2005-10-12 15:44
daniel
笔记本散热与CPU降频技术解析
随着电脑技术的进步和生产成本的降低，几年前还高不可攀的笔记本电脑，现在已成为我们生活中不可缺少的好助手。笔记本电脑的特殊性也决定了它自身的价值。无论从设计还是制造工艺来说，笔记本电脑都要比台式电脑困难很多。为了使笔记本电脑更加精小轻便、为了使其更加稳定、性能最优化，在笔记本电脑设计制造过程中开发并采用了大量的新技术。下面我们就针对笔记本电脑上所采用的新技术简单介绍一下。
CPU 的节能技术
1 ．英特尔 SpeedStep 技术
SpeedStep 技术是一项创新性的技术 ， 它可以让处理器在 2 种工作模式之间随意地切换 ， 即交流电通电状态时的最高性能模式 （ Maximum Performance Mode ） 和电池状态时的电池优化模式 （ Battery Optimized Mode ） 。
所谓最高性能模式是指当笔记本电脑与交流电源连接时，可提供与台式机近似的性能；而电池优化模式则是指当笔记本使用电池时，会让笔记本电脑的性能发挥与其电池使用时间之间达到最佳的平衡。
例如，使用了 SpeedStep 技术的主频为 650MHz 和 600MHz 的 CPU ，当它们以最高性能模式运行时， CPU 可以提供 650MHz 或 600MHz 的工作频率，而以电池优化模式运行时， CPU 的工作频率是 500MHz 。
在 Intel 公司以前的 Pentium 3 、 Pentium 4 CPU 、 Pentium 4-M 及迅驰 CPU 中都采用了 SpeedStep 技术。 SpeedStep 技术降低了 CPU 的功耗，减少了发热量，延长了电池的使用时间，但 CPU 整体性能并没有降低。
SpeedStep 的工作原理： SpeedStep 系统主要由自动电源识别系统和自动电压调整系统组成，其中包括系统 BIOS 、终端用户接口软件、切换开关控制 ASIC 和芯片组。当笔记本电脑使用电池供电时， CPU 的电压为 1.35V ，频率为 500MHz 。这时，如果将笔记本电脑接交流电源，在小于 0.5ms 的时间里，自动电源识别系统和自动电压调整系统将使 CPU 的电压自动增加到 1.6V ，频率按 CPU 的不同而分别提高到 600MHz 或 650MHz 。
由此不难看出， SpeedStep 技术能让 CPU 在最高性能模式和电池优化模式之间随意地切换或按用户的命令进行切换。而且在进行这种性能切换时， SpeedStep 技术可将处理器的功率降低 40% ，同时仍保持 80% 的高性能。
也就是说， SpeedStep 技术是通过改变 CPU 的供电电压来改变其工作主频的。降低 CPU 的功耗，降低它的发热量，延长电池的使用时间，从而达到增强笔记本电脑移动性能的目的。
2 ． AMD PowerNow! 技术
PowerNow! 节电技术类似于英特尔的 SpeedStep 技术，它是一种软硬件结合的电源优化管理技术。这种技术可以让 CPU 在不同频率和不同电压下工作。
PowerNow! 技术下的工作模式分为三种：自动模式（系统监控应用程序，并在需要时做出调整）；高性能模式（ CPU 以最高主频和电压运行）；省电模式（ CPU 以最低主频及电压运行，可延长电池的使用时间）。
3 ． AMD QuantiSpeed 技术
通常我们评测 CPU 性能的高低，主要是看 CPU 的工作频率。这只是单方面衡量 CPU 性能的好坏，而从专业的角度来看 CPU 性能的好坏则主要是看：它需要多少时间去完成某一项指定的工作。而这个指定的工作量由每个时钟周期所能执行的指令数目（ Instructions Per Clock cycle ， IPC ）作为单位进行衡量的。
CPU 实际工作量 = 处理器时钟频率（ GHz ） × 工作量（ IPC ）
AMD 的 QuantiSpeed 是为了实现更高的 CPU 工作量而设计出的 CPU 性能提升架构。它通过一个较为平衡的方式去实现 CPU 性能的提升：一方面提升工作量，另一方面提高 CPU 的时钟频率。这样就可以使 CPU 以更高的频率运行，而且还可以在每个周期执行更多的指令。 QuantiSpeed 架构每次可发出 9 个指令，能够确保应用程序指令通过多条信道传送到核心内进行处理，让 CPU 可以在一个时钟周期内完成更多工作，最终实现提高 CPU 工作效率的目的。
4 ．全美达（ Transmeta ）的 LongRun 电源管理技术
全美达的 LongRun 电源管理技术的原理： LongRun 会根据电脑系统的即时需要，通过代码融合软件连续地动态调节 Crusoe 处理器的频率和电压。它能够根据运行时间的性能信息进行检测，然后利用这些信息自适应能耗。
因为能耗与时钟频率和电压成正比，调节之后能耗可以获得立竿见影的效果，传统 CPU 主要也是靠该办法调节能耗。所有 LongRun 的调节对用户来说都是感觉不到的 。
LongRun 被设计为仅为处理器提供足够的性能。这样既能够满足必要的性能要求，又可以节省电能；当处理器的性能要求比较低的时候，就消除了性能和能量的浪费。
下表为全美达 LongRun 电源管理技术特点：
电源管理技术 特 征
旧的电源管理技术 使用原始的时钟节流等方式，以获得电源消耗的正比下降。时钟节流使处理器全速运行或有效地减低速度
Intel 的 SpeedStep 技术 电源会根据两个运算点而变化，为未来电能的增加提供更少的操作误差
全美达的 LongRun 技术 根据处理器的活动，进行多重调节处理器的频率和电压。允许电源根据频率进行立体的调节
笔记本电脑的散热技术
随着电脑技术整体性能的提高，各部件的运行频率也越来越高，功耗随之加大，散热成了一个很关键的技术问题。
热量的排放关系着整个系统的稳定性及产品的使用寿命。尤其是对笔记本电脑及一些小型的移动终端产品，有效的散热有着非常重要的意义。下面我们就讲述一下应用于笔记本电脑的各种散热技术。
1 ．一级散热系统：双散热管系统
双散热管系统由三部分组成：双散热管、双散热板、金属支架。
（ 1 ）散热管。
散热管是最新的散热装置，可以有效地将热量从一端传导到另一端。它长 20cm 多，直 径 0.5cm ，里面有纤维和水，管内抽成真空，一端贴近 CPU ，另一端则远离 CPU 并外接散热片或是带散热片的风扇。
它的工作原理是：在真空状态下，水的沸点很低，如果在管子的一端加热，水就会蒸发，把热带到另一端，到另一端后，水会冷却，再流回去，如此循环，热量就不断移动，像冷气机的原理。它的优点是没有移动式的零件，全部零件都密封在内，不必消耗电能，而且因为是完全密封，所以永远有效。
（ 2 ）散热板。
主机板的底部和上部，各有一块金属散热板，在 CPU 的位置有协助散热的系统接收来自处理器产生的热，将它导入散热管。这些高热经由散热管沿着整块金属散热板加以传导。位于主机板上部的散热板和键盘接触，热就会从键盘排出。
（ 3 ）金属支架。
除了双散热管和双散热板，还有一个部分也接触到热源，它就是外设接口的支架，位于电脑后端，和空气接触。所以，我们也用这块金属，将处理器底部产生的热，经由后面的外设连接部分传导出去。
目前市面上有许多款笔记本电脑内部都采用了散热性能好而且又轻便的“镁铝合金”作为笔记本电脑的框架。
2 ．二级散热系统：键盘对流散热
笔记本很薄，把键盘装到主机板上时，键盘底部就会和主机板接触。于是，正好利用键盘底部将处理器产生的热传导出去。键盘具有很大的面积，底部由金属构成，热量可经由键盘底部传播开。
键盘在构造上，每个按键有个孔，热于是经由按键孔排出，当热空气从按键孔排出时，冷空气就从按键孔流入，以取代热空气，形成空气对流来降低机内的热量。
3. 三级散热系统：温控风扇散热
有了双散热管系统以及两块大型散热片，就已经可以有效地散热了，因此，除非 CPU 达到了警戒温度时风扇才启动，否则风扇应该尽量避免启动。散热风扇有两个档：低风量和高风量，散热风扇的速度视 CPU 的温度而定。
笔记本电脑的冷却系统如果状况不佳，会使处理器产生的高温留在机器里，留在使用者手指的下方，开机时间过长甚至会影响到机器的性能。严重时会造成电脑的重启、死机等现象，甚至可能导致 CPU 烧毁。
作为移动的电子商务工具，目前市场上的笔记本电脑都具有三重冷却保护，只将很少的电力用于散热，所以，可以长时间使用，不必担心意外“宕”机，从而保证了用户的应用万无一失。
Accupoin II技术
Accupoin II 是传统指点杆鼠标 Accupoin 的升级，它在原鼠标左、右键的上方添加了两个键以支持滚屏功能。滚屏功能主要用于当页面一屏显示不完时，不用点击屏幕右侧的滚动条，而直接用滚动键实现滚动功能。