбуков

В 1970-х годах Алан Кей из Xerox Исследовательский центр Пало-Альто придумал 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 действительно 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. Характеристики PC Convertible:

При весе в 12 фунтов ( 5,4 кг) ПК-кабриолет продавался за 3500 долларов. Это был первый портативный компьютер с дизайном «раскладушка», используемый в современных ноутбуках. Успех PC Convertible стал катализатором для таких конкурентов, как Compaq и Toshiba, чтобы перейти на раскладушку в своих портативных компьютерах. Так началась эра портативных компьютеров.

Для получения дополнительной информации о портативных компьютерах и связанных темах просмотрите ссылки на следующей странице.

Дополнительная информация

Связанные статьи HowStuffWorks

Подробнее Отличные ссылки

Источники