

多項調查顯示,電池使用時間是消費者對筆記本電腦最不滿意的地方。正因為不能脫離市電太久,筆記本電腦的移動能力仍然是有限度的。何時它能像手機一樣,一天只充一次電,將電源適配器扔在家里呢?
技術讓我們逐步擺脫線纜的束縛,在電池的支持下,移動電話大行其道、平板電腦風起云涌。而做為有著26年發展歷史的筆記本電腦,如今依然受制于電池使用時間,每天使用8小時而不用充電對多數人來說仍是個夢想。
電池規格的局限
相對于日新月異的IT技術及其推動下持續爆炸性增長的市場規模,化學和物理的技術提升十分艱難,電池容量就是其中最有代表性的例子。即便是燃料電池這種距離實用化最近的大容量電池技術,指望它近期投入工業化生產并改善筆記本電腦的續航能力都是不現實的。在“開源”道路被堵的情況下,“截流”是近乎唯一的選擇。另一方面,電池對筆記本電腦的重量也有著很大影響,目前市場主流的電池規格是4芯、6芯和8芯,其中8芯電池重量已高達420g,只有少數高性能的筆記本電腦才會采用,而主流產品則會選用4芯或6芯的規格。
從CHIP累積多年的統計數據中不難看出,雖然筆記本電腦上最通用的18650電芯單個容量從2002年的2000mAh提升到如今的3100mAh,但是市場主流產容量仍停留在2600mAh,甚至使用2200mAh容量的的產品還有很多,顯示出多年來電池容量的提升十分有限。與此同時,電池模塊的重量基本維持在320g(6芯)上下。即便為了追求更輕、更薄而將電池組外殼去除,也只能減少20g左右的重量,對整機厚度的幫助也只有減少2mm左右,因此可以說去除電池外殼的這種做法,更實際的意義是使主機外殼設計變得簡單,而在減重和減厚方面的作用比較有限,除非內置電池采用厚度更薄的塊狀造型。由于塊狀電池的價格較高,容量也相對較小,所以只有少數高端輕薄定位的筆記本電腦用得起它。
由此可見,通過電池容量大幅度提高來增強續航能力是不切實際的,除了技術的限制之外,成本也是不可忽略的因素。
不矛盾的性能
要想延長主流筆記本電腦的續航時間,在不采用特殊零部件的情況下,使其續航時間超過8小時,從而滿足全天工作不插電的需要,節能是唯一的出路。這就牽扯到和能耗密切相關的性能。
今天,我們已經看到了關于節能與性能平衡的多種解決方案,其中最為成熟的,莫過于有著近10年歷史的低電壓CPU,然而成本高、性能受限是它難以推而廣之的根本原因。
除此之外,降低平臺功耗的另一種方式就是降低待機功耗,簡單地說就是如果不能在工作時減少電力消耗(低電壓),那么就縮短工作時長、降低工作強度。無論是依據負載和供電情況調整零部件運轉的速度,還是定時關閉不工作的設備,都是在這種思想體系下衍生的節電措施,前者主要依靠硬件技術而改進,而后者則基于操作系統的能源配置方案。
通過SpeedStep/PowerNow!等CPU降頻技術和PowerMizer/PowerPlay等GPU降頻技術,可使處于非高負載狀態的主要芯片耗電量大大降低;TurboBoost和TurboCore等“超頻”技術,又能在散熱系統可承受的情況下,短時間提供超額性能,緩解性能瓶頸。
CPU不可或缺,而圖形性能與電池續航時間沖突時,它往往成為可以放棄的對象,而對絕大多數筆記本電腦來說,GPU是不能后期升級的。曾幾何時,GPU對整機性能及應用的影響不斷加大,是否配置GPU一度成為電腦定位的核心因素。面對配備時的節能和不配備時的低能,用戶往往無所適從。
隨著Intel Switchable Graphics、NVIDIA Optimus和AMD CrossfireX技術日臻成熟,控制GPU功耗的方式在降低頻率的基礎上增加了關閉的選項,這一改變直接促成了高性能筆記本電腦使用時間超8小時目標的實現。三個業界領導廠商在圖形卡切換技術上的合縱連橫,造就了如今特別的市場格局:英特爾沒有獨立顯示卡技術,只能提供Sandy Bridge的接口給英偉達和AMD;英偉達的Optimus對平臺依賴度低,各項特性突出,但被排斥在AMD平臺之外;AMD既為英特爾平臺提供具備可切換功能的GPU,又在自己平臺上使用可并用集成和獨立圖形核心的CrossfireX技術。
平衡的價值
負載平衡涉及的因素十分復雜,除了硬件上的改進之外,對負載平衡控制機制的要求更高,具體到PC平臺上,CPU與GPU之爭以及后來的GPGPU、APU,都是這種背景下的產物。什么應用或線程被設置在CPU或GPU上運行,如何判斷最優(包括性能和功耗)運行模式,操作系統層還沒給出答案,目前通過API或線程調取的資源進行判斷是最常見的方式,切換也僅限于獨立和集成圖形核心之間,如Optimus通過Direct3D相關指令的運行情況進行切換,而CrossfireX則通過標識線程的方式啟動雙顯工作模式。雖然這樣的判斷方式在一定程度上實現了CPU與GPU的平衡,但是這種切換比較機械,不能動態平衡負載。而無論是AMD主推的OpenCL還是英偉達主推的CUDA,都力求通過中間件層實現負載平衡的訴求,也還不夠智能。相比在PC平臺只有GPU業務的英偉達和以CPU業務為主導的英特爾,AMD的APU概念更有前瞻性,不過與之相關的整個軟件體系尚未完善。目前這幾種平衡機制的博弈還在進行中。
電池基本規格確定后,還要平衡電池續航能力與體積/重量的關系。屏幕尺寸、零件類型、功能取舍、結構材質是主要平衡點。不同尺寸的LED屏幕功耗相差不大,同時加大的機身便于放入散熱器、光驅等零部件,因此如今的輕薄產品不再忌諱使用13英寸或14英寸的“大”屏幕。隨著機身尺寸的增大,散熱器受限更小,采用標準電壓版本CPU、芯片組以及添加獨立顯示芯片都不成問題。功能和材質與產品價格相關度較高,只有高端定位的產品才會考慮使用金屬或復合材料,而主流產品則仍采用塑膠材質。
借助現有技術平臺,筆記本電腦的續航時間普遍延長到4~6小時,而經過優化設計的產品,則開始直接沖擊8小時的全天工作時限。
產品點評
索尼VAIO VPC-SA27GC
在本次測試中,索尼VAIO VPC-SA27GC的配置、設計、材質都高人一籌,然而它在索尼自己的產品線中都只能算作中檔,因為新的VAIO Z已經于日前發布,不過該機不是本文要討論的產品。
被Z系列取代頂級定位的S系列并沒有停下品質提升的腳步,并且衍生出多個型號,它們具有相近的設計理念,不過產品細節和定位有所差異。本次測試的SA系列是S系列中相對高端的型號,它與價位更主流的SD系列相比,外殼和框架全部采用合金制成,整機厚度更薄,前后均只有23mm,而重量略微下降至1.62kg(SD系列為1.70kg)。材料的改進為該機帶來更好的外觀和更佳的質感,而金屬特有的直線銳角造型,一改統治市場的“柔”、“圓”設計風格。金屬材質的底殼設計并不常見,除了制造成本高,優化結構也成問題。SA的設計十分巧妙,它將電池改為內置,解決了電池外殼與機身質感不統一的問題。此外,針對金屬散熱口溫度高的問題,SA的散熱口被移至中置屏幕轉軸處、機身側面無出風口,同時出風口局部換用塑料格柵,避免了與使用者直接接觸。
做為一款超薄機型,SA27GC有著較高的硬件配置,不僅有著高性能的Core i7-2620M處理器、750GB大容量硬盤、一半集成在主板上的8GB內存和1600×900分辨率的13.3英寸LED屏幕,同時配備了Radeon HD 6630M獨立顯示芯片。在歷經3年不斷技術改進后,索尼獨家的顯示卡切換技術已非常成熟,并仍采用硬件開關的可靠切換方式。
在實際測試中,SA27GC的表面溫度非常理想,控制在32℃以下,絲毫沒有MacBook那樣轉軸隱藏式散熱導致的機體溫度偏高的問題。硬件圖形模式開關設計雖不能實現顯示卡自動切換,但是其可靠性以及更出色的功耗表現,幫助SA27GC實現最長達657分鐘的待機時間;并在獨立顯示芯片幫助下,獲得8397分的PCMark05成績。
宏基Aspire 3830TG-2412G50nbb
宏基的Timeline是最早將待機時間指向8小時數量級的主流筆記本電腦,做為它的第三代產品,Aspire 3830TG-2412G50nbb為繼承這個設計目標而改變了自身外觀。該機采用了筆記本電腦中非常少見的珠光藍色金屬頂蓋,質感和美觀程度上了一個臺階。
13英寸的3830TG重量中規中矩,但是其25mm的厚度優于平均水平,這與它采用大尺寸的主板有關。同時為GeForce GT 540M顯示芯片和Core i5-2410M處理器散熱的雙熱管散熱器重量也不小。為了減少可拆卸電池增加的外殼及機構重量,特別是降低整機厚度,3830TG的6芯18650電池組被設計為內置,并且安放在不易拆卸的機身最遠端,直接使用排線與主機相連。該機通過特殊的工作艙蓋開啟方式,在更換內存、硬盤等零部件時,自動切斷電池供電,確保系統安全。
在做到機身厚度低于1英寸的同時,3830TG也付出了不少代價。其鍵盤下層的固定框架為零件讓出眾多穿孔空間,因此幾乎無法起到支撐作用,這樣也就不難理解為什么其主板被設計成整塊,且底殼較厚了。
隨著Optimus技術的引入,3830TG獲得了遠超前輩機型的圖形性能,3DMark06成績高達8482分,能與高性能游戲筆記本電腦一較高下。在高性能的同時,該機沒有忘記Timeline系列的基本特征,使用標準電壓處理器的它,滿負荷電池使用時間即達692分鐘,整機平均功耗僅6.4W,表現甚至優于傳統的超便攜筆記本電腦。
富士通LifeBook SH761
做為S系列新的旗艦產品,富士通LifeBook SH761不僅進行了平臺升級,而且硬件規格也同步升級,在保持13英寸機身、內置模塊化可拆卸光驅的設計下,重量僅為1.72kg。
相對其他競爭機型,SH761的表面配置并不占優,但是它的零部件素質非常高,同時具備相當的擴展能力,這是高端產品必須的素質。它使用了目前容量最高的3100mAh電芯,6芯電池的最長使用時間達561分鐘。如將光驅更換為減重模塊,整機重量可下降140g,而更換為第二電池模塊的話,電池使用時間將再延長50%左右,這樣超長的電池使用時間對商務用戶意義非凡。當然,SH761出色的電池表現,不僅只和電池容量有關,該機還整合了eco系列節能技術,不僅可以一鍵進入節能狀態,同時可自動切換電池使用模式。此外,SH761的綠色環保設計出色,其電源適配器獲得“GreenIT”認證,線損更低、轉換效率更高。
在很多產品為更薄機身而放棄諸如ExpressCard擴展插槽的時候,SH761以小巧機身全部內置了這些擴展功能,USB 3.0、HDMI、多功能讀卡器等接口一應俱全。雖然機身厚度有所增加,但SH761具備更堅固的機身結構,更符合商用可靠性需求。
惠普ProBook 4230s
與其他機型不同,惠普ProBook 4230s是一款12英寸的產品,面向SMB用戶的它,價格明顯低于其他同尺寸的機型,相應的設計質量、軟硬件配置以及移動能力都稍顯遜色。雖然我們測試的這款機型最長電池使用時間只有359分鐘,但是考慮到該機電池僅4芯,然而其電池模塊設計與6芯完全相同,僅僅是少裝兩個電芯而已,即便改配高容量的6芯電池也不會令整機體積增加,因此可以說它同樣具備提供8小時電池續航能力的潛質。
身為ProBook系列成員,這一代S系列產品的設計向高端的EliteBook系列靠近,最典型的地方莫過于金屬拉絲質感的頂蓋和整機的金屬灰配色。唯一與高端機型不同的是,4230s頂蓋的金屬部分為貼附,裝飾效果勝于對機身的保護效果。同時,4230s機身結構強度略有遜色,內部散熱結構和鍵盤性能都有所縮水。
12英寸機型便攜性上的優勢還是非常明顯的,1.63kg的重量使它成為本次測試中最輕的機型。相對低端的Core i3-2310M處理器和集成顯示卡說明了其入門定位,整體性能可滿足一般辦公應用,若擴展其內存至4GB,性能表現會出色許多。
CHIP結論
新平臺和更嚴格的節能技術,是筆記本電腦續航時間跨越8小時心理關口的根本因素,在這些技術的促進下,類似Ultrabook這樣未來產品所宣稱的技術規格實現起來更是毫無障礙。
另一方面,可切換顯示卡技術讓電池使用時間和圖形性能不再矛盾,此類機型的增加、解決方案的豐富也映襯出其發展前景。CHIP預計在相關技術的推動下,輕薄機型配備大屏幕的可能性將大大增加,傳統意義上的便攜機型等同于小屏幕的觀念將被徹底改變。
責任編輯:羅國昭 luo_guozhao@chip.cn
收稿日期:2011-08-25