Как устроен ноутбук
10.10.2015
Перед приобретением ноутбука большинство пользователей задается вопросом: "Как все то, из чего состоит настольный ПК, помещается в компактном устройстве?" Учитывая, что вцелом устройство любого из компьютеров принципиально похоже и в общем виде ноутбук - это уменьшенный десктоп, ньюансов в конструкции мобильных ПК масса. С каждым годом число их растет, так как невозможно не учитывать особенности эксплуатации, энергосбережения и, конечно, габаритов. Например, несколько лет назад производители считали в порядке вещей использовать и в тех, и в других одинаковые компоненты, сегодня комплектующие настольных и мобильных компьютеров полностью различны. Заметнее всего это на примере мобильных платформ и специализированных графических акселераторов.
Эта статья призвана подробно изучить особенности начинки ноутбуков. Пусть при эксплуатации пользователь не задумывается об этом, но при выборе ноутбука понимание устройства, которое описано техническими терминами в таблице параметров, играет большую роль. Итак, как же устроен ноутбук изнутри?
Первостепенное значение по праву присваивают платформе ноутбука - комбинация процессора и материнской платы. Понятие мобильной платформы возникло несколько лет назад с подачи компании Intel. Сегодня подавляющее число мобильных компьютеров строится на базе именно платформ, а не дискретных комбинаций «системная плата – процессор». Чаще всего встречается Intel Centrino/Sonoma, реже AMD Turion 64. Главной составляющей материнской платы является набор системной логики (например Intel 855PM, 855GM, 915GM и т.д.), который в определенной степени влияет и на другие компоненты. К примеру, чипсет однозначно определяет процессоры, которые могут быть установлены, наличие и марку встроенного графического процессора, тип поддерживаемой памяти и т.п. Кстати, тип устанавливаемого процессора определяется производителем в процессе сборки ноутбука и заменить его невозможно практически во всех случаях.
На сегодняшний день чаще других встречаются процессоры Intel Pentium M с тактовыми частотами до 2,26 ГГц и бюджетная версия Celeron M. Ноутбуки, в которых используются настольные процессоры, уже изжили себя из-за требований к уровню шума и нагрева ноутбука. При этом мобильные процессоры как раз оптимально сочетают высокую производительность и низкое энергопотребление. Мобильные решения компании AMD берут свое начало с процессора Athlon XP-M, построенного на базе настольного процессора Athlon XP. Основой новой платформы Turion 64 является одноименный процессор, построенный на базе Athlon 64 по техпроцессу 90 нм. Сегодня встречаются только ноутбуки на базе «первой волны» AMD Turion, где используются процессоры с тактовыми частотами до 2 ГГц. При этом на мобильном рынке явное преимущество за устройствами на базе платформ от Intel. Такая ситуация сложилась по следующим причинам: во-первых, AMD разрабатывает только сами процессоры, а чипсеты и контроллеры поставляются сторонними производителями; во-вторых, дает о себе знать «настольное наследие» мобильных процессоров; в третьих, тепловыделение у процессоров AMD в итоге выше (до 35 Вт против 22 Вт от Intel). Неоспоримое преимущество AMD - сравнительно низкая цена.
Говоря о энергопотреблении, необходимо обратить внимание на охлаждение ноутбуков. Для выполнения этой функции над процессором и над видеочипом обычно располагают кулеры. Элементы охлаждения не только занимают значительную часть и без того тесного внутреннего пространства ноутбука, но и больше остальных компонентов шумят. Расположение и направление вентиляционных решеток целиком зависит от конструкции.
Что касается оперативной памяти ноутбука, все пользователи знают, что чем ее больше, тем лучше. Но и память бывает разная. Основные отличия: скорость (например, DDR266 или DDR333), тип (DDR, DDR2 и др.), типоразмер (EDO, SO DIMM и др.). Все эти характеристики важны, поскольку для линеек памяти ноутбука возможен апгрейд. Чаще всего достаточно отвинтить пару винтов на нижней крышке, чтобы получить доступ к слотам памяти. В последнее время практика распайки некоторого объема памяти на системной плате приобрела популярность. В таком случае слоты можно использовать более рационально.
Хранитель постоянной памяти, жесткий диск, так же легко заменяется при необходимости на более емкую или производительную модель. Помимо ёмкости, винчестеры в первую очередь отличаются интерфейсом (ATA или Serial ATA) и скоростью вращения (4200 или 5400 оборотов в минуту). При этом большая скорость доступа к данным - это несомненный плюс, но она уменьшает время автономной работы. Так же жесткие диски классифицируют по объему кэша (обычно от 8 до 32 Мб).
В плане модернизации памяти вашего ноутбука, важен и его форм-фактор. Стандартом являются 2,5-дюймовые жесткие диски, но изредка встречаются 1,8-дюймовые. При этом винчестеры с одинаковым диаметром пластин могут отличаться толщиной (19 и 16-милимметровые, которые уже не выпускаются и 12 и 8-9,5 мм, которые в ходу в современных моделях).
Рассмотрение жестких дисков на этом не заканчивается. По числу вращающихся дисков, ноутбуки делят на одно, двух и трехшпиндельные. Одношпиндельная конфигурация, где используется только винчестер, сегодня встречается разве что в субноутбуках. Трехшпиндельная схема включает в себя винчестер, оптический привод и накопитель на гибких магнитных дисках. Она изжила себя из-за неизбежного устаревания маловместительных и низкоскоростных дискет. Следовательно, оптимальный вариант – два шпинделя, то есть жесткий диск и оптический накопитель.
Оптический накопитель обычно располагается на одном из торцов ноутбука, очень редко встречается расположение сверху. Из-за того, что тонкость и легкость ноутбука ценится все больше, производители постепенно переходят на выпуск 9,5-милиметровых оптических приводов. Кроме форм-фактора, накопители различаются своими возможностями. Если когда-то предметом особой гордости было наличие в мобильном компьютере обычного CD-ROM привода, то сегодня в основном встречаются комбоприводы DVD/CD-RW и пишущие DVD-приводы. Если привод нужен вам редко, задумайтесь о том, что всегда можно подключить внешний накопитель. Кстати, внешний привод иногда входит в комплект поставки, тем самым объявляя ноутбук особенно компактным.
Комфорт при работе с ноутбуком зависит не только от производительности и скорости. В первую очередь пользователь взаимодействует с дисплеем. Сегодня стандартом являются матрицы на основе панелей TFT, состоящих из тонкопленочных транзисторов. Так же полным ходом идет разработака OLED-дисплеев, но вряд ли они будут использоваться массово в скором времени.
Наиболее важными характеристиками дисплея для пользователя являются размер диагонали и рабочее разрешение. Диагональ дисплея зависит от класса ноутбука и может быть от 8,9 дюймов (субноутбуки) до 17 дюймов (заменители настольного компьютера). Большинство пользователей останавливает свой выбор на 14 и 15 дюймах, которые обеспечивают удобную работу как с документами, так и с мультимедиа. Заметим, что модные широкоформатные матрицы с соотношением сторон 16:9 завоевывают популярность не только в экранах телевизоров, но и в дисплеях мобильных устройств. Если поначалу такой выбор был актуален только для любителей просмотра фильмов на экране ноутбука, то сегодня многие убеждены, что такая матрица более удобна и в повседневной работе.
Самое популярное рабочее разрешение на сегодняшний день 1024х768 пикселей. При этом, для работы со специализированными приложениями (графика, трехмерное моделирование) выпускаются дисплеи с разрешениями 1400х1050 или 1600х1200 пикселей, но для решения обычных задач они не нужны.
Что касается видеоадаптера, то чем больше разрешение дисплея, тем мощнее должен быть графический чип и больше объем видеопамяти. Возможны два варианта - встроенный графический процессор и дискретная графика. Если говорить о мобильных решениях от Intel, то наличие видеочипа уже заложено в названии чипсета: GM – встроенное видео, PM – дискретный видеоадаптер. Весьма важно, что своей собственной видеопамяти встроенные акселераторы не имеют и используют системную (GMA 900 до 128 Мб). У ноутбуков на базе AMD нет столь явного разделения, приходится более внимательно всматриваться в технические спецификации. В дискретных видеоадаптерах превалируют решения от ATI и nVidia. Признанного лидерства среди них нет, так же как нет разницы в использовании AGP или PCI-Express слотов.
Тенденция интеграции материнской платы и видеоакселератора растет. Раньше только встроенные видеочипы могли обращаться к системной памяти, со временем эти возможности появились и у дискретных адаптеров. Выпускают даже ноутбуки, где есть встроенный и дискретный видеоадаптер, и система сама переключается между ними в зависимости от решаемых задач.
Аккумуляторная батарея, емкость которой напрямую влияет на время автономной работы ноутбука, находится ближе к задней стенке, и заменяется практически одним движением. Бывшие когда-то популярными никель-металлогидридные батареи уже отслужили свое и встречаются только в очень старых ноутбуках, сегодня в основном используются ионно-литиевые.
Важно, какие именно порты и интерфейсы есть в ноутбуке. В первую очередь потому, что они часто необходимы для взаимодействия с другими цифровыми устройствами. Контроллеры различных интерфейсов по умолчанию уже встроены в материнскую плату. Все зависит от разработчиков ноутбука и свободного места в корпусе устройства. В любом современном ноутбуке есть от двух до четырех USB портов, модемный, сетевой и аудиоразъемы. Последние обычно ограничены только звуковыми входом и выходом, но в некоторых моделях встречается микрофонный вход и SPDIF.
С видеоразъемами ситуация не столь однозначная, D-Sub, RCA и S-Video сразу встречается крайне редко, но в этом и нет необходимости. Действительно важно наличие ТВ-выхода (для подключения внешнего монитора или видеопроектора). Также большинство последних моделей ноутбуков оснащено интерфейсом FireWire (IEEE 1394), предназначенным для подключения скоростных накопителей и цифровых видеокамер. Последовательный (COM) и параллельный (LPT) порты применяются все меньше и меньше.
Из беспроводных коммуникаций используются: ветеран беспроводных интерфейсов – IrDa, окошко которого чаще всего расположено на переднем торце, удобный и современный интерфейс Bluetooth и, полезный, но крайне редко встречающийся, модуль GSM/GPRS. При этом наличие Wi-Fi благодаря технологии Intel Centrino стало практически обязательным. Причем Wi-Fi легко встроить самостоятельно. Антенна уже есть, а модуль вставляется в слот MiniPCI.
Также можно упомянуть о клавиатуре, манипуляторах (TouchPad, PointStick и др.), светодиодных индикаторах. Эти компоненты находятся на внешних поверхностях ноутбука и значительно влияют на эргономику устройства.
Хотя эта статья и призвана дать вам минимальное представление о внутреннем устройстве ноутбука, мы не советуем самостоятельно проводить манипуляции с его элементами, хотя при возникновении нештатных ситуаций, вы уже сможете справиться в одиночку. А модернизацию своего мобильного друга советуем доверить профессионалам.