Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Крупнейшими контрактными производителями, выполняющими заказы по производству ноутбуков, являются:

• Quanta Computer (Quanta),
• Compal Electronics (Compal).

Эти компании совместно выпускают уже более 100 млн. ноутбуков в год.

К услугам указанных компаний прибегают многие известные компании, занимающие верхние строчки рейтингов. К их числу относятся, например:

• HP,
• Dell,
• Acer,
• Toshiba,
• даже Apple.

Тесное сотрудничество компаний с контрактными производителями обеспечило значительные продажи ноутбуков с брендами заказчиков.

Кстати, изделия некоторых заказчиков реализуются на рынке под несколькими известными брендами, например:

• HP — HP, Compaq;
• Acer — Acer, eMachines, Packard Bell, Gateway.

Перед тем, как стать пользователями, многие из нас сталкиваются с проблемой выбора и приобретения оптимальной модели компьютера, в роли которого все чаще выступает какая-нибудь модель ноутбука и/или нетбука.

Учитывая многообразие предлагаемых сегодня моделей данных устройств, а их число в крупных магазинах уже нередко исчисляется сотнями, проблема является непростой задачей даже для искушенных пользователей

Действительно, большое количество брендов ноутбуков и широта диапазона функциональных и конструктивных особенностей продаваемых моделей осложняет проблему выбора изделия, оптимального для решения конкретных задач.

Однако, несмотря на сравнительно большое количество технических и потребительских параметров, среди них сравнительно нетрудно выделить небольшое число наиболее важных критериев, тем более, что внутренняя электронная начинка является одной и той же у многих разных по дизайну моделей.

Итак, основными критериями выбора (по мере уменьшения значения) оптимальной модели ноутбука являются:

• используемые процессор и чипсет, определяющие тип аппаратной платформы, производительность и ряд функциональных возможностей;
• размеры, разрешение, тип используемой матрицы LCD;
• тип используемой графики, представленных видеосредствами, встроенными в чипсет/процессор, или/и видеокартой, созданной на дискретных элементах;
• время автономной работы, емкость стандартного аккумулятора и возможность использования батареи повышенной емкости;
• вес, габариты, дизайн, включая дизайн клавиатуры и тачпада;
• объем оперативной памяти;
• тип и объем накопителя информации, представленного либо твердотельным накопителем, созданным на основе флэш-памяти (SSD), либо накопителем на жестких магнитных дисках (HDD);
• типы и количество разъемов, количество разъемов USB, наличие USB 3.0, HDMI и др.;
• встроенные средства беспроводного доступа (Wi-Fi, Bluetooth, WiMAX, WiDi и т. п.);
• наличие встроенного микрофона;
• наличие встроенной Web-камеры, используемой в видеоконференциях;
• присутствие разъема FireWire (IEEE1394), используемого для связи со многими видеокамерами;
• наличие оптического дисковода;
• используемые материалы и устойчивость к загрязнениям (отпечатки пальцев, пыль и т. п.) и качество сборки корпуса (отсутствие щелей, поскрипывания при слабых нажатиях, царапи, потертостей и т. п.);
• вариант операционной системы (MS Windows XP/Vista/7, Mac, Linux, MeeGo и др.);
• для моделей с большими LCD — наличие пульта дистанционного управления.

О дополнительных критериях выбора —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Всего несколько лет назад доминирующим типом компьютеров были настольные персональные компьютеры (от англ. Desktop PC — десктопный ПК — настольный ПК). Однако ускоряющийся ритм современной жизни требует мобильного стиля жизни и соответствующих мобильных устройств.

К сожалению, на эту роль не могут претендовать настольные ПК из-за их значительных габаритов и веса, а также их привязки к стационарным сетям связи и электропитания. Именно поэтому в настоящее время стремительно развивается альтернативный тип компьютеров, представленных различными мобильными устройствами, в частности, ноутбуками.

На рис. 1 приведены оценки роста числа и доли мобильных персональных компьютеров в мире.

Рис. 1.  Рост числа мобильных компьютеров в мире

Как доказательство данной тенденции в 2008 г. мировые продажи ноутбуков в численном выражении впервые обошли продажи настольных ПК.  Это означает наступление эры мобильных устройств, и ноутбуки стали основным типом компьютеров. Их число и разнообразие быстро увеличивается.

Необходимо отметить, что модели ноутбуков часто отличаются друг от друга конструктивными, функциональными и потребительскими возможностями, но, в то же время, они создаются основе ограниченного числа компьютерных платформ, что ограничивает их разнообразие выпускаемых моделей.

На рис. 2 приведены дизайн и разъемы одной из моделей современного ноутбука.

Рис. 2.  Мультимедийный ноутбук и основные разъемы

Остается добавить, что развитие полупроводниковых технологий, совершенствование компьютерных архитектур и жесткая конкуренция обеспечили снижение цен на комплектующие и быстрый рост возможностей ноутбуков. Их технические параметры и ценовой уровень вплотную приблизился к соответствующим характеристикам традиционных настольных систем. Это способствовало популярности ноутбуков и повышению на них спроса, которое, в свою очередь, обеспечило рост числа производителей и соответствующее увеличение предложений в данном секторе рынка.

Стремительное расширение рынка и неизбежное падение цен привело к необходимости снижения себестоимости. В результате многие известные компании стали постепенно отходить от самостоятельного выполнения полного цикла разработки и выпуска своих изделий. Используя принцип контрактного производства, они доверили значительную часть работы сторонним фирмам. При этом сами уделяют основное внимание продвижению своей торговой марки с помощью законченных изделий, создаваемых, кстати, на основе небольшого числа платформ.

О заказчиках, производителях и основных характеристиках ноутбуков —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Компьютер Osborne 1 был создан в 1981 г. на основе процессора Z80, кстати, того самого, который получил широкое распространение в моделях популярного в мире и в нашей стране компьютера «Синклер».

Разработка Osborne 1 была выполнена без чипсета в современном понимании. В архитектуре этого компьютера не было жестких дисков, но были накопители на гибких магнитных дисках (флоппи-дисководы). Размер гибких магнитных дисков — 5,25″.

Кроме того, в конструкции был представлен и миниатюрный дисплей на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Компьютер и материнская плата Osborne 1 представлены на рис. 5 и рис. 6.

Рис. 5.  Компьютер Osborne 1

Рис. 6.  Материнская плата компьютера Osborne 1

Необходимо отметить, что в дальнейшем мобильные решения были предложены весьма известными фирмами:

• IBM,
• Toshiba,
• Compaq,
• Apple и другими.

Некоторые ранние модели были основаны на процессорах архитектуры Intel, нашедших самое широкое распространение. Поддержку же процессорам обеспечили соответствующими микросхемы окружения.

На рис. 7 представлен мобильный компьютер Toshiba T1000 — разработка 1987 г.

Рис. 7.  Мобильный компьютер Toshiba T1000

Компьютер Toshiba T1000 обладал встроенным черно/белым дисплеем LSD с разрешением 640×200. Жесткого диска не было, но присутствовал флоппи-дисковод на 720 Кбайт. Процессор — Intel 80C88 (4,77 МГц), оперативная память — 512 Кбайт, вес — 3,5 кг.

Дальнейшая эволюция мобильных компьютеров —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Рассматривая модели компьютеров с архитектурой IBM, необходимо отметить, что в этот период на рынке присутствовали и альтернативные модели.

Так, например, компания Commodore создала и успешно развивала свою серию одноименных компактных компьютеров. Одна из популярных моделей, нашедших широкое распространение, получила наименование Commodore C64C (рис. 3).

Рис. 3.  Компьютер Commodore C64С

Основой компьютера Commodore C64C служили процессор MOS8500 с тактовой частотой 1 МГц и оперативная память объемом 64 Кбайт. Возможности этого компьютера могли быть увеличены за счет использования специальных карт расширения, выпуск которых компания наладила вместе со своими партнерами.

Внутреннее устройство компьютера Commodore C64C представлено на рис. 4.

Рис. 4.  Внутренне устройство компьютера Commodore C64С

Приведенные примеры иллюстрируют попытки создания портативных компьютеров на начальном периоде становления эры микропроцессоров (процессоров), когда еще не было общепринятых отраслевых стандартов и аппаратно-программной унификации используемых решений. В результате каждый производитель разрабатывал, выпускал, поддерживал и развивал собственные линейки своих компьютеров. Эти компьютеры, как правило, были несовместимыми с альтернативной продукцией конкурирующих компаний.

Необходимо отметить, что на этом фоне многие изделия позиционировались их создателями как портативные, что часто означало лишь возможность сравнительно простой и относительно беспроблемной переноски таких компактных компьютеров с места на место.

Многие профессионалы считали, что такой портативности вполне достаточно для комфортной работы. Однако, несмотря на такую позицию, рядом компаний были предприняты вполне успешные попытки превратить некоторые модели своих компьютеров в относительно мобильные варианты.  

Это достигалось за счет применения в комплектах ряда компактных изделий дополнительных аккумуляторных батарей, вес которых нередко существенно превышал 10 кг. Тем не менее, данные аккумуляторные батареи обеспечивали полностью автономную работу компьютеров, что и позволяло создателям таких систем говорить о мобильности своих изделий. Остается добавить, что время мобильностой работы для тех компьютеров обычно укладывалось всего в несколько десятков минут выполнения относительно несложных задач.   

Несмотря на все попытки и заявления многочисленной армии любителей и профессионалов, эру мобильных компьютеров принято отсчитывать с модели Osborne 1.

О компьютере Osborne 1 и других мобильных компьютерах —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Оценивая развитие компьютерных компонентов и архитектурных решений, необходимо отметить, что мобильные компьютеры появились еще до появления чипсетов в современном понимании, даже в многокомпонентном варианте с реализацией основных функций в виде большого количества отдельных специализированных микросхем.

Здесь следует напомнить, что, вообще говоря, сама концепция мобильного компьютера была разработана Аланом Кеем очень давно: в уже сравнительно далеком 1968 г.

Кстати, некоторые положения этой концепции были реализованы в 12-килограммовом компьютере, созданном в 1979 г. для NASA, то есть еще до появления первых персональных компьютеров на процессорах Intel 8086 (i8086) и Intel 8088 (i8088).

Что же касается автономных моделей компьютеров, то они были созданы, конечно, существенно позже. Но обо всем по-порядку.

На начальном этапе, когда еще не было ноутбуков как класса мобильных компьютеров, термином Portable обозначали компактные компьютеры, которые могли быть без проблем перенесены с места на место. При этом по понятным причинам вопрос об автономности их работы в этот период специалистами даже не поднимался.

Как пример можно привести компактный и сравнительно легкий, конечно, по меркам того времени, компьютер IBM PC 5100.

Это устройство, выпущенное в 1975 г., было создано на основе 16-разрядного процессора, представленного не микропроцессором, а выполненного в виде отдельной платы на нескольких микросхемах. Компьютер имел встроенный 5-дюймовый монохромный монитор, который выводил цифро-символьную информацию по 16 строк с 64 символов в строке. Оперативная память — 16—64 Кбайт, языки — Basic и/или APL, внешняя память — магнитная лента, вес — 25 кг, цена — от $8975 до $19975 (зависит от комплектации).

Конструкция компьютера IBM PC 5100 представлена на рис. 1.

Рис. 1.  Конструкция компьютера IBM PC 5100

В дальнейшем в линейке IBM PC 51хх был выпущен ряд компьютеров, например, IBM PC 5150, выпущенный в 1984 г. Этот компьютер имел 9-дюймовый монохромный монитор с CGA-графикой и выводом текста в 25 строк по 80 символов в строке, оперативную память 256—640 Кбайт, внешнюю память из двух флоппи-дисководов 5,25″ (по 360 К), весил около 14 кг и стоил $4225. Так как компьютер имел встроенный монитор и диски, а в его конструкцию была включена ручка для переноски, разработчики позиционировали его как Portable. Стандартный комплект не имел аккумуляторных батарей, но некоторые фирмы пытались предлагать внешние автономные источники.

Компьютер IBM PC 5150 представлен на рис. 2.

Рис. 2.  Компьютер IBM PC 5150

О дальнейшем развитии портативных компьютеров и появлении первых мобильных компьютеров —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Оценивая эволюцию компьютеров, следует отметить, что эти устройства какое-то время были представлены исключительно настольными системами: других вариантов не было и быть не могло.

Основу первых настольных компьютеров составляли соответствующие платы с множеством микросхем, являющихся окружением центрального процессора и определяющих функциональные возможности компьютеров.

Совершенствование полупроводниковых и компьютерных технологий позволило повысить степень интеграции комплектующих.

В результате развития полупроводниковых технологий, схемотехники комплектующих и архитектурных решений компьютеров удалось создать и компактные системы.

На начальном этапе портативные компьютеры были выполнены в виде небольших чемоданчиков и портфелей. Однако в дальнейшем по мере совершенствования архитектур и технологий удалось довести компьютеры, предназначенные для мобильного использования, до размеров книг и блокнотов.

В соответствии с размерами первые из них были названы лэптопами (laptop), вторые составили класс ноутбуков (notebook).

В дальнейшем вместе с уменьшением портативных компьютеров постепенно из двух терминов остался один — ноутбук.

Справедливости ради, необходимо отметить, что в некоторых странах, например, в США, портативные компьютеры до сих пор называют лэптопами.

Но это не меняет сути — благодаря развитию технологий, совершенствованию схемотехники и появлению более совершенных комплектующих удалось сделать компьютеры компактнее.

Продолжая тему эволюции, следует признать, что мобильные компьютеры во многом унаследовали архитектуру своих настольных прототипов, включая микросхемы системной логики, специализированные наборы которых были названы чипсетами (chipsets).

В настоящее время большинство наборов представлены двумя микросхемами, однако благодаря развитию полупроводниковых технологий и компьютерных архитектур двухчиповые решения постепенно будут заменены на решения, предусматривающие использование только одной микросхемы.

Остается добавить, что от согласованной работы микросхем поддержки в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессоров, а также и эффективность их взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированные наборы микросхем, их внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы.

Оценивая значение микросхем поддержки, необходимо подчеркуть, что чипсеты представляют основу материнских плат и во многом определяют функциональные возможности компьютерных систем.

Благодаря стремлению к унификации, связанной с контрактным производством, в настоящее время подавляющее большинство современных моделей ноутбуков выполняется на основе ограниченного числа решений. Каждое из них базируется на эталонных платформах, создаваемых производителями процессоров и чипсетов, но так было далеко не всегда.

Считается, что первый чипсет, названный (82С206) предложила фирма Chips and Technologies в 1986 г. Конечно, этот набор не был чипсетом для мобильных систем, и он совсем не походил на те комплекты микросхем, которые используются сегодня, однако простейшие функции по координации компьютерных подсистем он выполнял.

Чипсет 82С206 состоял из пяти микросхем, одна из которых была основной и четыре — вспомогательными элементами. Он уже содержал контроллер шин, генератор тактовой частоты, системный таймер, контроллер прерываний и т. п. Этот чипсет был ориентирован на процессоры класса Intel 286 (i286).

Для реализации потенциальных возможностей данного набора микросхем компания разработала соответствующие схемотехнические решения и сформулировала ряд рекомендаций. Это способствовало унификации изделий, созданных на основе указанного набора микросхем. Появились первые компьютерные платформы. В результате улучшилась повторяемость, повысилась надежность.

Вскоре этот набор был усовершенствован и получил наименование New Enhanced AT. Затем появились более совершенные наборы для Intel 386 (i386), Intel 486 (i486) и т. д.

Эволюция их потомков постепенно привела к современным мобильным устройствам с их широкой функциональность. Но это случилось много лет спустя после появления первых моделей компьютеров, которых можно было с большой натяжкой назвать компактными и мобильными.  

О дальнейшей эволюции компьютеров, а также о портативности и мобильности —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Считается, что первый чипсет, названный (82С206) предложила фирма Chips and Technologies в 1986 г. Конечно, этот набор не был чипсетом мобильных систем, и он совсем не походил на те комплекты микросхем, которые используются сегодня, однако простейшие функции по координации компьютерных подсистем он выполнял.

Чипсет 82С206 состоял из пяти микросхем, одна из которых была основной и четыре — вспомогательными элементами. Он уже содержал контроллер шин, генератор тактовой частоты, системный таймер, контроллер прерываний и т. п. Как следует из названия, этот чипсет был ориентирован на ЦП класса Intel 286 (i286). Вскоре этот набор был усовершенствован и получил наименование New Enhanced AT. Затем появились более совершенные наборы для Intel 386 (i386), Intel 486 (i486) и т. д., эволюция которых привела к современным мобильным устройствам.

Оценивая развитие архитектуры компьютеров, необходимо отметить, что, мобильные компьютеры появились еще до появления чипсетов в современном понимании.

Роль чипсетов выполняли сравнительно большое количество микросхем, реализующих основные функции электроники , реализующих основные функции электроники компьютеров.

С отметить, что концепция мобильного компьютера была разработана Аланом Кейем в 1968 г. Некоторые положения были реализованы в 12 кг компьютере для NASA в 1979 г. Однако автономные модели были созданы существенно позже.

Одной из первых мобильных разработок стал компьютер Osborne 1, созданный в 1981 г. на основе процессора Z80 без чипсета в современном понимании. В архитектуре этого компьютера не было жестких дисков, но были накопители на гибких магнитных дисках размером 5,25’’. Кроме того, в конструкции был представлен и миниатюрный дисплей на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Компьютер и материнская плата Osborne 1 представлены на рис. 1.

Рис. 1. Компьютер и материнская плата Osborne 1

Необходимо отметить, что в дальнейшем мобильные решения предложены такими известными фирмами, как IBM, Toshiba, Compaq, Apple и другие. Некоторые ранние модели были основаны на процессорах архитектуры Intel с поддержкой их работы соответствующими микросхемами.

В процессе совершенствования компьютерной архитектуры идея разработки и выпуска специализированных наборов микросхем вслед за пионером чипсетостроения — фирмой Chips and Technologies была подхвачена такими компаниями, как Suntac, Opti, VLSI, UMC и др. Некоторые изделия данных фирм стали основой первых моделей мобильных компьютеров, созданных на основе центральных процессоров i286 и i386 и нередко обладающих весом, существенно превышающем 5 кг.

Остается добавить, что тема мобильных чипсетов и платформ, послуживших основой для ноутбуков, будет продолжена в следующих статьях. 
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

Оценивая эволюцию персональных компьютеров (ПК), следует отметить, что эти устройства какое-то время были представлены исключительно настольными вариантами с огромными материнскими платами. Их основу составляли множество микросхем, являющихся окружением центрального процессора и определяющих функции системной логики.

На начальном этапе портативные компьютеры были выполнены в виде небольших чемоданчиков и портфелей. Однако в дальнейшем по мере совершенствования архитектур и технологий удалось довести компьютеры, предназначенные для мобильного использования, до размеров книг и блокнотов. В соответствии с размерами первые из них были названы лэптопами (laptop), вторые составили класс ноутбуков (notebook). В дополнение к сказанному необходимо отметить, что указанные мобильные компьютеры во многом унаследовали архитектуру своих настольных прототипов, включая микросхемы системной логики, специализированные наборы которых были названы чипсетами (chipsets).

От согласованной работы этих наборов в значительной степени зависит реализация потенциальных возможностей процессоров, а также и эффективность их взаимодействия с другими элементами и подсистемами компьютера. Поэтому специализированные наборы микросхем, их внутренняя структура и функциональные возможности должны быть тесно увязаны с особенностями архитектуры конкретных вариантов процессоров, на работу с которыми они ориентированы. Кроме того, такие наборы создаются с учетом различных конфигураций компьютеров и возможного разнообразия решаемых задач. Остается добавить, что чипсеты представляют основу материнских плат и во многом определяют функциональные возможности компьютерных систем.

Существуют свои специализированные наборы микросхем системной логики — чипсеты — для каждого поколения процессоров. Более того, для каждого из поколений процессоров может существовать несколько вариантов чипсетов, отличающихся внутренней архитектурой, составом и количеством микросхем, а также фирмой-изготовителем, функциональными возможностями и эффективностью работы такого специализированного набора, в значительной степени определяющего параметры основных подсистем. Именно поэтому анализ структуры, параметров и возможностей чипсетов необходим для обеспечения их оптимального выбора с целью наиболее адекватного соответствия поставленным задачам.

Прежде чем переходить к анализу возможностей наборов микросхем системной логики, необходимо отметить, что развитие их архитектуры позволило сократить число используемых в их составе микросхем. Основой современных мобильных чипсетов в настоящее время являются, за редким исключением, всего два компонента.

Первый представлен микросхемой, получившей наименование North Bridge. Этот компонент, посредством встроенных в него контроллеров определяет работу основных подсистем компьютера, обеспечивая связь между процессором, модулями оперативной памяти, а с некоторых пор и видеоадаптером. Кроме того данный компонент контролирует работу карт расширения, подключаемых к North Bridge, еслиэто предусматривает архитектура чипсета. Еще одной функцией является поддержка связи со вторым компонентом (или компонентами) чипсета.

Этим компонентом является микросхема, называемая South Bridge. С помощью встроенных средств и внешних элементов он обеспечивает контроль за работой большого числа сравнительно медленных периферийных устройств.

Необходимо отметить, что разделение чипсетов на компоненты позволяет разрабатывать специализированные микросхемы. Это обеспечивает эффективное решение задач за счет комбинирования компонентов.

Остается добавить, что одной из основных функций микросхем чипсетов является эффективное управление ресурсами компьютеров. К этим ресурсам относятся многочисленные шины, входящие в состав архитектуры компьютерной системы и потоки передаваемой с их помощью информации. Кроме того, учитывая специфику мобильных систем, чипсеты играют активную роль в управлении и экономии энергоресурсов автономных источников питания.

Рассматривая эволюцию чипсетов мобильных систем, необходимо отметить, что корпорация Intel является основным производителем чипсетов не только для изделий этого рынка, но и для сектора настольных систем, с которых и началась эра специализированных микросхем. И лидерство Intel здесь бесспорно, хотя это дается корпорации не легко.

Однако это было далеко не всегда. Более того, некоторое время Intel вообще не имела своих решений, и настольные компьютеры собирались на основе специализированных наборов других фирм.

В следующей части  данной статьи продолжена тема эволюции, в результате которой появились чипсеты.
    

>>    Часть 2