Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

(создано с помощью ИИ,  кликнуть мышью для увеличения картинки) 

Заключение

В заключение следует еще раз отметить, что ноутбук Thunderobot 911 Plus G3 Pro является очень мощной моделью, построенной на основе современных высокопроизводительных компонентов. Эта модель снабжена качественным 17,3-дюймовым FHD дисплеем с частотой обновления 144 Гц, полноразмерной клавиатурой с многоцветной подсветкой и большим тачпадом, а также скоростными проводными и беспроводными интерфейсами. Указанный ноутбук способен составить конкуренцию и ноутбукам, и даже многим моделям настольных компьютеров. Благодаря использованию высокопроизводительных современных компонентов ноутбук Thunderobot 911 Plus G3 Pro способен решать широкий круг задач, включая ресурсозатратные. А, как известно, пользователи, профессионалы и любители, нередко нуждаются в мощных мобильных системах для выполнения сложных вычислений и работы с разнообразным мультимедийным контентом. К последнему относятся, например, 2D- и 3D-видео форматов Full HD и 4K, а также VR, AR и, конечно, современные игры, требующие часто значительных компьютерных ресурсов.

Из выявленных недостатков необходимо отметить отсутствие в конструкции ноутбука Thunderobot 911 Plus G3 Pro карт-ридера и слишком краткое руководство пользователя. Последнее затрудняет знакомство с данным компьютером и последующую работу с ним. Особенно это критично на начальном этапе изучения аппаратно-программных средств.

Следует также добавить, что, несмотря на широкие функциональные возможности ноутбука Thunderobot 911 Plus G3 Pro, они могут быть улучшены. Это можно сделать, например, путем увеличения информационного объема оперативной памяти установкой второго SO-DIMM (Intel Core i5-13500H позволяет увеличить ОЗУ до 64 Гбайт), а также дисковой подсистемы установкой дополнительного 2,5-дюймового SATA-накопителя. Но об этом в одной из следующих статей.

(создано с помощью ИИ,  кликнуть мышью для увеличения картинки)

Достоинства

• Высокая производительность,
• интересный дизайн и качественная сборка,
• скоростные проводные и беспроводные порты,
• матовый 17,3” AHVA IPS дисплей с узкими рамками,
• FullHD и высокая частота обновления экрана,
• полноразмерная клавиатура с многоцветной подсветкой,
• гибридная видеоподсистема с Nvidia GeForce RTX 4060,
• ОЗУ с SO-DIMM DDR5-4800 16 Гбайт,
• скоростной M.2 SSD с PCIe 4.0 x4,
• возможность установки 2-го SO-DIMM и дополнительного 2,5” накопителя,
• фирменное ПО настройки и управления системой.

Недостатки

• Высокое энергопотребление,
• отсутствие карт-ридера,
• краткое руководство пользователя.   

(создано с помощью ИИ,  кликнуть мышью для увеличения картинки)

>>    Часть 1 

Сокращенные версии данной статьи: 

• 1.  Мощный игровой ноутбук Thunderobot 911 Plus G3 Pro. / “Вы и Ваш компьютер”. 2023, №11, с.22-26 
• 2.  Экспресс-тест ноутбука Thunderobot JT009R00BRU. / Rudometov.COM
  https://www.rudometov.com/ekspress-test-noutbuka-thunderobot-jt009r00bru/
• 3.  Thunderobot 911 Plus G3 Pro: альтернатива ноутбуку. / It-World.ru 
  https://www.it-world.ru/tech/reviews/198646.html
• 4.  Thunderobot 911 Plus G3 Pro: альтернатива ноутбуку. / DZEN.ru
  https://dzen.ru/a/ZYW327MiklGf0sLj?experiment=948519
• 5.  Thunderobot 911 Plus G3 Pro: альтернатива ноутбуку. / “IT-Expert”. 2023, №12
  https://www.it-world.ru/itexpert/337/
• 6.  Игровой 17,3” ноутбук Thunderobot 911 Plus G3 Pro. / PCnews.ru
  https://pcnews.ru/top/news/week/Thunderobot_911_Plus_G3_Pro-1366904.html#gsc.tab=0
• 7.  Thunderobot 911 Plus G3 Pro: высокопроизводительный игровой ноутбук. / PCnews.ru
  https://pcnews.ru/top/articles/week/Thunderobot_911_Plus_G3_Pro-1366903.html#gsc.tab=0 

 Адрес этой статьи: 

• 8. Thunderobot 911 Plus G3 Pro. / Rudometov.COM
  https://www.rudometov.com/thunderobot-911-plus-g3-pro-1/ 

В статье были использованы материалы: 

• https://thunderobot.ru

(создано с помощью ИИ,  кликнуть мышью для увеличения картинки)

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Примеры ноутбуков

Интересная модель того времени – Everex с процессором i386SX-25. Архитектура и дизайн этой модели допускает возможность установки сопроцессора i387SX, что увеличивает производительность данного ноутбука.

Ноутбук Everex
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

В основе этого компьютера лежит двухплатное решение. Семидюймовый черно/белый ЖК-дисплей разрешением 640×480, легко сменяемые жесткий диск IBM с интерфейсом IDE и информационным объемом 80 Мбайт, дисковод гибких дисков 1,44 Мбайт, блок Ni-Ca аккумуляторов. Управление осуществляется с помощью клавиатуры и миниатюрного трекбола. Оперативная память — 2 Мбайт с возможностью увеличения до 4 Мбайт с помощью замены специальной платы памяти. Внешние интерфейсы представлены разъемами VGA, LPT, Com и для внешней клавиатуры. Ноутбук помещен в металлический корпус и весит более 3 кг. Несмотря на ограниченность функциональных возможностей, по дизайну он уже напоминает современные модели.

Не менее интересно семейство ноутбуков IBM ThinkPad. В октябре 1992 года в рамках данного сеейства были анонсированы три модели: 300, 700, 700С. Основой каждой из них стал процессор Intel 80386SL частотой 25 МГц, оперативная память составляет 4–16 Мбайт, встроенный LCD монитор — монохромный, 9,5 дюйма, разрешением 640×480. Накопители представлены жестким диском 80 Мбайт и 3,5-дюймовым флоппи-дисководом.

Ноутбук IBM ThinkPad
(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Модели 700 и 700C отличаются наличием процессора Intel 80486SLC частотой 50 МГц (2×25 МГц). Последняя укомплектована цветным 10,4-дюймовым LCD-монитором с поддержкой 256 цветов – в комплекте с HDD 120 Мбайт она предлагалась за $4350.

Конечно, все перечисленные характеристики могли варьироваться в зависимости от модели и производителя.

Приведенные данные дают только общее представление о том, какими были компьютеры начала девяностых годов прошлого века, то есть три десятка лет назад. Остается сравнить параметры и цены указанных устройств с современными моделями компьютеров. Но это уже может сделать каждый из нас самостоятельно.

А вот предсказать, что будет через следующие три десятка лет, — вряд ли возможно. Однако можно уверенно утверждать только то, что, безусловно, будет очень интересно!
   

>>    Часть 1 
       

Сокращенные версии статьи: 

• Компьютеры тридцать лет тому назад
• Компьютеры тридцать лет тому назад. / IT-Expert. 2023, №7
• Компьютеры, какие они были 30 лет назад. / Вы и ваш компьютер. 2023, №10, с.14-18 

В статье были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург
• “Аппаратные средства и мультимедиа”. — СПб.: Питер
• “Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры”. — СПб.: БХВ-Петербург

В статье были использованы материалы сайтов:

• Википедия
• Ряда других сайтов

Евгений  Рудометов

    >>    Часть 6
 

Осторожно, радиация

Рассматривая термоэлектрические генераторы, созданные на основе радиоактивных материалов, необходимо отметить, что они имеют ряд преимуществ по сравнению с альтернативными решениями. Важнейшими являются очень высокая плотность энергии и весьма длительный срок службы таких устройств без необходимости их обслуживания. Генерация тепла радиоактивными изотопами с использованием термоэлектрических модулей обеспечивает постоянное и стабильное электрическое питание в течение длительного времени. Это особенно важно в удаленных и экстремальных условиях, где другие источники энергии могут быть недоступны или неэффективны.

Однако, необходимы специальные меры безопасности и контроля использования радиоактивных материалов, включая эксплуатацию и последующую утилизацию после исчерпания ресурса работы генераторов.

Как показывают расчеты, срок службы установок, использующих РИТЭГи, может составлять 10-30 лет. И у значительной части из них этот срок уже закончился и их требуется вывести из эксплуатации, конечно, с соблюдением всех мер предосторожности. При этом необходимо учитывать, что все эти устройства представляют собой потенциальную опасность, так как размещается в безлюдной местности и могут быть утеряны из-за изменения среды вследствие ураганов, штормов, землетрясений, наводнений и т. п.

Кроме того, они могут быть похищены. Действительно, были зафиксированы случаи разукомплектации, а точнее — варварской разборки РИТЭГов охотниками за цветными металлами. При этом сами похитители получали высокие, а в ряде случаев даже смертельные дозы облучения. Кроме того, опасности подвергались и окружающие люди, попавшие под действие ионизирующего излучения.

Учитывая потенциальную опасность радиоактивных материалов, входящих в состав РИТЭГов, необходимо с особой тщательностью контролировать не только изготовление подобных устройств, но и их работу. Необходимо также планировать меры по тщательному контролю за процедурой утилизации, обеспечивающей предотвращение потенциальных рисков для здоровья людей и исключающей радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Заключение

Термоэлектрические модули, биметаллические и полупроводниковые, представляют собой перспективную технологию в области генерации электрического тока. Их высокая эффективность, надежность и экологическая чистота делают их привлекательными для использования в различных приложениях. При правильной оптимизации из работы с учетом  разности температур и других параметров описанные модули позволяют повысить энергоэффективность, устойчивость и инновационность систем электрогенерации. Это открывает новые возможности для использования отходящего тепла, солнечной энергии и радиоактивных материалов в качестве источников тепла для генерации электрического тока.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
     

Сокращенные версии статьи: 

• Модули Пельтье в генераторах электрического тока.
• Модули Пельтье в генераторах электрического тока. / IT-Expert. 2023, №9
• Преобразование тепла в электричество. / Вы и ваш компьютер. 2023, №9, с.21-26 

В статье были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург

Евгений Рудометов
Виктор Рудометов

(кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Термоэлектрические полупроводниковые модули Пельтье (далее — модули Пельтье) широко используются и в технике, и в научных приборах, и как компоненты сверхкомпактных холодильников, в частности, в составе подсистем охлаждения процессоров в персональных компьютерах. Некоторые теоретические детали, лежащие в основе модулей Пельтье, примеры образцов, их внутреннее устройство и основные параметры, рекомендации по выбору оптимальных моделей модулей, а также серийные варианты кулеров с модулями Пельтье были рассмотрены в предыдущих статьях.

Первая из этих статей была посвящена основам термоэлектрического охлаждения, вторая — выбору модулей Пельтье, выполняемого на основе несложных расчетов, и особенностям последующей их эксплуатации, третья — серийным кулерам с модулями Пельтье в их составе.

Как было отмечено в этих статьях, указанные модули и созданные на их основе кулеры обладают не только бесспорными достоинствами, но и рядом недостатков. Однако конструкции термоэлектрических кулеров, используемых в самых разных областях науки и техники, постоянно совершенствуются. В результате проводимых исследований, выполняемых в многочисленных научных лабораториях, появляются новые идеи и открытия, патенты, изобретения. Все это способствует рождению новейших технологий охлаждения и появлению соответствующих изделий.         

В качестве возможной альтернативы системам с полупроводниковыми модулями Пельтье ряд исследовательских коллективов рассматривают возможность использования калорического эффекта. Они исследуют этот эффект в самых разных вариантах его проявления, а также оценивают возможности его реализации в различных перспективных компактных изделиях. 

Необходимо отметить, что частным случаем калорического эффекта является магнитокалорический эффект — изменение температуры магнитных веществ в условиях изменения внешнего магнитного поля. В частности, удается заметно снижать температуру некоторых материалов при помещении их в сильные магнитные поля. Одним из таких материалов является, например, хорошо известное и популярное среди исследователей соединение Mn₃SnC. Это соединение, кстати, относится к классу перовскитов — чрезвычайно перспективных материалов для многих направлений науки и техники.

К сожалению, необходимость использования полей с напряженностью 2 Тл и выше сильно ограничивает области использования подобных решений. В первую очередь это связано с тем, что магнитные поля высокой напряженности, как например, 2 Тл, требуют очень дорогих и весьма громоздких магнитов. Реализовать их в компактных изделиях в настоящее время технически трудно и пока экономически нецелесообразно. Действительно, генерация сильных магнитных полей требует значительных затрат энергии. Кроме того, такие мощные поля часто плохо совместимы со многими электронными компонентами, нарушая их корректную работу.

Еще одним вариантом калорического эффекта является электрокалорический эффект — заметное изменение температуры веществ под действием сильных электрических полей. Эффект наблюдается в целом ряде сегнетоэлектрических материалов, в том числе в полимерных. Из наиболее популярных среди исследователей подходящих веществ и в этом случае, как и в предыдущем варианте, являются материалы со структурой типа перовскитов.

А недавно ученые из Китая показали, что приложение соответствующего напряжения к специально сконструированному композитному материалу с помощью электрического поля вызывает большой и обратимый калорический эффект. Это достигнуто за счет объединения слоя Mn₃SnC с пьезоэлектрическим слоем титаната цирконата свинца (PZT). Необходимо отметить, что до конца данное явление еще не изучено и поэтому не объяснено должным образом. Однако исследователи считают, что изменение температуры вызвано искажением структуры основного материала пьезоэлектрическим слоем.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Перспективным направлением для исследования считается изучение термоэлектрических материалов, которые преобразуют избыточное или «мусорное» тепло в электрический ток. Ученые из Колумбийского Университета, Университета Бургундии с привлечением специалистов Ок-Риджской национальной лаборатории и Аргоннской национальной лаборатории смогли обнаружить нарушение атомных симметрий в теллуриде германия — бинарном неорганическом соединении германия и теллура с формулой GeTe. Это соединение является одним из важных материалов для термоэлектричества. Этот материал, как утвердают исследователи, способен преобразовать отработанное тепло в электричество, а под воздействием электричества он способен охлаждаться.

Остается добавить, что новые способы усиления тепловых эффектов без использования сильных полей могут открыть новые возможности твердотельного охлаждения. В итоге они могут привести к созданию для разных сфер применения более энергоэффективных и легких, а в перспективе и недорогих охлаждающих компактных систем и мобильных устройств. Но все это уже темы совсем других статей. Запасемся терпением и будем пристально следить за результатами исследований. Без сомнения, будет очень интересно!

Сокращенные версии статьи: 

• Альтернативные термоэлектрические технологии.
• Альтернативные термоэлектрические технологии. / IT-Expert. 2023, №2
• Примеры кулеров с модулями Пельтье. / Вы и ваш компьютер. 2023, №1, с.19-22 

В статьях о термоэлектрических технологиях охлаждения, модулях и созданных на их основе кулерах были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург  

Виктор  Рудометов
Евгений  Рудометов

    >>    Часть 2
 

(кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Современные кулеры с модулями Пельтье

Используя опыт своих многочисленных предшественников, накопленный в течение десятков лет, американская компания Phononic в 2015 году анонсировала выпуск оригинального кулера. Изделие получило наименование Phononic HEX 1.0. По утверждению разработчиков оно сопоставимо по эффективности с системами водяного охлаждения при существенно меньших габаритах и более простой конструкции. Конструкция включает теплоотводящее основание, двухсекционный радиатор, а также 80-миллиметровый вентилятор, расположенный между секциями. Данная система охлаждения совместима с процессорами Intel в исполнении LGA2011, 1366, 1156, 1155 и 1150. Вскоре, примерно через год, на основании опыта эксплуатации изделия Phononic HEX 1.0 компания разработала и выпустила на рынок модель Phononic HEX 2.0 (рис. 4). В состав этого кулера входит элемент Пельтье, а также теплоотводящее основание с тепловыми трубками, связанное с двумя секциями радиатора. Между ними, как и в случае предыдущей модели, находится вентилятор, но, правда, диаметром уже не 80 мм, а 92 мм. Скорость вращения этого вентилятора регулируется. Кулер совместим с процессорами Intel в исполнении LGA2011 и LGA115x, а также процессорами AMD в исполнении AM2, AM2+ и AM3+. Габариты Phononic HEX 2.0 — 125 × 112 × 95 мм, масса — 810 г. В кулере использована светодиодная подсветка. Настройки подсветки и другие параметры работы охладителя доступны в комплектной утилите. Данное устройство предлагается по цене $150.

Рис. 4. Кулер Phononic HEX 2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

А сравнительно недавно компания EKWB в рамках совместного с Intel проекта представила термоэлектрическую систему охлаждения EK-QuantumX Delta TEC. Изделие специально разработано для отвода тепла от процессоров Intel Core 10-го поколения, известных по кодовому имени Comet Lake. В составе EK-QuantumX Delta TEC используется полупроводниковый модуль Пельтье. Его холодная сторона контактирует с крышкой процессора, а вот образующееся тепло процессора и, конечно, самого модуля отводится средствами водоблока. Данная система, использующая технологию Intel CryoCooling, позволяет достичь уровня охлаждения ниже температуры окружающей среды. Для исключения появления конденсата на холодных поверхностях при значениях температуры ниже точки росы в устройстве используется изолирующий кожух и специальные аппаратно-программные средства, разработанные компанией Intel. Эти средства непрерывно контролируют и корректируют параметры работы системы. Устройство совместимо с разъемом LGA 1200. Для своей работы оно требует отдельного мощного источника электропитания.

Указанная разработка открыла целую серию аналогичных устройств. Так, например, на основе накопленного опыта было создано в сотрудничестве с Intel изделие EK-QuantumX Delta TEC EVO E2 (рис. 5). Как утверждает производитель, это эволюция 2-го поколения криоохлаждающих водоблоков. Данное устройство по сравнению со своим предшественником имеет более мощную пластину TEC, обеспечивающую более чем на 50 Вт большую мощность охлаждения, а также улучшенную электронику второго поколения Delta TEC. На сайте производителя изделие EK-QuantumX Delta TEC EVO E2 предлагается по цене 355,38 евро.

Рис. 5. Кулер EK-QuantumX Delta TEC EVO E2
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

От сектора термоэлектрических устройств охлаждения не осталась в стороне и хорошо известная компания Cooler Master. Она предложила пользователям компьютеров необслуживаемую систему жидкостного охлаждения, температура жидкости в которой ниже комнатной. Конечно, без модуля Пельтье не обошлось и в этом случае. Система охлаждения, предлагаемая для процессоров Intel с разъемом LGA 1200, получила обозначение MasterLiquid ML360 Sub-Zero (рис. 6).

Рис. 6. Кулер MasterLiquid ML360 Sub-Zero
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В корпусе главного блока, устанавливаемого на центральный процессор, предусмотрен восьмиконтактный разъем питания. Разработчики Cooler Master для изделия MasterLiquid ML360 Sub-Zero рекомендуют использовать блок питания мощностью не менее 750 Вт. Это обеспечит работу и центрального процессора, и термоэлектрической системы его охлаждения. Система рассчитана на работу с процессорами, имеющими в разгоне TDP не более 250 Вт. Помпа, рассчитанная на номинальный ток 1 A и потребляющая до 13,8 Вт, конструктивно вынесена в отдельный корпус 57,3 × 57,3 × 92,2 мм. В главном блоке (рис. 7), размеры которого составляют 89 × 79 × 86,7 мм, расположены:

• плата управления с датчиками и водоблоком (A),
• модуль Пельтье (B),
• переходная медная пластина (C),
• резиновый уплотнитель (D).

Герметичное ограждение с резиновым уплотнением по краям предназначено для точной установки с процессором и поддержания стабильной среды. В состав системы охлаждения входит также резервуар с охлаждающей жидкостью, конструктивно объединенный с радиатором теплообменника и блоком из трех вентиляторов типоразмера 120 × 120 × 25 мм. На сайте Амазона данную модель предлагают за 258 евро.

Рис. 7. Главный блок MasterLiquid ML360 Sub-Zero
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценивая приведенные примеры кулеров с модулями Пельтье, необходимо отметить, что число производителей и вариантов систем термоэлектрического охлаждения много больше перечисленного. Следует еще добавить, что область применения подобных средств в действительности много шире указанного компьютерного сектора. Действительно они используются и в технике, и в научных приборах, и как компоненты сверхкомпактных холодильников.

Однако конструкции термоэлектрических кулеров, используемых в самых разных областях науки и техники, постоянно совершенствуются. В результате проводимых исследований, выполняемых в многочисленных научных лабораториях, появляются новые идеи и открытия, патенты, изобретения. Все это способствует рождению новейших технологий охлаждения.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
     

Сокращенные версии статьи: 

• Выбираем кулер Пельтье для процессоров ПК.
• Выбираем кулер Пельтье для процессоров ПК. / IT-Expert. 2023, №2
• Примеры кулеров с модулями Пельтье. / Вы и ваш компьютер. 2023, №1, с.19-22 

В статьи были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург

Виктор  Рудометов 
Евгений  Рудометов 

 >>    Часть 2 
  

Особенности эксплуатации

Выбирая оптимальный модуль, следует помнить, что правильно выбранные и правильно эксплуатируемые модули Пельтье являются эффективными средствами. Они способны обеспечить температуры корпусов охлаждаемых элементов ниже температуры окружающей среды. Но это обстоятельство может породить и ряд проблем, часть из которых рассмотрена ниже.

Используемые средства, представленные, как правило, соответствующими радиатором и вентилятором, должны не только рассеивать довольно мощный тепловой поток, но и обеспечивать низкий уровень температуры горячей стороны модуля Пельтье. Связано это с тем, что, вообще говоря, термоэлектрический модуль обеспечивает именно разность температур горячей и холодной своих сторон. Поэтому, чем ниже удается обеспечить с помощью радиаторов/вентиляторов температуру горячей (Th) стороны модуля Пельтье, тем ниже будет температура холодной его стороны (Tc). И в тех случаях, когда традиционные устройства поддержания тепловых режимов не обладают необходимыми параметрами, решением может стать использование мощных средств водяного охлаждения. Здесь уместно еще раз напомнить, что температура холодной стороны модуля, а, следовательно, и прилегающей поверхности охлаждаемого объекта, зависит как от разности температур, так и от величины температуры на горячей стороне этого модуля.

Кстати, следует обратить внимание, что, выбирая подходящий по мощности хладообразования модуль Пельтье, необходимо обеспечить использование всей поверхности горячей и холодной сторон. В противном случае части модуля, не соприкасающиеся с поверхностью защищаемого объекта, например, кристалла процессора, будут только расходовать электроэнергию и выделять тепло, снижая общую эффективность охлаждения (рис. 2, где FAN — вентилятор, M.P. — модуль Пельтье, CPU — процессор, Socket — процессорный разъем).

Рис. 2. Некорректное использование модулей Пельтье большой площади
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Если же площадь, холодной стороны модуля, сделанной из керамики, превышает площадь контакта с охлаждаемым объектом, то необходимо применять промежуточные теплопроводящие пластины достаточных размеров и толщины. Кстати, пластина большой площади позволяет использовать для охлаждения объекта несколько модулей Пельтье, размещенных в одной плоскости, правда, при условии одинаковой их толщины (высоты). Очевидно, что для улучшения взаимного термоконтакта между указанными элементами следует применять качественную термопасту. И, конечно, промежуточная пластина должна быть сделана из материала, обладающего хорошей теплопроводностью. Это может быть алюминий, но предпочтительнее использовать все-таки медь (Cu).

К сожалению, этим не исчерпываются все проблемы использования модулей Пельтье, применяемых, например, в составе кулеров. Дело в том, что архитектура современных сверхсложных чипов (CPU, GPU и т. п.) и работа поддерживающих их системных программ предусматривают изменение энергопотребления в зависимости от загрузки. Это позволяет оптимизировать энергопотребление, что, кстати, предусмотрено также и стандартами энергосбережения, встроенными в аппаратно-программное обеспечение современных компьютеров. В обычных условиях оптимизация работы процессора благотворно сказывается как на тепловом режиме самого процессора, так и общем тепловом балансе. Однако следует отметить, что режимы с периодическим изменением энергопотребления могут плохо сочетаться со средствами охлаждения процессоров, использующих модули Пельтье. Это связано с тем, что простейшие кулеры Пельтье, получившие наибольшее распространение, как правило, рассчитаны на непрерывную работу. Поэтому в случае перехода процессора в режим пониженного энергопотребления и соответственно тепловыделения возможно значительное снижение температуры корпуса процессора, а также и его полупроводникового кристалла. Переохлаждение ядра процессора может вызвать в некоторых случаях временное прекращение его работоспособности, и как результат, стойкое зависание компьютера. Необходимо напомнить, что в соответствии с документацией фирмы Intel минимальная температура, при которой гарантируется корректная работа  процессоров, обычно составляет +5°С, хотя, как показывает практика, они прекрасно работают и при более низких температурах.

А еще, как это уже отмечалось ранее, низкие температуры могут привести к конденсации влаги из воздуха. Вода образуется на холодных частях системы охлаждения. Такими частями являются холодная сторона модуля Пельтье, а, следовательно, и охлаждаемая поверхность защищаемого объекта, например, корпуса процессора. Кроме того, в случае использования теплопроводящей пластины вода конденсируется еще и на ней. Бороться с данным физическим эффектом можно изоляцией холодных участков системы охлаждения от окружающего воздуха. Сделать это можно, например, с помощью губчатой резины, пластика или специальной пены (рис. 3).

Рис. 3. Изоляция холодных участков системы охлаждения
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Некоторые проблемы могут возникнуть и в результате работы ряда встроенных функций, например, тех, которые осуществляют управление вентиляторами кулеров. В частности, режимы управления энергопотреблением процессора в некоторых компьютерных системах предусматривают изменение скорости вращения охлаждающих вентиляторов через встроенные аппаратные средства материнской платы. В обычных условиях это значительно улучшает тепловой режим процессора компьютера, оптимизируя условия его работы. Однако в случае использования простейших кулеров Пельтье, в конструкции которых не предусмотрены температурные датчики и средства контроля, уменьшение скорости вращения может привести к ухудшению теплового режима с фатальным результатом для процессора уже вследствие его перегрева работающим модулем Пельтье. Это связано с тем, что он, как это показано ранее, кроме выполнения функций теплового насоса, сам является еще и мощным источником дополнительного тепла.

Для того чтобы исключить проблемы с режимами изменяемого энергопотребления, вызывающих конденсацию влаги из воздуха и возможное переохлаждение, а в некоторых случаях даже перегрев защищаемых элементов, таких как процессоры компьютеров, следует отказаться от использования подобных режимов и ряда встроенных функций. Однако как альтернативу можно использовать системы охлаждения, предусматривающие интеллектуальные средства управления кулерами Пельтье. Такие средства могут контролировать не только работу вентиляторов, но и изменять режимы работы самих термоэлектрических модулей, используемых в составе активных кулеров. В простейшем случае это может быть миниатюрное термореле на основе биметаллической пластины, укрепленное на модуле Пельтье и управляющее работой его охлаждающего вентилятора.

Остается добавить, что периодически появляются сообщения об экспериментах по встраиванию миниатюрных модулей Пельтье непосредственно в микросхемы процессоров для охлаждения их наиболее критичных структур. Такое решение способствует лучшему охлаждению за счет снижения теплового сопротивления и позволяет значительно повысить рабочую частоту и производительность процессоров.

Конечно, работы по совершенствованию систем обеспечения оптимальных температурных режимов электронных элементов ведутся многими исследовательскими лабораториями. И системы охлаждения, предусматривающие использование термоэлектрических модулей Пельтье, некоторые специалисты считают чрезвычайно перспективными. Что касается реализации подобных систем, то эта тема будет продолжена в следующей статье, в которой будут рассмотрены примеры серийных компьютерных кулеров.

           (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
      

Сокращенные версии статьи: 

• Выбор и особености эксплуатации модулей Пельтье.
• Выбор и особенности эксплуатации модулей Пельтье. / IT-Expert. 2023, №1  
• Элементы Пельтье для систем охлаждения чипов. / Вы и ваш компьютер. 2022, №12, с.19-22 

В статьи были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург

Виктор  Рудометов
Евгений  Рудометов

(кликнуть мышью для увеличения картинки)   

Вступление

Для охлаждения сверхсложных чипов, примером которых могут служить современные центральные и графические процессоры, используются различные охлаждающие средства. Обычно они представлены объемными радиаторами разного дизайна, термически контактирующими с корпусами указанных микросхем, и соответствующими вентиляторами, призванными отводить тепло от этих радиаторов. Повысить эффективность подсистемы охлаждения подобных чипов можно добавлением в традиционные конструкции кулеров специальных термоэлектрических модулей, представленных полупроводниковыми модулями Пельтье.

Полупроводниковые модули Пельтье (далее — модули Пельтье), применяемые в составе средств охлаждения электронных элементов, обладают сравнительно высокой надежностью. Они в отличие от холодильников, созданных по традиционной компрессионной технологии, обычно, за редким исключением, не имеют сложных движущихся частей.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

А благодаря возможности каскадного включения указанные модули позволяют довести температуру корпусов защищаемых электронных элементов до очень низких, даже отрицательных значений. Это, кстати, возможно даже при значительной электрической и тепловой мощности охлаждаемых чипов.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Для обеспечения высокой эффективности подсистем охлаждения и достижения низких значений температуры корпусов защищаемых чипов достаточно грамотно подобрать соответствующие модули и обеспечить их корректное использование.

Некоторые детали теории термоэлектрического охлаждения, лежащие в основе полупроводниковых модулей Пельтье, были рассмотрены в предыдущей статье. Там же были приведены и некоторые примеры образцов модулей, внутреннее устройство и дизайн некоторых моделей, а также приведен ряд основных электрических и эксплуатационных характеристик, которые следует учитывать при конструировании оптимальных вариантов охлаждающих подсистем.

Однако, как и можно было бы ожидать, кроме очевидных преимуществ, модули Пельтье, конечно же, обладают и рядом специфических свойств и характеристик. Их необходимо учитывать при выборе и использовании модулей Пельтье в составе охлаждающих средств. Часть из них были уже отмечены в упомянутой предыдущей статье. Но для корректного применения модулей Пельтье они требуют более детального рассмотрения. Так, например, следует принимать в расчет не только тепловую мощность защищаемых объектов и мощность хладообразования термоэлектрических модулей, но и теплообразование самих модулей, что требует также отвода. Остается добавить, что есть еще проблема конденсации влаги из окружающей среды. Все это и станет объектами рассмотрения в этой статье.

Итак, начнем разбираться в тонкостях выбора и использования полупроводниковых модулей Пельтье, используемых для охлаждения мощных чипов в лице центральных и графических процессоров настольных компьютеров.

Особенности выбора модулей Пельтье рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 2 
      

  Виктор  Рудометов 
Евгений  Рудометов 

 >>    Часть 2 
  

Примеры модулей

Полупроводниковый модуль Пельтье представляет собой термоэлектрический холодильник, состоящий из последовательно соединенных полупроводников p- и n-типа, образующих p-n- и n-p-переходы. Каждый из таких переходов имеет тепловой контакт с одним из двух радиаторов. В результате прохождения электрического тока определенной полярности образуется перепад температур между радиаторами модуля Пельтье: один радиатор работает как холодильник, другой радиатор нагревается и служит для отвода тепла. Помещенный холодной стороной на поверхность защищаемого им объекта термоэлектрический модуль, работающий на эффекте Пельтье, по сути, работает тепловым насосом. Данный насос перекачивает тепло от этого объекта на  горячую сторону модуля, охлаждаемую воздушным или водяным кулером. Как любой тепловой насос, он описывается формулами термодинамики. Поэтому модули Пельтье могут быть названы не только термоэлектрическими, но и термодинамическими модулями.

На рис. 6 представлен внешний вид типового герметизированного модуля Пельтье.

Рис. 6. Внешний вид герметизированного модуля Пельтье
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Типичный модуль обеспечивает значительный температурный перепад, который составляет несколько десятков градусов. При соответствующем принудительном охлаждении нагревающегося радиатора второй радиатор —холодильник, позволяет достичь отрицательных значений температур. Для увеличения разности температур возможно каскадное включение термоэлектрических модулей Пельтье (рис. 11), конечно, при обеспечении адекватного их охлаждения. Это позволяет сравнительно простыми, дешевыми и надежными средствами получить значительный перепад температур и обеспечить эффективное охлаждение защищаемых элементов. Устройства охлаждения на основе модулей Пельтье часто называют активными кулерами Пельтье или просто кулерами Пельтье.

Использование модулей Пельтье в активных кулерах делает их существенно более эффективными, по сравнению со стандартными типами кулеров на основе традиционных радиаторов и вентиляторов. Однако в процессе конструирования и использования кулеров с модулями Пельтье необходимо учитывать ряд специфических особенностей. Эти особенности вытекают из конструкции модулей и принципа их работы, а также архитектуры современных аппаратных средств компьютеров и функциональных возможностей системного и прикладного программного обеспечения.

Очень большое значение играет мощность модуля Пельтье, которая, как правило, зависит от его размера, а также от количества и параметров используемых в его составе пар полупроводников p- и n-типа (рис. 5, рис. 7). Действительно, модуль малой мощности не сможет обеспечить необходимый уровень охлаждения, что приведет к нарушению работоспособности защищаемого электронного элемента, например, процессора вследствие его перегрева. Однако применение модулей слишком большой мощности может вызвать понижение температуры охлаждающего радиатора до уровня конденсации влаги из воздуха, что опасно для электронных цепей: непрерывно образующаяся вода может привести к коротким замыканиям в электронных цепях компьютера. Здесь уместно напомнить, что расстояние между токопроводящими проводниками на современных печатных платах нередко составляет доли миллиметров. Тем не менее, несмотря ни на что, именно мощные модули Пельтье в составе высокопроизводительных кулеров и соответствующие системы дополнительного охлаждения и вентиляции позволили в свое время фирмам KryoTech и AMD в совместных исследованиях разогнать процессоры AMD, созданные по традиционной технологии. В результате применения фирменных решений охлаждения удалось  увеличить частоту работы процессоров почти в 2 раза по сравнению со штатным режимом их функционирования. В результате рынку были предложены  высокопроизводительные системы с процессорами, работающими в форсированных режимах.

Необходимо отметить, что модули Пельтье в процессе своей работы выделяют сравнительно большое количество тепла. По этой причине следует применять не только мощный вентилятор в составе кулера, но и меры для снижения температуры внутри корпуса компьютера для предупреждения перегрева остальных компонентов компьютера. Для этого целесообразно использовать дополнительные вентиляторы в конструктиве корпуса компьютера для обеспечения лучшего теплообмена с окружающей средой вне корпуса.

Важнейшими параметрами модулей являются:  максимальный ток потребления (Imax), максимальное напряжение (Umax), мощность хладообразования (Qc max), максимальный перепад температур (dTmax) между горячей и холодной сторонами, измеренная без нагрузки в вакууме, а также размеры (длина L, ширина W, высота H).

Следует отметить, что системы охлаждения на основе термоэлектрических модулей — модулей Пельтье используются не только в электронных системах, таких как компьютеры. Подобные модули применяются для охлаждения различных высокоточных устройств. Большое значение термоэлектрические модули имеют для науки. В первую очередь это касается экспериментальных исследований, выполняемых в физике, химии, биологии. Примеры серийных полупроводниковых модулей Пельтье, выпускаемых серийно, приведены на рис. 6 – рис. 11.

Рис. 7. Полупроводники p- и n-типа в термоэлектрическом негерметизированном модуле
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 8. Пример миниатюрного термоэлектрического модуля
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 9. Пример термоэлектрического модуля специальной формы
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 10. Пример термоэлектрического модуля без одной керамической пластины
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 11. Пример каскадного термоэлектрического модуля
             (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Информацию о термоэлектрических модулях и созданных на их основе соответствующих кулерах, а также особенностях и результатах их применения можно найти в журналах, книгах и на сайтах в Интернете.

О некоторых особенностях выбора и эксплуатации модулей Пельтье поговорим в следующей статье.

             (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
      

Сокращенные версии статьи: 

• Термоэлектрическое охлаждение: где и как использовать модули Пельтье?
• Термоэлектрическое охлаждение: где и как использовать модули Пельтье? / IT-Expert. 2022, №10  
• Основы термоэлектрического охлаждения. / Вы и ваш компьютер. 2022, №11, с.19-23 

В статьи были использованы материалы книг:

• «PC: Overclocking, Optimization, & Tuning, Second Edition». — USA: A-LIST
• «PC: Hardware Tuning & Acceleration». — USA: A-LIST
• «PC: настройка, оптимизация разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.:  BHV-Санкт-Петербург
• “Форсирование аппаратных средств РС”. — СПб.: БХВ-Петербург

Евгений Рудометов 
 

Недавно компания Denon, чьи изделия хорошо известны ценителям качественного воспроизведения музыки, предложила рынку проигрыватель оптических дисков Denon DCD-2500NE. Для реализации всех возможностей DCD-2500NE пользователям этого устройства требуется соответствующее окружение, и в первую очередь — мощный высококлассный аудиоусилитель уровня Hi-End. В качестве такого усилителя целесообразно использовать мощный усилитель PMA-2500NE. Этот усилитель обладает не только подходящим дизайном, но и высокими параметрами, что обеспечивает ему достойное место среди изделий Hi-End. В частности, он характеризуется очень высокими уровнями выходной мощности и соотношения сигнал/шум, а также широким диапазоном потребительских возможностей.

Так, например, в архитектуре данного усилителя реализованы специальные алгоритмы и схемотехнические решения обработки звуковых сигналов, а также разнообразные средства подключения для цифровых сигналов разного типа и аналоговых сигналов разного уровня.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Благодаря наличию входа USB-B на задней панели и встроенного высокопроизводительного цифроаналогового преобразователя усилитель PMA-2500NE воспроизводит файлы очень высокого разрешения. Встроенный ЦАП работает с данными в представлении до 384 кГц / 32 бит и файлами DSD с частотой дискретизации до 11,2 МГц.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

А для воспроизведения аналоговых сигналов данный усилитель имеет режим Analog Mode. Следует добавить, что в данном режиме выполняется отключение всех незадействованных цифровых цепей. Это позволяет минимизировать уровень специфических помех, к которым аналоговые цепи очень чувствительны и уязвимы, особенно в режимах усиления слабых сигналов.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Что касается обработки цифровых сигналов, то в этом усилителе PMA-2500NE, как и в случае проигрывателя оптических дисков DCD-2500NE, используются алгоритмы AL32 Processing Plus. Управление же и синхронизация цифровых цепей осуществляется с помощью прецизионного генератора синхронизирующих импульсов Master Clock Design.

Рассматривая архитектуру усилителя PMA-2500NE нетрудно заметить, что электронная часть реализована в виде небольшого числа отдельных блоков.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Все цепи спроектированы таким образом, чтобы во время эксплуатации уровни нежелательных помех были максимально низкими для всех цифровых и аналоговых входов, а пользователю было удобно управлять и комфортно пользоваться данным устройством.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Исследование архитектуры показало, что все критичные блоки тщательно экранированы, их схемотехника тщательно проработана. При этом конструкторы отказались от ее излишнего усложнения, сосредоточившись на использовании ограниченного количества хорошо проверенных теоретически и на практике типовых решений с использованием современных качественных элементов. Это можно обнаружить и в цифровых частях, в которых реализованы схемы, аналогичные DCD-2500NE, и в аналоговых.

Анализируя схемотехнику аналоговой части, нетрудно заметить, что многие цепи уже хорошо проверены в моделях премиум-класса. Конечно, часть из них откорректирована в соответствии с накопленным опытом предыдущих моделей, как компании Denon, так и сторонних производителей.

Так, например, конструкторы усилителя PMA-2500NE решили использовать вместо популярной в последнее время полупроводниковой коммутации компактные электромагнитные реле. Кроме того, в качестве регулятора громкости применен традиционный потенциометр высокого класса. А вместо активных регуляторов тембра низких и высоких частот выбрана опять же традиционная схема пассивных регуляторов. Подобный подход упростил не только схемотехнику, но и экранирование цепей с целью минимизации уровней внутренних и внешних помех.

Мощный каскад усилителя PMA-2500NE построен по хорошо известной транзисторной бестрансформаторной двухтактной схеме, модифицированной с учетом применения очень мощных полевых транзисторов ультравысоких токов с новыми барьерными диодами Шоттки. Использование таких транзисторов позволяет не только управлять очень высокими токами (максимальный ток 210 А), но и достичь очень высокой температурной стабильности параметров выходного каскада.

Из других особенностей схемы мощного каскада усилителя следует отметить использование на входе симметричных дифференциальных схем, дополненных традиционными цепями токовых зеркал, активных нагрузок, фильтров и т. п. И конечно, использованы обязательные для подобных изделий цепи разветвленной защиты от перегрузки и коротких замыканий. Словом, здесь применена очень «классная» схема премиум-уровня, обеспечивающая выходную мощность — 2 × 160 Вт (при сопротивлении нагрузки 4 Ом), очень широкую полосу пропускания, очень низкий уровень искажений и очень высокое значение коэффициента сигнал/шум.

Остается добавить, что, как и в проигрывателе Denon DCD-2500NE, с целью минимизации помех питание цифровой и аналоговой частей усилителя PMA-2500NE полностью разделено. Для этого используется двухтрансформаторная архитектура. Как и в упомянутом проигрывателе, имеется дисплей типа OLED, который используется для индикации источника и частот дискретизации.

Усилитель PMA-2500NE поставляется с пультом дистанционного управления (ДУ). С помощью этого пульта можно управлять не только данным усилителем, но и DCD-2500NE, а также другими CD-проигрывателями Denon.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Основные параметры усилителя PMA-2500NE приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры PMA-2500NE

Дизайн усилителя PMA-2500NE хорошо соответствует дизайну проигрывателя оптических дисков Denon DCD-2500NE. В этом легко убедиться на примере приведенных ниже фотографий. Тем не менее, данный усилитель может быть использован в комплекте с другими устройствами мультимедиа.

(кликнуть мышью для увеличения картинки)

Евгений Рудометов 
 

В рамках московской конференции Cisco Connect компания Cisco объявила о дальнейшем расширении производства своих продуктов в России. Эта новость была озвучена руководителями компании.На специальном мероприятии, организованном для журналистов, присутствовали:

• Александр Палладин, глава пресс-службы Cisco в России и СНГ,
• Сергей Черноволенко, управляющий директор компании Cisco в России (Cisco Russia Managing Director),
• Бернадетт Уайтман (Bernadette Wightman), генеральный директор Cisco по работе в России и странах СНГ (General Manager of Cisco Russia & CIS),
• Питер Холмгаард (Peter Holmgaard), старший менеджер Cisco, ответственный за развитие программы по локализации производства,
• Михаил Кадер, заслуженный системный инженер Cisco.

Выступающие сообщили, что в Росии уже запущен процесс производства пяти разных комплектов на базе маршрутизаторов серии  Cisco 2911R, что позволит существенно расширить набор интегрированных сетевых услуг, предлагаемых российским заказчикам. Маршрутизаторы Cisco 2911 ISR производятся в РФ с марта 2012 год в соответствии с долгосрочными соглашениями о поддержке компанией Cisco инновационного развития России.

Производство этих комплектов представляет собой значительное расширение ассортимента продукции Cisco, производимой ныне в России. Заказчики Cisco могут заказывать маршрутизаторы Cisco 2911R ISR в конфигурациях, позволяющих поддерживать важнейшие корпоративные  сервисы, включая функции передачи голоса, обеспечение информационной безопасности и оптимизацию приложений. Эти конвергентные сервисы дают заказчикам возможность существенно сократить совокупную стоимость владения и при этом повышают производительность и расширяют набор корпоративных услуг. К примеру, сетевые экраны, сертифицированные по стандартам ISO 15408 и на соответствие руководящим документам ФСТЭК, обеспечивают широкому кругу заказчиков соблюдение как международных, так и локальных требований к информационной безопасности.

Интеграция голосовых услуг имеет то преимущество, что она позволяет строить высококачественные корпоративные сети для голосовой связи с высоким уровнем надежности и при этом эффективно контролировать их себестоимость. Кроме того, появляется возможность применять разработанные компанией Cisco услуги оптимизации приложений (Cisco Application Optimization services) для повышения производительности и расширения ассортимента прикладных услуг в удаленных точках, используя любые  каналы связи, в том числе мобильные и спутниковые сети.

Необходимо отметить, что в рамках расширения локального производства пользующихся большим спросом беспроводных точек доступа Cisco 2600 компания планирует организовать  производство в Твери двух новых семейств своих беспроводных продуктов. 

О новых изделиях, производство которых планируется организовать в Твери, -  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Модель IdeaPad U410 выпущена в металлопластиковом корпусе, в котором верхняя и нижняя части выполнены из алюминиевого сплава. Это обеспечило необходимую жесткость конструкции и улучшило температурный режим компонентов.

В целом конструкция сравнительно прочная, сборка качественная.

Дисплей с диагональю 14 дюймов (соотношение сторон 16:9) имеет светодиодную подсветку и глянцевое покрытие. Яркость и контрастность дисплея, составляющие соответственно около 200 нит и 500:1, достаточны для комфортной работы. Однако углы обзора у данного дисплея весьма скромные, что характерно для TN-матриц.

Акустическая система представлена двумя двухваттными малогабаритными динамиками. Имеются встроенные микрофон и веб-камера (HD720p, 1M, фиксированный фокус). Можно подключить внешний микрофон и наушники через совмещенный аудиоразъем.

Клавиатура островного типа со стандартным расположением клавиш.

Полная конфигурация IdeaPad U410 представлена на рис. 3.

Рис. 3.  Конфигурация IdeaPad U410.

Необходимо отметить, что в разных моделях IdeaPad U410 используются разные процессоры Intel Core i3, Core i5, Core i7, обладающие ультранизким энергопотреблением, а также накопители и модули оперативной памяти разной емкости.

В предоставленном варианте IdeaPad U410 установлен энергоэкономичный процессор Intel Core i5-3317U. Созданный на основе микроархитектуры Ivy Bridge он отличается пониженным напряжением питания и низким значением термопакета (TDP) — 17 Вт. Процессор имеет два ядра с поддержкой технологий Hyper-Threading и Turbo Boost.   Номинальная частота работы ядер составляет 1,7 ГГц, максимальная – 2,6 ГГц (в турборежиме), объем кэш-памяти – 3 Мбайт.

Основные параметры центрального процессора IdeaPad U410, определенные программой CPU-Z, приведены на рис. 4.

Рис. 4.  Параметры центрального процессора IdeaPad U410.

Оперативная память этого варианта IdeaPad U410 представлена двумя модулями SODIMM DDR3 PC3-12800 (800 МГц) с общим объемом 8 Гбайт.

Видеовозможности IdeaPad U410 реализованы с помощью работающих совместно встроенных в процессор средств Intel HD Graphics 4000 и видеокарты NVIDIA GeForce 610M (технология NVIDIA Optimus).

Рис. 5.  Видеоподсистема IdeaPad U410.

В качестве традиционного накопителя на жестких магнитных дисках используются HDD с информационным объемом об750 Гбайт. Для ускорения операций чтения/записи программ и данных дополнительно используется миниатюрный накопитель mSATA SSD 32 Гбайт (модель MZ-MPC0320/0L1), выполненный в виде небольшой платы и реализующий технологию Intel Smart Response.

Здесь следует напомнить, что технология Intel Smart Response распознает и автоматически сохраняет часто используемые приложения и данные на высокопроизводительном твердотельном накопителе (SSD) и при этом представляет полный доступ к большой емкости жесткого диска (HDD). Этот компонент позволяет использовать более дешевый и менее вместительный твердотельный накопитель в сочетании с жестким диском высокой емкости. Технология Intel Smart Response обеспечивает более высокое быстродействие по сравнению с системой только с одним диском HDD. 

Подключение же периферийных устройств осуществляется через порты интерфейсов (рис. 6).

Рис. 6.  IdeaPad U410 и его порты.

Укомплектован ультрабук очень компактным (134×36×28 мм) и весьма легким блоком питания от сети переменного тока. В качестве же автономного источника энергопитания в данном устройстве используется несъемный аккумулятор высокой емкости (модель L10M4P11, 7.4 V, 8,06 Ah, 59 Wh).

Полная загрузка ОС осуществляется примерно за 40 секунд, а выключение требует около 10 секунд.

Время автономной работы в режиме чтения документов в процессе тестирования при максимальной яркости дисплея и включенного Wi-Fi — около 6 часов, при просмотре HD-фильмов — около 4 часов.

Производительности этого ультрабука достаточно не только для выполнения традиционных офисных задач, веб-серфинга и видеозвонков по Skype, но и для мультимедийных приложений, например, для воспроизведения видео, включая HD стандартов 720p и 1080p.

Благодаря использованию mSATA SSD дисковая подсистема демонстрирует очень высокие параметры. При этом, если при первом запуске теста результаты последовательного чтения и записи составляли 106.2 и 100.2 Мбайт/с, то при последующих запусках, включая перезапуск системы, результаты стали существенно выше.

Результаты работы тестовой программы CrystalDiskMark 3.0.2. х64 приведены на рис. 7, результаты встроенного в операционную систему Microsoft Windows 7
Home Premium 64-bit SP1 теста производительности компьютера — на рис. 8.

Рис. 7. Результаты теста CrystalDiskMark.

Рис. 8. Результаты встроенного в ОС теста производительности.

Приведенные параметры свидетельствуют, что ультрабук Lenovo IdeaPad U410 демонстрирует сравнительно высокие показатели производительности, особенно учитывая, что данное устройство относится к сверхкомпактным изделиям.

Остается добавить, что ультрабук IdeaPad U410 выделяется своим строгим и стильным дизайном, качественной сборкой, производительным процессором, емкой и скоростной дисковой подсистемой, производительной видеографикой.

Данная модель подходит для выполнения офисных задач, работы в Интернете, проигрывания видео, включая HD высоких разрешений и битрейтов. Модель можно рекомендовать для использования дома, в офисе, а также для пользователей ведущих мобильный образ жизни.

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

А еще в ноутбуке Dell Latitude E6420 ATG используется сравнительно мощные графические средства, способные решать не только самые сложные компьютерные бизнес-задачи проблемы, но и даже широкий класс мультимедийных задач. Эти средства представлены двумя независимыми видеоподсистемами.

Первая — это встроенные в центральный процессор Intel Core i3-2330M видеосредства Intel HD Graphics 3000 (базовая частота — 650 МГц, максимальная — 1,1 ГГц).

Вторая — отдельная видеокарта на дискретных элементах: NVIDIA NVS 4200M (GF119, DDR5 512 Мбайт) с поддержкой технологии Optimus.

Некоторые особенности графических средств ноутбука Dell Latitude E6420 ATG (фрагменты встроенных в операционную систему средств “Управление компьютером” и сторонней программы “Speccy”) приведены на рис. 4.

Рис. 4.  Графические средства ноутбука Dell Latitude E6420 ATG

Важно, что для данных видеосредств имеется возможность программного выбора и соответствующей настройки каждой из видеоподсистем для каждого приложения.

Указанные видеосредства обеспечивают высокую, для мобильных компьютерных систем, производительность, уровни которой достаточны для выполнения широкого круга задач. К ним могут относиться сравнительно сложные задачи бизнеса и даже мультимедиа, включая обработку видео HD-стандартов, включая также 1080p/i.

Подсистема энергонезависимой памяти представлена жестким диском Seagate ST250LT003 с информационным объемом 250 Гбайт и скоростью вращения магнитных дисков 5400 об/мин.

Разделы жесткого диска приведены на рис. 5, на рис. 6 представлны емкостные параметры системного раздела.
      

Рис. 5.  Разделы жесткого диска ноутбука Dell Latitude E6420 ATG

Рис. 6.  Емкостные параметры системного раздела

Однако в альтернативных конфигурациях Dell Latitude E6420 ATG могут быть использованы более емкие накопители, емкостью 750, 500 и 320 Гбайт, включая модели с аппаратным шифрованием. При этом могут использоваться жесткие диски как со скоростью вращения магнитных дисков 5400 об/мин, так и 7200 об/мин.

Дополнительные возможности для энергонезависимого хранения данных в данном ноутбуке обеспечивает оптический дисковод. В предоставленном варианте использован PLDS DVD DU-8A4SH, обеспечивающий запись и чтение оптических дисков стандартов DVD-ROM, DVD+/-RW.

Необходимо отметить, что данный элемент архитектуры ноутбука Dell Latitude E6420 ATG является сменным и в случае необходимости может быть заменен, например, на еще один жесткий диск или SSD-накопитель, что увеличивает доступное информационное пространство. 

О некоторых особенностях конфигурации ноутбука Dell Latitude E6420 ATG и особенностях конструктивного исполнения —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

Для корпоративных пользователей требуется надежный ноутбук, обладающий высокой функциональностью и удобный в эксплуатации, способный выдерживать неблагоприятные условия мобильной эксплуатации.

В качестве примера можно привести портативный компьютер Latitude E6420 ATG от компании Dell, ориентированный на корпоративный рынок.

Ноутбук Dell Latitude E6420 ATG — это компактный 14-дюймовый компьютер классической деловой компоновки в усиленном исполнении. Он рассчитан на эксплуатацию в экстремальных «полевых условиях». Модель заключена в прочный корпус из магниевого сплава, отвечающий требованиям военного стандарта MIL-STD 810G, что обеспечивает высокую устойчивость к неблагоприятным воздействиям. Ноутбук легко переносит повышенную влажность, холод и жару, вибрации и даже падения.

Внешний вид ноутбука Dell Latitude E6420 ATG приведен на рис. 1, основные характеристики представлены в таблице 1.        

Рис. 1.  Ноутбук Dell Latitude E6420 ATG

Таблица 1.   Основные технические характеристики
корпоративного ноутбука   Dell  Latitude  E6420  ATG 

Более подробно об элементах и подсистемах ноутбука Dell Latitude E6420 ATG —  в следующей части  данной статьи.
   

>>    Часть 2 
      

Компьютеры

Рудометов Е. А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — 464 с.: ил. (Аппаратные средства)

Рудометов В. Е., Рудометов Е. А. “Форсирование аппаратных средств РС” СПб.: БХВ-Петербург, 2003. — 512 с.: ил. (Серия «Мастер решений»)

Рудометов В., Рудометов Е. «PC: настройка, оптимизация и разгон» Изд.3-е, доп. — СПб.: BHV-Санкт-Петербург. 2003. — 487с. (Серия «Мастер решени й»)

Rudometov V., Rudometov E. “PC Hardware Tuning & Acceleration” A-List, 2003. – 500 pages. ISBN 1-931769-23-0.

Rudometov V., Rudometov E. «PC: Overclocking, Optimization and Tuning» 2-nd Edition A-List, 2002. – 496 pages. ISBN 1-931769-05-2.

Rudometov V., Rudometov E. «PC: Overclocking, Optimization and Tuning» A-List, 2001. – 410 pages. ISBN 1-58450-079-4.

Рудометов В., Рудометов Е. «PC: настройка, оптимизация и разгон» Изд.2-е, доп. — СПб.: BHV-Санкт-Петербург. 2000. — 336с. (Серия «Мастер»)

Рудометов В., Рудометов Е. «PC: настройка, оптимизация и разгон» СПб: BHV-Санкт-Петербург. 1999. — 256 с.

Рудометов Е., Рудометов В. «Устройство мультимедийного компьютера» СПб.: Питер, 2001, 512 с. (Серия «Анатомия ПК»)

Рудометов Е. А. «Материнские платы и чипсеты» Изд. 4-е. — СПб.: Питер, 2007. — 368 с.: ил. (Серия «Анатомия ПК»)

Рудометов Е., Рудометов В. «Материнские платы и чипсеты» Изд. 3-е, доп. — СПб.: Питер, 2002, 35 2 с. (Серия «Анатомия ПК»)

Рудометов Е., Рудометов В. «Материнские платы и чипсеты» Изд. 2-е, доп. — СПб.: Питер, 2001, 352 с. (Серия «Анатомия ПК»)

Рудометов Е., Рудометов В. «Материнские платы и чипсеты» СПб.: Питер, 2000, 256 с. (Серия «Анатомия ПК»)

Рудометов Е., Рудометов В. «Архитектура ПК, комплектующие, мультимедиа» СПб: Питер, 2000, 416 с. (Серия «Анатомия ПК»)

Рудометов Е., Рудометов В. «Аппаратные средства и мультимедиа» СПб: Питер, 1999, 352 с. (Серия «Справочник»)

Защита информации

Рудометов Е., Рудометов В. «Шпионские штучки. Электронные средства коммерческой разведки и защита информации» М.:«АСТ»; СПб:«Полигон», 2000. —224с.

Рудометов Е., Рудометов В. «Шпионские страсти. Электронные устройства двойного применения» М.:«АСТ»; СПб:«Полигон», 2000. —208с.

Рудометов Е., Рудометов В. «Схемотехника средств коммерческой разведки» СПб:«Полигон», 2000. —96с.

Рудометов Е., Рудометов В. «Электроника и шпионские страсти. Электронные устройства двойного применения» Изд. 3-е, доп.—СПб:«Пергамент», 1998. —256с.

Рудометов Е., Рудометов В. «Электроника и шпионские страсти. Электронные устройства двойного применения» Изд. 2-е, доп.—СПб:«Пергамент», 1997. —224с.

Рудометов Е., Рудометов В. «Электроника и шпионские страсти. Электронные устройства двойного применения» СПб:«Пергамент», 1997. —152с.

Другие

Рудометов Е. А. «Цифровая видеокамера» М.: АСТ; СПб.: Сова, 2006. — 92 с.

«Компьютерные игры для IBM PC`96/97. Сборник 7» Под ред. Иванова И. И., Попова А. А.; авторы технических материалов: Рудометов Е., Рудометов В. СПб:«Пергамент», 1996. —544.

«Компьютерные игры для IBM PC`96. Сборник 6» Под ред. Иванова И. И.; авторы технических материалов: Рудометов Е., Рудометов В. СПб:«Пергамент», 1996. —512.

«Компьютерные игры для IBM PC`95/96. Сборник 4» Под ред. Эпштейна В. Г.; авторы технических материалов: Рудометов Е., Рудометов В. СПб:«Пергамент», 1995. —448.

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Цифровой медиаплеер FreeAgent Theater+ компании Seagate обеспечивает вывод на телевизор фотографий, видео и музыки с внешних накопителей, подключаемых к разъемам USB. При этом конструкция устройства предусматривает использование совместно с ним мобильного накопителя FreeAgent Go, созданного на основе 2,5-дюймового накопителя на жестких магнитных дисках (HDD) и выпускаемого также компанией Seagate.

Данный накопитель устанавливается в специальный отсек (рис. 2). Для подключения данного накопителя отсек снабжен встроенным разъемом USB. При этом использование FreeAgent Go не исключает возможность подключения через USB-порты дополнительных внешних накопителей.

Этими дополнительными внешними накопителями могут быть модели, созданные как на основе флэш-памяти, так и HDD форм-факторов 2,5” и 3,5”.

Здесь следует отметить, что USB-накопители флэш и USB-накопители с 2,5-дюймовыми HDD получают питание от портов медианакопителя, а USB-накопители с 3,5-дюймовыми HDD требуют соответствующих индивидуальных блоков питания.

Остается добавить, что в качестве накопителей с HDD могут использоваться не только модели от компании Seagate, но и от других производителей, выпускающих аналогичные изделия.

Итак, медиаплеер FreeAgent Theater+ обеспечивает:

• просмотр фотографий и фильмов;
• прослушивание музыки на телевизоре;
• обращение к данным, хранящимся на сетевых устройствах;
• просмотр на экране телевизора содержимого из Интернета, например, изображений, прогноза погоды, стоимости акций и многого другого;
• подключение цифровой камеры и внешних устройств хранения для просмотра или прослушивания данных с помощью телевизора.

К перечисленному остается добавить, что данное устройство можно использовать и для воспроизведения файлов, записанных с TV с помощью компьютера и перенесенных на USB-накопители.

Электронная начинка медиаплеера FreeAgent Theater+ помещена в черный пластиковый корпус.

Оценивая конструкцию и возможности медиаплеера FreeAgent Theater+, стоит особо отметить наличие современного интерфейса HDMI, который может передавать видео высокого разрешения и одновременно цифровой многоканальный звук по HDMI кабелю. При этом интерфейс HDMI медиаплеера FreeAgent Theater+ способен передавать видеоданные с разрешением до 1080/720.

Все разъемы внешних интерфейсов размещены на задней и передней панелях корпуса устройства (рис. 3).

Рис. 3.  Передняя и задняя панели медиаплеера FreeAgent Theater+

Рассмотрение особенностей конструкции медиаплеера FreeAgent Theater+ продолжено  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Внешний вид медиаплеера Seagate FreeAgent Theater+ HD Media Player (FreeAgent Theater+) приведен на рис. 2,
основные технические характеристики — в таблице 1.

Рис. 2.  Медиаплеер FreeAgent Theater+ с жестким диском FreeAgent Go
             и комплектным пультом дистанционного управления

Таблица 1. Основные характеристики медиаплеера FreeAgent Theater+ 

В следующей части  данной статьи приведены некоторые особенности конструкции медиаплеера FreeAgent Theater+. 
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Благодаря усилиям главного производителя центральных процессоров «центр цифровой вселенной» сегодня ассоциируется с компьютером. Оставляя в стороне отдельные, несущественные детали, необходимо отметить, что современные модели действительно обладают большими потенциальными возможностями, среди которых присутстывуют и мультимедийные возможности.

Необходимо отметить, что настольные компьютеры и ноутбуки, созданные на основе многоядерных процессоров и поддерживающих их чипсетов, уже сравнительно давно успешно справляются с обработкой  разнообразной мультимедийной информации, включая фильмы стандартов высокого разрешения.

Однако в этом качестве настольные и мобильные компьютеры удобны не всегда и что не менее важно — не для всех. Связано это с тем, что многие потенциальные пользователи не обладают необходимым уровнем компетенции в области компьютерных технологий. 

В таких случаях в качестве альтернативных средств обработки мультимедийных файлов могут использоваться компактные устройства, предоставляющие возможность вывода изображений на стандартные телевизоры.

Оценив перспективность данного сектора рынка, разработкой и производством медиаплееров занялись и крупные компании, например, такие как Seagate.

Данная компания несколько лет назад предложила рынку одну из таких моделей, получившую наименование FreeAgent Theater.

Используя опыт данной разработки, Seagate  выпустила вторую версию медиаплеера. Данный медиаплеер, обладающий лучшими параметрами по сравнению со своим предшественником, получил наименование Seagate FreeAgent Theater+ HD Media Player (FreeAgent Theater+).

Это изделие обеспечивает чтение и преобразование мультимедийных файлов с подключенных к USB-портам накопителей информации, в качестве которых могут использоваться как жесткие диски, так и флэш-накопители, возможно получение файлов через проводную или беспроводную сети. Результат чтения и преобразования мультимедийных файлов выводится на стандартный телевизор.

Комплект FreeAgent Theater+ приведен на рис. 1.

В состав данного комплекта входят:

• упаковочная коробка,
• медиаплеер FreeAgent Theater+,
• блок питания, обеспечивающий энергопитание медиаплеера от сети переменного тока, 
• пульт дистанционного управления (ПДУ) медиаплеером,
• комплект элементов для ПДУ, 
• набор кабелей,
• документация,
• CD-ROM.

Все компоненты комплекта медиаплеера размещены в отдельных полиэтиленовых пакетах и помещены в картонную коробку. Размеры данной коробки — 243 х 212 х 92 мм, ее вес со всеми компонентами — 1,36 кг.

Рис. 1.  Комплект FreeAgent Theater+

Внешний вид и основные параметры медиаплеер FreeAgent Theater+ приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

В схеме Always On компьютер всегда работает на максимальной тактовой частоте и максимальном напряжении. Этот режим можно рекомендовать только в том случае, если ноутбук работает от электросети. Время работы от аккумулятора — минимально.

Схема Home/Office Desk является наиболее целесообразной. В данной схеме при питании компьютера от электросети процессор работает на максимальной тактовой частоте и при максимальном напряжении, а при переходе к питанию от аккумуляторной батареи задействуется технология управления с экономией энергии. Это позволяет увеличить время автономной работы без ощутимой потери производительности.

Схема Portable/Laptop отличается от Home/Office Desk тем, что в ней технология экономии энергии включается и при питании ноутбука от электросети. Данную схему питания можно рекомендовать для компактных моделей, которые при работе сильно нагреваются, что приводит к частому включению вентилятора кулера. В этом случае схема Portable/Laptop обеспечивает меньший по сравнению с предыдущим вариантом уровень шума.

Схема Minimal Power Management практически не отличается от схемы Portable/Laptop. Однако в этой схеме можно установить иное время выключение монитора, жесткого диска и перехода в режим Standby.

В схемах Presentation и Max Battery при питании компьютера реализуется режим энергопотребления с динамическим переключением частоты и напряжения. При питании ноутбука от аккумуляторной батареи процессор работает в режиме с минимальной тактовой частотой и напряжением. Это дает возможность получить максимальное время работы компьютера от аккумуляторной батареи, но это достигается в ущерб его производительности процессора.

Остается добавить, что изменять схему питания наиболее просто через символ On AC power в трее (символ электропитания в правом нижнем углу). Для этого необходимо выполнить следующие действия: установить курсор на символ On AC power, щелкнуть левой кнопкой мыши и в появившемся меню выбрать имя требуемой схемы (рис. 5).

Рис. 5.  Выбор схемы энергопотребления в трее

Используя тот же символ электропитания, можно вызвать меню Power Options Properties. Для этого необходимо выполнить следующие действия: установить курсор на символ On AC power, щелкнуть правой клавишей мыши и в появившемся меню выбрать Adjust Power Properties (Настройка электропитания). В результате появится окно Power Options Properties.

В заключение необходимо добавить, что и для настольных систем целесообразно использовать функции снижения энергопотребления. В результате, снижается нагрузка на кулеры, а, следовательно, уменьшается акустический шум, что повышает комфортность работы.

В статье были использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с. 
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Схемы энергопитания

В операционной системе Windows XP для установки требуемого режима работы процессора предусмотрена возможность настройки схемы питания (Power Schemes) в диалоговом окне Power Options Properties (рис. 4).

Рис. 4.  Выбор схемы энергопотребления в Power Options Properties

Всего в операционной системе Windows XP предусмотрено несколько схем питания, например:

• Home/Office Desk,
• Portable/Laptop,
• Presentation,
• Always On,
• Minimal Power Management,
• Max Battery.

Данные схемы отличаются друг от друга временными параметрами и режимами энергопотребления процессора.

Соответствие между схемами питания, реализованными в операционной системе Windows XP, и режимами работы центрального процессора показано в таблице 1.

Таблица 1.   Режимы работы процессора

О некоторых подробностях режимов работы процессора —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 6  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Технологии и режимы

Далеко не все задачи требуют высокой производительности процессора. Более того, даже при выполнении ресурсоемких задач в некоторые периоды активность процессора невелика.

Поскольку производительность процессора напрямую зависит от потребляемой им мощности, в периоды невысокой утилизации процессора можно попытаться снизить его производительность, а, следовательно, и его энергопотребление, и, конечно, всей системы.

Прежде чем раскрыть суть основной технологии энергосбережения, следует напомнить, что энергопотребление процессора пропорционально его тактовой частоте и квадрату напряжения питания.

Кроме того, между тактовой частотой процессора и напряжением питания пропорциональная зависимость, означающая, что для увеличения рабочей частоты процессора необходимо повышать напряжение питания, а уменьшение частоты позволяет снизить и напряжение питания.

Очевидно, что для снижения энергопотребления процессора следует уменьшить напряжение питания, конечно, с одновременным уменьшением и тактовой частоты.

В современных процессорах для уменьшения среднего энергопотребления процессора, кроме отключения неиспользуемых блоков в ядре, используются специальные технологии. Они обеспечивают возможность снизить энергопотребление процессора за счет динамического изменения напряжения ядра процессора и его тактовой частоты. Режимы меняются в зависимости от его загрузки, от температурного режима, а также от установленных пользователем предпочтений через задание схемы энергопотребления в настройках операционной системы.

Уровню максимальной производительности соответствует режим с наибольшей тактовой частотой, что требует максимального напряжения питания.  

Минимальной производительности соответствует режим с наименьшей рабочей частотой, что позволяет понизить уровень напряжения питания до минимального уровня.  

Между указанными крайними режимами существуют промежуточные уровни. Ниже приведены примеры основных режимов.

Maximum Performance Mode — это режим работы компьютера в случае питания от сети (от внешнего источника питания). В данном режиме процессор работает на максимальной тактовой частоте, что обеспечивает максимальную производительность.

Battery-Optimized Performance Mode — это режим, устанавливаемый программным способом средствами операционной системы (Windows XP/Me/2000) через настройки схемы энергопотребления (Power Schemes). В данном режиме тактовая частота и напряжение процессора динамически изменяются в зависимости от загрузки процессора, что позволяет существенно снизить энергопотребление (и соответственно увеличить время автономной работы от батареи) по сравнению с режимом работы процессора на номинальной тактовой частоте.

Maximum Battery Mode — это режим, который, как и Battery-Optimized Performance Mode, устанавливается программным способом. При его выборе тактовая частота и напряжение процессора понижаются до минимального значения, что позволяет значительно снизить энергопотребление. Существенно, что в данном режиме процессор работает на пониженной тактовой частоте при любой степени загрузки. В результате за счет снижения производительности достигается максимально возможное время автономной работы от аккумуляторной батареи. Данный режим предназначен для тех случаев, когда пользователям наиболее критично именно время автономной работы от батареи, даже в ущерб производительности ноутбука.

В следующей части  данной статьи рассмотрены схемы энергопитания. 
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Как уже упоминалось выше, для экономии энергии автономного источника энергопитания целесообразно уменьшить время время активной работы монитора и накопителя на жестких магнитных дисках.

Для реализации данной возможности достаточно воспользоваться соответствующими программными средствами, встроенными в операционные системы, которые управляют мобильными компьютерами.

Так, например, в Microsoft Windows XP это можно сделать следующим образом: пройти по цепочке Start (Пуск) | Settings (Настройки) | Control Panel (Панель управления) | Power Options (Электропитание) | Power Options Properties (Схемы управления электропитанием) и установить соответствующие параметры, связанные с работой монитора и жесткого диска.

К данной вкладке (рис. 3) можно попасть разными путями. Например, можно на свободном участке рабочего поля щелкнуть правой клавишей мыши, и далее выбрать Properties (Свойства) | Screen Saver (Заставка) | Power (Питание ) | Power Options Properties (Схемы управления электропитанием).

Рис. 3.  Один из вариантов вызова Power Options Properties (Схемы управления электропитанием)

Данный метод управления используется в операционной системе Microsoft Windows XP, которая является основной операционной системой в многочисленных ноутбуках, выпущенных несколько лет назад, в современных нетбуках, а еще она использовалась в постепенно забываемых UMPC и MID.

Но аналогичные программные средства имеются, конечно, и в операционной системе Microsoft Windows Vista — системе, ставшей основной для многих моделей ноутбуков.

Здесь главное — это знать, что такой метод контроля работы аппаратных средств существует, и что он доступен в современных операционных системах, управляющих мобильными компьютерами.

К описанному методу следует добавить, что меры по ограничению времени работы жидко-кристаллического экрана и накопителя на жестких магнитных дисках дадут эффект только в том случае, если мобильный компьютер используется неактивно и если регулярно возникают длительные паузы в работе.

При просмотре же фильма, чтении документов, наборе текста и решении прикладных и системных задач, требующих визуального контроля и постоянной работы накопителя на жестких магнитных дисках, все указанные меры не являются результативными. Более того, они могут существенно осложнить выполнение работ, а постоянное включение и отключение данных устройств может только увеличить потребление энергии, а следовательно, уменьшить время автономной работы.

В следующей части  данной статьи рассмотрены технологии и режимы. 
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Простейшие способы

Для того, чтобы увеличить время автономной работы мобильного компьютера, необходимо уменьшить энергопотребление его подсистем и комплектующих.

Одним из простейших и эффективных способов уменьшения общего энеропотребления является снижение яркости экрана до минимального, но приемлемого для работы уровня. Благодаря снижению яркости уменьшается энергопотребление дисплея — самого расточительного компонента компьютерной системы.

В результате уменьшения яркости время работы от аккумуляторной батареи увеличится, причем при минимальной яркости время может увеличиться весьма и весьма значительно по сравнению вариантом с максимальным уровнем.

Вообще говоря, этот метод экономии энергии является универсальным для всех мобильных устройств. 

Еще одним ресурсом экономии энергии аккумулятора являются аппаратные компоненты. Конструкторы стремятся к максимальной универсальности мобильных компьютеров. С этой целью они интегрируют максимальное количество контроллеров, однако очень редко они требуются все одновременно, более того, без некоторых контроллеров можно обходиться очень долгое время без ограничения своих потребностей в функциональности.

Например, в часто выполняемых работах далеко не всегда используются оптические дисководы DVD/CD.

Аналогичным образом обстоит дело и с беспроводными средствами передачи информации Wi-Fi и Bluetooth, а также с контроллером FireWire (IEEE1394), карт-ридером SD/SDHC/MMC, контроллером PCMCIA и т. п.

Неиспользуемые компоненты можно отключить, сэкономив значительную долю энергию автономного источника, что позволит продлить время автономной работы. Ну а когда что-то из отключенных средств потребуется, можно вернуть им работоспособность, включить снова.

Доступ к аппаратным средствам мобильного компьютера, работающего под управлением операционной системы Microsoft Windows XP, открывается с помощью клика правой клавишей мыши на иконке My Computer (Мой Компьютер).  

На рис. 2 приведен пример одного из возможных способов отключения оптического накопителя.

Рис. 2.  Отключение оптического дисковода

А еще для экономии энергии можно установить небольшое время до отключения монитора и накопителей на жестких магнитных дисках (жестких дисков) в случае неактивности устройства. Для этого достаточно воспользоваться соответствующими программными средствами, встроенными в операционные системы, управляющие мобильными устройствами.

Примеры отключения неиспользуемых устройств приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Автономность является одним из важнейших свойств мобильных компьютеров, к которым относятся, например, многочисленные ноутбуки, нетбуки, КПК, UMPC, MID и т. п., а время автономной работы — один из приоритетных параметров этих и подобных мобильных устройств.

Увеличить время автономной работы можно за счет применения более мощного экземпляра батареи или просто использования второго экземпляра сменного аккумулятора.

Не подвергая сомнению истинность этого утверждения, можно напомнить об еще одном мощном резерве увеличения времени автономной работы. Речь идет об экономии энергии за счет использования специальных технологий, реализуемых аппаратно-программными средствами.

Действительно, как известно, продолжительность автономной работы от аккумуляторных батарей зависит от электрической мощности мобильного компьютера и энергетической емкости его батареи. При этом время автономной работы устройства пропорционально емкости и обратно пропорционально потребляемой мощности:
  

Время автономной работы (час) =
Емкость батареи (мВт×час) / Потребляемая мощность (мВт)

  
Эта простейшая формула означает, что время автономной работы увеличивается не только с ростом емкости аккумулятора, но благодаря снижению потребляемой энергии.

Потребляемая мобильным компьютером мощность складывается из энергопотребления всех его подсистем. Основными потребителями мощности является:

• дисплейная матрица (около 1/3 всей потребляемой энергии),
• центральный процессор,
• чипсет со встроенными видеосредствами,
• преобразователь напряжения,
• накопитель на жестких магнитных дисках.

Остальные компоненты ноутбука также потребляют свою долю энергию, но в существенно меньшем количестве.

Оценка относительного энергопотребления компонентов типового ноутбука приведена на рис. 1.

Рис. 1.  Оценка относительного энергопотребления компонентов ноутбука

Для обеспечения длительной работы устройств в автономном режиме важнейшей задачей конструкторов мобильных компьютеров является максимальное уменьшение энергопотребления элементов при сохранении общей функциональности и, конечно, производительности, по крайней мере, на приемлемом уровне.

Необходимо отметить, что снижение энергопотребления компонентами способствует не только увеличению времени автономной работы, но и уменьшает нагрев элементов, а следовательно, упрощает систему их охлаждения и способствует снижению уровня шума. Кстати, уменьшение нагрева элементов повышает устойчивость их работы и увеличивает их и общий ресурс безаварийной эксплуатации.

О методах снижения энергопотребления —  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Еще одной интересной моделью является ноутбук Everex (рис. 8) с процессором i386SX-25 и возможностью установки сопроцессора i387SX. Основой этого компьютера, разработанного в 1990 г., является двухплатное решение. В состав ноутбука входят: семидюймовый черно/белый ЖК-дисплей с разрешением 640×480, легко сменяемые жесткий диск IBM с интерфейсом IDE и информационным объемом 80 Мбайт, дисковод гибких дисков 1,44 Мбайт, блок Ni-Ca аккумуляторов. Управление осуществляется с помощью клавиатуры и миниатюрного трекбола. Оперативная память — 2 Мбайт с возможностью увеличения информационного объема до 4 Мбайт с помощью замены специальной платы памяти. Внешние интерфейсы представлены следующими разъемами: VGA, LPT, Com, внешней клавиатуры. Вес данного ноутбука, помещенного в металлический корпус, превышает 3 кг. Но, несмотря на ограниченность функциональных возможностей, по дизайну эта модель уже напоминает современные модели.

Рис. 8.  Ноутбук Everex

В процессе совершенствования компьютерной архитектуры идея разработки и выпуска специализированных наборов микросхем вслед за пионером чипсетостроения — фирмой Chips and Technologies — была подхвачена и другими компаниями. Среди них были такие Suntac, Opti, VLSI, UMC и другие, имена которых сегодня уже помнят, пожалуй, только некоторые специалисты. Тем не мене, их изделия были распространены и стали основой первых моделей мобильных компьютеров, созданных на основе центральных процессоров i286 и i386. Эти модели нередко обладали весьма большим весом, который в большинстве случаев существенно превышал 5 кг.

Но время шло, технологии и архитектуры компонентов и систем совершенствовались, что положительным образом отразилось на мобильных компьютерах.

Новые компьютеры, созданные на основе новейших компонентов, стали в десятки, сотни, а в некоторых случаях и в тысячи раз производительнее своих предшественников. При этом они стали компактнее, их вес стал существенно меньше, а время автономной работы возросло. Современные модели комфортны и удобны в работе. Они уже слабо напоминают те несовершенные, конечно, по нынешним меркам, мобильные компьютеры. Однако именно эти компьютеры проложили дорогу в наш мобильный мир, а поэтому будем относиться к ним, а главное — к их создателям с должным уважением.
      

В статье были использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с. 
    

>>    Часть 1  
      

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 6 
  

Еще одним важным нововведением является внедрение в архитектуру платформы мобильной системы специального модуля, основу которого составляет флэш-память NAND, объем которой может достигать 1 Гбайт.

Использование данного модуля призвано увеличить производительность при низком энергопотреблении и существенно расширить функциональные возможности ноутбука.

Лежащия в основе функционирования данного модуля технология, известная ранее как технология Robson, получила наименование Intel Turbo Memory.

Использование  Intel Turbo Memory способно уменьшить время загрузки необходимых данных и программ, включая быстрый запуск операционной системы, в качестве которой рекомендована ОС Windows Vista.

Кроме того, часто используемая информация, хранящаяся в модуле флэш-памяти, сокращает число обращений к накопителю на жестких магнитных дисках, что способствует повышению производительности и времени работы от автономного источника питания.

Следует отметить, что кроме указанных нововведений в платформе Santa Rosa реализовано большое количество перспективных технологий. Например, Intel Clear Video и Intel TV Wizard призваны обеспечить пользователям качественное изображение, удобную и быструю работу с HD-видео и TV-контентом.

Учитывая мобильную направленность систем, выпускаемых на основе платформа Santa Rosa, ее разработчики большое внимание уделили технологиям, снижающим энергопотребление, что позволило значительно увеличить время автономной работы.

Так, например, с целью оптимизации производительности и снижения энергопотребления в архитектуре платформы в случае малой вычислительной нагрузки  предусмотрено снижение тактовой частоты системной шины (технология Dynamic FSB Switching).

Еще одним резервом служит жидко-кристаллический дисплей, потребляющий до 35% энергии. Снижение этого уровня позволяет увеличить время автономной работы. Одна из энергосберегающих технологий — технология Display Power Saving (DPST 3.0), регулирующая работу подсветки ЖК-матрицы без видимой потери качества. Экономия энергии — до 400 мВт.

Кроме DPST, заслуживает внимания технология, получившая наименование Dinamic Display Power Optimization (D2PO) и направленная на уменьшение энергопотребления. Принцип ее работы основан на анализе типа изображения. Если же работа осуществляется со статичными или медленноизменяющимися изображениями, то происходит переход в режим  чересстрочного формирования кадров. Это означает, что сначала идут четные строки, затем нечетные, как в телевизоре. В случае же запуска программного приложения, требующего высокой скорости вывода высококачественного изображения, например, динамической игры, используется режим прогрессивного (все строки изображения выводятся последовательно) формирования кадров при частоте их смены 60 Гц. Благодаря этой технологии в среднем экономится еще до 400 мВт.

Кроме перечисленных технологий, соответствующим изменением подверглась подсистема питания — Mobile Power System и управление дисковой подсистемы с помощью Intel Matrix Storage Manager 7.0 (экономия — до 400 мВт), реализованной в компоненте ICH8M-E.

В дополнение к этому обесточивание неиспользуемого контроллера Gigabit Ethernet дает экономию до 100 мВт, а переключение с режима 1000MBPS в режим 10/100MBPS при переходе с внешнего на автономное питание экономит еще до 950 мВт.

Дальнейшее развитие получили и ставшие традиционными технологии энергосбережения Intel Enhanced SpeedStep, Deeper Sleep и т.п.

Все эти разработки направлены на экономию энергии и позволяют не только улучшить тепловые режимы компактных мобильных систем, но и существенно повысить время работы от встроенного аккумулятора.

Несмотря на техническое совершенство платформы Santa Rosa, в связи с появлением процессоров, созданных на основе новой полупровожниковой технологии (45 нм) была модифицирована и платформа. По традиции она получила наименование Santa Rosa Refresh.

Но и на этом прогресс в мобильных системах не остановился, и на свет появилась очередная платформа.

В следующей части  данной статьи приведены архитектурные особенности платформы Montevino — пятой платформы Centrino. 
    

>>    Часть 8  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Платформа Napa

Третье поколение появилось в начале 2006 года после выпуска нового процессора, построенного на основе принципиально нового ядра. Разработка получила наименование Yonah, а двуядерный процессор — Intel Core Duo. Был выпущен и одноядерный вариант — Intel Core Solo. Платформа, построенная на основе мобильного чипсета i945 (Рис. 4) со встроенной графикой Intel GMA 950, получила наименование Napa. Она сохранила все достоинства предыдущей разработки, обеспечив рост производительности и повышение экономичности в соответствии с критерием «производительность на ватт». Из новых параметров следует отметить повышение частоты процессорной шины и памяти до 667 МГц с одновременным внедрением более совершенных технологий энергосбережения.

Основой новой платформы стали чипсеты семейства Intel 945 (i945), представленного тремя версиями:

• i945GM,
• i945PM,
• i945GMS.

К этому же семейству относится и i940GML.

Чипсет i945GM является самым мощным представителем из мобильных наборов i945. Он поддерживает все процессоры семейства Intel Pentium M/Celeron M, а также одноядерные и двухъядерные модели процессоров.

Кроме того, чипсет поддерживает: частоты процессорной шины 533 и 667 МГц, встроенную графику Intel GMA 950, внешний видеоадаптер PCI Express x16, один или два канала DDR2 533/667 с максимальным объемом памяти 4 Гбайт.

Чипсет i945PM не имеет встроенных графических средств, но предусматривает наличие внешнего видеоадаптера PCI Express x16. Остальные параметры совпадают с i945GM.

Чипсет i915GMS специально разработан для ноутбуков малого форм-фактора, рассчитанного на энергоэкономичные модели мобильных процессоров.

Остается добавить, что для управления периферийными устройствами в базовых комплектах перечисленных моделей мобильного чипсета i945 предусмотрено использование компонента ICH7-M. Он поддерживает работу двух портов Serial ATA-150 и одного порта Parallel ATA-100, до восьми портов USB 2.0, аудиосистемы Intel High Definition Audio (Azalia) и AC’97 2.3 (до трех кодеков), 10/100 Mbit Ethernet LAN, 7 PCI и 4 PCI Express x1 для карт расширений, и т. п. Кроме того, поддерживаются технологии энергосбережения, включая технологию Intel Display Power Saving Technology.

Оценивая функциональные возможности чипсета i945, необходимо отметить поддержку беспроводного способа подключения к сети для скоростной передачи данных. Это нашло свое воплощение в следующей версии технологии Intel Centrino.

Рис. 4.  Архитектура мобильного компьютера с чипсетом i945GM

Одновременно с семейством чипсета i945 для мобильных компьютеров, как и ранее в случае i915, был объявлен и выпущен набор микросхем системной логики Intel 940GML Express (i940GML). Этот сравнительно недорогой чипсет оптимизирован для использования с процессорами низкого и сверхнизкого напряжение питания.

Остальные характеристики платформы Napa и появление следующей приведены  в следующей части  данной статьи. 
    

>>    Часть 5