笔记本电脑工作原理

一台IBM ThinkPad笔记本电脑

在某种程度上，笔记本电脑的快速流行有些让人出乎意料。与台式机相比，它们是完全便携的，而且消耗的电能和产生的噪音都比较少。但是，它们的速度通常稍慢一点，而且对图形和声音的处理能力也比台式机稍逊一筹，尽管大多数用户可能难以察觉到这些过小的差异。

此外，笔记本电脑的价格也比台式机昂贵。但是，它们之间的价格差距正在缩小——笔记本电脑价格的下降速度比台式机更快，而其实际销售量在2005年5月首次超过了台式机[参考]。

如何才能将台式机机箱中的所有设备塞到那么小的盒子中呢？笔记本电脑如何单凭电池就能够有效运行？在本文中，您将了解到有关笔记本电脑的各种问题的答案。

总的来说，笔记本电脑和台式机非常相似。它们具有相同的基本硬件、软件和操作系统，其主要的差别在于电脑部件的装配方式。

台式机包括主板、显卡、硬盘驱动器和其他部件，它们都安装在一个大机箱中。显示器、键盘和其他外围设备则通过无线方式或电缆进行连接。无论是立式机箱还是卧式机箱，它都有大量的空间来安装插卡和电缆，并让空气能够流通。

PC机箱的内部构造

但是，即使与最小巧的PC机箱相比，笔记本电脑的体积也要小很多，重量也轻很多，它的屏幕和键盘都集成在设备之中。与空间充裕、空气流通顺畅的大机箱相比，笔记本电脑使用小巧的扁平化设计，所有部件在安装时都紧贴在一起。

IBM ThinkPad的内部构造

由于存在这种根本性的设计差异以及笔记本电脑固有的便携性，笔记本电脑的各个部件必须：

• 可安装到狭窄空间内
• 省电
• 比台式机的部件产生的热量更少

通常，这些差异使得笔记本电脑的零部件更加昂贵，并因此抬高了笔记本电脑的价格。

在以下部分中，我们将了解笔记本电脑是如何处理这些差异的。

	笔记本电脑工作原理

处理器

微处理器（或者说 CPU）与操作系统配合工作，控制计算机的运行。它就像是计算机的大脑。CPU会产生大量热量，所以台式机通过空气流通、风扇和散热器（由底板、通道和散热翅片组成的系统，用于带走处理器产生的热量）来冷却各个部件的温度。由于笔记本电脑内部的空间很小，无法使用上述这些冷却方法，因此它的CPU通常：

• 具有更低的运行电压和时钟频率——这样可减少产生的热量，同时降低电力消耗，但是也会降低处理器的速度。此外，在插上外接电源时，大多数笔记本电脑会以较高的电压和时钟频率运行，在使用电池时则使用较低的电压和频率。

• 不通过引脚的方式安装到主板上——台式机中的引脚和插座占据了大量的空间。在某些笔记本电脑主板中，处理器直接安装在主板上，没有使用插座。其他主板则使用Micro-FCBGA（翻转芯片球形网阵），也就是使用球来代替引脚。这样的设计可节省空间，但是在某些情况下也意味着不能将处理器从主板上拆下进行更换或升级。

• 具有睡眠或慢速运行模式——如果计算机处于空闲状态或者处理器不需要快速运行，计算机和操作系统会相互配合来降低CPU的速度。Apple G4处理器还会确定数据的优先级来最大限度节省电池电量。

IBM ThinkPad的处理器

有些笔记本电脑使用台式机的CPU，但是会将它们设置为以较低的时钟频率运行。虽然这样可以提高性能，但是这些笔记本电脑通常会产生更多的热量和显著缩短电池的使用时间。

笔记本电脑的散热器和风扇

笔记本电脑通常有小型的风扇、散热器、导热片或导热管，帮助CPU排走热量。一些更为高端的笔记本电脑型号甚至通过在沿着导热管布置的通道中加注冷却液来减少热量。此外，大多数笔记本电脑的CPU都靠近机壳的边缘。这样，风扇可以将热量直接吹到外部，而不是吹到其他部件上。

内存和存储装置

笔记本电脑的内存可以在一定程度上弥补因处理器速度较慢而导致的性能下降。一些笔记本电脑将缓存内存放置在CPU上或非常靠近CPU的地方，以便CPU能够更快地存取数据。有些笔记本电脑还有更大的总线，以便在处理器、主板和内存之间更快传输数据。

SODIMM模块

笔记本电脑通常使用较小的内存模块以节省空间。笔记本电脑中使用的内存类型包括：

• 紧凑外形双列直插内存模块(SODIMM)
• 双倍数据传输率同步动态随机存取内存(DDR SDRAM)
• 单数据传输率同步随机存取内存(SDRAM)
• 专有技术的内存模块

一些笔记本电脑的内存能够升级，并且能通过可拆卸面板来轻松拆装内存模块。

与台式机类似，笔记本电脑的内部有硬盘驱动器，用于存储操作系统、应用程序和数据文件。但是，笔记本电脑的硬盘存储空间通常比台式机小。而且笔记本电脑的硬盘驱动器在尺寸上也小于台式机的硬盘驱动器。此外，大多数笔记本电脑硬盘驱动器的转速低于台式机硬盘驱动器的转速，从而减少热量和降低消耗。

台式机具有多个驱动器舱，可安装更多的驱动器，例如CD和DVD ROM驱动器。但是，笔记本电脑中的空间要小得多。所以大多数笔记本电脑都使用一种模块化设计，将各种驱动器都安装在同一个驱动器舱中。这些驱动器可分为三种不同类型：

• 热插拔——可以在计算机正在运行时更换驱动器。
• 可带电插拔——可在计算机正在运行时更换驱动器，但是对应的总线（驱动器用来向CPU发送数据的通道）必须处于非活动状态。
• 冷插拔——必须关闭计算机，然后才能更换驱动器。

在有些情况下，这些驱动器舱不仅能够安装驱动器，而且可以安装额外的电池。

下面，让我们看看笔记本电脑的视频处理和显示能力。