| 出版日期：2005-06-27 总期号：1423 本年期号：46 |
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笔记本电脑层层解析
业内人士认为，目前笔记本电脑差异化只是相对的。一方面因为我们缺乏过硬的研发设计能力，另一方面因为在代工生产上存在千丝万缕的联系。改变这一现状，是中国笔记本电脑业界梦寐以求的愿望。 笔记本电脑的差异化源自产品的工业设计，这个信念一直激励着联想笔记本的研发团队，激发着他们的创作灵感和设计智慧。联想昭阳E660笔记本电脑就浓缩了他们先进的设计理念，卓越的设计成就。 第一层从多板共平台设计起步 对于笔记本电脑研发厂商而言，主板研发是它们最底层，也是最起始的研发层面。在这方面，联想昭阳研发团队长期致力于技术的创新和新技术的应用，并形成了综合的多板共平台设计。 中规中矩的昭阳E660，却应用了多项新技术。其中包括多板设计技术、电源管理技术、指纹识别技术等。 针对市场销售模式的变化，昭阳E660实现了随心定制。联想可以根据客户的需求，响应客户定制不同产品的需求，真正满足了“随心所欲的变化”，可以适合行业客户、大中型企业的用户，同时可以满足中低端用户的需求，随着市场需求不断变化其配置。主板设计的主要特点在于： 多主板设计 仅设计一块PCB，共Layout不同的主板。它可以支持多种Intel芯片组，可以支持集成显卡及外置显卡，也可以支持10/100/1000M网卡，以满足不同客户的需求。 图1所展示的是昭阳E660的主板。此主板的设计紧凑而高效。其芯片组可以使用支持集成显卡的915GM，也可以使用支持独立显示卡的915PM芯片，由于显示芯片内嵌显示内存，所以主板不用更改就可以直接拿掉独立现实芯片，实现不同用户的不同需求。 子板互换设计 E660系列大量采用可以互换的子板，以满足不同的客户配置需求。 图2为USB子板，可以看到USB子板设计了两个USB接口、一个RJ11 电话线接口和一个串口。它可以根据用户需求更改为3个USB接口的子板。中间的一个Connector可以插入一个安全芯片的子板。 变化的机构设计 E660系列所有产品均共用相同的结构设计，体现昭阳E660产品的外观一致性。另外在机构设计过程中，考虑到不同配置的差异，在模具设计和工艺上，充分利用机构的滑块设计及子卡设计，可设计不同的I/O口产品。如4个USB或者3个USB加一个串口；是否需要1394口，是否需要指纹识别模块，可以根据机构的灵活设计进行定制。在E660的机器上这些配置变得轻而易举，工厂操作非常简单。图3为独特的触控板按键设计，这种按键设计实现了特殊手感，轻轻碰触，即可点击。 电磁干扰和防静电设计 笔记本由于主机距离人体较近，并且价格昂贵，所以如何避免干燥环境下静电的传入成为技术难题。昭阳E660在多个电磁兼容工程师的共同努力下，完成了电磁兼容非常完善的设计。其基座没有设计大面积的金属片，但由于基座塑胶较厚，所以强度是完全满足需求的。局部使用了金属片，同时起到散热、电磁兼容、坚固的作用。 （E2） 
图1 联想昭阳E660 主板 
图2 USB子板 
图3 按键设计 第二层安全体系步步为营 在商业应用中尤其是金融行业，数据安全成为了用户的首要需求，因此，安全体系设计成为了联想工程师重点解决的对象。数据安全体系包括BIOS底层设计、主板内置安全芯片设计、指纹保护、系统密码保护等各种措施。 对安全的特殊顺应市场需求，联想E660笔记本电脑采用自主研发的恒智安全芯片（TPM），设计出中国市场首款安全笔记本电脑并宣告了联想拥有世界领先水平的安全硬件平台。 联想恒智安全芯片是全球第二家支持TCG（国际可信计算组织）规范的TPM 1.2芯片。TCG组织为世界性的开放性组织，旨在定义安全电脑的标准，并推广最终实现全球应用，该组织由英特尔、微软、IBM、惠普、Sun、AMD等几个知名企业共同发起的，联想是该组织的核心成员之一。联想安全芯片的成功开发，意味着联想集团在国内可信计算领域率先掌握了芯片级核心安全技术，也标志着中国在可信计算技术领域实现重大突破。 从图1中可以看出，TPM芯片的核心内容有：执行单元、易失存储单元、非易失存储单元、控制单元。简单地讲：TPM可以通过控制单元收集计算机系统信息（包括软硬件信息），存储在非易失存储器中；需要进行可信验证时，重新获取计算机系统信息，在易失性存储器中，并通过执行单元进行运算、比较，将结果反馈到需求端。整个过程都是在TPM芯片中运行，任何外界过程不能进行干预和获取。非法用户如果将芯片取下或者使用强制读取的办法，TPM将会破坏其中所有的信息，以保证用户的数据安全。 给笔记本办身份证 预装恒智安全芯片的PC将在芯片中存有惟一代表该PC终端的身份识别号，类似于人的指纹识别难以伪造。这一特性将极大增强电子商务、网上交易过程中各交易主体的可信度，杜绝不法用户假借名义进行非法交易。 此外，恒智安全芯片将加密使用的密钥保存在芯片内部，而不是像过去一样以明文形式保存在硬盘或其他介质上。这一特性不但使得密钥可以有效防止对密钥的软件破译和黑客攻击，而且使得加密后的数据只能在本机解密查看，从而防止用户机密数据丢失破译后造成重大损失。 联想E660在设计上考虑了用户使用的便捷性与安全性，增加了指纹识别设备，具备了指纹识别功能。同时将指纹与TPM相结合从根本上解决了用户使用笔记本的安全问题。 盗了硬盘也读不了数据 当配置了TPM芯片后，就给笔记本内置了冰封系统，保证在未经TPM芯片认可的对象对系统进行修改或其他操作时，并能够自动恢复到原来的状态。从而从根本上解决了病毒的入侵，及其他系统可能遭受的侵害，保证系统正常运行。 更重要的是，用户不再担心硬盘数据的安全问题了。安全磁盘对不合法用户是不可见的，对合法用户来说，也需要通过TPM对用户指纹的认证才能打开该磁盘，防止用户忘记对笔记本实行主动的安全保护动作时，笔记本内重要信息不被窃取。 同时，安全磁盘内的数据也是经过加密保护的，没有TPM的存在，窃取者即使拿到硬盘，即使能够对安全磁盘做分析，但得到的也是加密后的乱码。 （E2） 
图1恒智安全芯片结构 
图2 安全芯片模组 
图3芯片位置 研发团队介绍 联想昭阳E660是由一支专家研发队伍研制的精品电脑。项目组有来自我国台湾的笔记本设计专家，有工业设计中心高级设计师和项目管理专家，以及机构、电子、Software、安全应用等领域的专业设计人员。 该项目组由项目经理虞新立领军，包括产品经理王丰、产品工程师杨梦梅和金谷、测试工程师包海东和陈宏宇、软件工程师李永平、赵毅、仇平和孟智明，以及机构工程师王金峰等。 技术链接 逐层破解防御层 系统密码 联想E660的BIOS系统配备了最为普遍的密码保护技术——用户密码、超级用户密码保护技术。这些设置的密码保存在BIOS的ROM里面，当系统开机或者进入BIOS设置程序时，就会要求进行相应的验证。从而满足了保护用户计算机的初级要求。 硬盘密码 硬盘密码也是联想E660配备的一种密码保护技术，用户可以通过BIOS对它进行设置。硬盘是一种十分有用的硬盘资料保护技术，它不仅可以在开机时起到验证作用，而且即使将硬盘安装到其他计算机上，也无法被使用。这样一来，可以保证用户数据资料的安全。 指纹识别技术 联想E660所使用的是最新的滑擦型指纹识别感应器，它可有效防止指纹印留在感应器表面，被人恶意获取后仿制的可能，同时它还具有体积小、功能多的优势。而与众不同的是，E660所配备的指纹识别本身就具有运算处理能力，可以完全独立计算而不占用系统资源。联想笔记本E660充分考虑到用户的使用习惯，将指纹识别感应器设计在了触控板上方，无论是右手还是左手，都能轻松地使用感应器。 与指纹识别器所对应的应用方案则是全新的联想安全方案FP版。使用联想安全方案FP版，用户可以轻松做到开机登录身份验证、密码口令记忆、文件加密存储、冰封系统实时系统还原、鼠标滚轮功能。 联想安全方案FP版的口令管家具有密码记忆功能，它是一项非常实用的功能，它能以加密格式记录当前用户打开的网页（Email、BBS等）或者程序登录框的密码信息。当用户再次打开这些网页或者程序时，用户只需要轻轻刷一下手指，程序就会自动填充登录信息并且执行登录。 联想安全方案FP版同时也继承了上一版本的冰封系统功能，冰封系统具有强大的实时系统恢复功能，任何操作都能在重新启动计算机后，得到恢复。其原理就是在冰封系统启动之后，它会形成类似于盾牌原理一样的冰罩层，任何数据修改的操作均会被挡在外面，而所见的只是经过虚拟转向后的操作，当系统重新启动之后，这些虚拟转向后的操作就会被丢弃，而原始数据则相应的恢复了。这项功能能使用户远离未知病毒、木马的侵袭，同时还能恢复误操作。 
BIOS密码 
指纹识别器工作原理 
冰封系统工作原理 第三层攻克散热难关 在本报第42期“散热专题”中，我们已经讨论了笔记本电脑性能提升、移动诉求与散热的“博弈”。联想笔记本的工程师更是将散热设计作为重点工程来抓，努力实现性能与散热的“双赢”。 联想E660采用的为Intel 915PM平台，搭载Nvidia NV44独立显卡。北桥与CPU、VGA同处于一个小的区域。粗略估计这样的平台发出的热量在70W左右。如何散热成为这个机台的一个重大的问题。 双热管散热 在笔记本主板的内存下面是NV44的独立显卡，它右边是915PM北桥，在它下面是更大的发热源Pentium-M CPU. 4个如此巨大的“灯泡”如何散热呢？ 可喜的是联想的工程师想到了很好的办法，采用双热管，搭配不同的散热鳍片，同时在机台的侧面，设计有两个出风口。设计思路是采用双热管+双风道，使用高转速高效率离心风扇。可能你们会觉得是否会存在噪音问题。会吗？答案是没有。该风扇属于散音风扇，在正常使用情况下，绝对不会感觉到会有噪音。真正做到了散热和静音两者良好的结合。 双热管设计不同于从前的在一个散热片上安装两个热管。它们是分离的。这样做的好处很明显，两根热管彼此不会影响。另外从图1中也能够看得出来，它们采用的是不同直径的热管。这样就对不同的散热对象有不同的处理方法。既不占用过多的空间，也节约了采用大直径热管带来的费用。 双风道设计 现在，我们再谈谈双风道设计。双风道设计的巧妙在于它的位置。为什么？因为它处于机台的左前部，由内部吹出来的热风，不太容易直接吹到用户，这对于广大用户来说，不啻是个福音啊!不再用担心，在大热天里，使用笔记本的时候，有“烘手”的情况发生了。另外由于分了两路出风，这样子，从机器内冷却芯片后吹出的热风，有了两个出口，不至于使风口温度过高。 机台的外底壳设计简洁，而且规整。相应的反面，由于优良的设计，没有过多的热量需要从底部发散。也不会使用户感受机壳底部过热。从CPU散热底盖可以看出来，在右端开有三排均匀的长条孔，风流可以均匀地被离心式风扇吸入到壳体，给相关发热部件散热。 从内存的底盖看来，外观比较美观；从内部来看，加装了丝网。加装的目的是使风流速度加快，冷空气可以更好地为内存外面芯片散热。 （E2） 
图1 双热管散热设计 笔记本主板处理器和图形 芯片的温度控制表 CPU VGA Fan Fan on Fan off Fan on Fan off Voltage(V) 2.6 62 54 65 60 3.3 70 62 70 65 3.4 78 70 75 70 4.2 86 78 80 75 5 94 86 85 80 
图2 温控曲线 第四层优化电源管理 电荒、能源危机，成为社会的公共话题。节能，也成为笔记本电脑设计者不可回避的课题。联想昭阳笔记本从电源管理设计入手，很好地解决了IT设备节能问题。 现在，笔记本使用中最重要的问题已经不再是CPU有多快，内存有多大，目前主流配置的笔记本都能满足用户的绝大多数需求了，而是在移动中，在仅使用电池的情况下，究竟能使用多少时间。联想E660笔记本电脑采用了联想自有技术的电源管理方案（EnergyCut），将管理软件、操作系统、BIOS技术溶为一体，有效地延长电池使用时间达20%～30%之多，为用户使用增添了极大便利。 联想电源管理方案由CPU控制技术、部件控制技术、用户使用环境设置三方面组成。 CPU控制技术 联想针对目前系统中对电池时间影响最大的CPU部分进行了全面控制。由于CPU在运行的顶峰状态和平时状态耗电相差极大，联想的CPU控制技术可以有效地判别当前系统需要运行的任务量，将CPU始终保持在低耗电状态，并且也不延长太多的运行时间，使用户在运行时也没有任何的滞涩感觉。并且在最省电的最大电池模式中，用户仍可以自由操作办公软件、上网聊天等，但是此时CPU的功耗被降到一个极低的状态，可以最大程度地延长使用时间。 部件控制技术 不仅对于CPU，联想全面的电源管理方案对于其余部件，如：硬盘、光驱、网卡、声卡、LCD屏等也进行了全面的管理。通过联想电源管理方案的全面强大能力，能够对各个部件都进行管理。目前市场上的主流电源管理软件仅能对LCD亮度进行一定的管理，而联想电源管理软件不仅能控制LCD的亮度和INVERTER背光的电流，而且能通过操作系统和BIOS，对各个部件的状态进行监控，在硬盘、光驱、网卡、声卡等不进行操作时将其电流降到最低，而在正常使用时又能迅速回归到工作状态的电压电流，用户并不需要对这个过程进行控制，但是能发现一台安装了电源管理软件的联想E660电脑使用中要比同样配置但是没有电源管理方案的电脑使用时间长出很多。 在E660中，主板上特地安装了两个芯片来控制电源情况。 图2中的A芯片就是联想特制的专门用来控制整个机型各部件的耗电状况。另外，针对最重要的CPU，还使用了B芯片来专门控制CPU状况，保证CPU基本都运行在低功耗状态。 用户环境设置 拥有了对系统的全面控制，只是拥有了延长电池使用时间的基础，要最大限度地延长时间，而且符合用户的使用环境，就不得不提联想电源管理方案中独具匠心的用户环境设置方案。 联想笔记本E660通过电源管理方案，最大限度的提升了电池使用时间，联想E660也依托这些联想的先进技术，成为市场中又一款卓越表现的产品。 （E2） 
图1 节能用户环境设置 
图2 两个芯片来控制电源情况 部件 原本功耗 现功耗 CPU 1.7 1.3 芯片组 2.3 2.04 LCD 5 1 内存 0.7 0.6 无线网卡 1.2 0.3 显卡 3.6 2.8 电池技术 1.4 0.6 声卡 1.1 0.4 第五层整体机构设计 整合与创新是时代的主体，笔记本设计也不例外。它不仅要求主板、散热、安全等设计方面的创新，也要求整体机构设计层面的系统创新。因为，整体机构设计关系到外围接口的易用性问题，关系到硬盘保护能力问题，关系到整体易用性和稳定问题。 对于一款笔记本，重要的不仅仅是配置的高低，内部构架和端口布局也是十分重要的。很多人挑选笔记本时不大重视端口的布局问题，或者是不知道该从何来重视这个问题，导致买回笔记本后使用时才感觉到有不合意的地方。 外围接口设计 从数量上来说，USB2.0端口至少要有三个才够用。第一个是给外接鼠标用的。对于一般人来说，使用外接鼠标比使用笔记本自带的触摸屏或点触杆要方便得多，USB鼠标支持即插即用，无疑是一必需的选择；第二个是留给U盘，mp3或者USB接口移动硬盘的。这些设备现在已经是相当普及了，和鼠标同时使用的几率相当大；第三个是留作备用的。从位置上来说，USB2.0端口最好是机身左右都有，这样方便不同习惯使用鼠标的用户，两个USB接口最好不要呈上下位置放置，这样插入一个体积大一些的U盘或者mp3就会影响另一个USB口的使用，一字排开是最好的选择。 硬盘保护设计 据一些保险和分析家报告指出企业用的笔记本电脑一年内会有10.5%以上受到意外的损害，这些损害的部分主要是硬盘、显示屏、键盘。而硬盘的损伤造成的数据丢失会给企业造成无可估量的损失。而作为电脑的关键部分也是对于用户最重要的部分硬盘更容易受到损伤。 对于笔记本电脑用户来说，身处剧烈震动的交通工具中使用笔记本电脑的情况，或者开机状态下搬动笔记本电脑主机的情况都是时有发生的，更有不幸者在开机状态下不慎将笔记本电脑坠落到地面上。遇到上述这些情况正在工作中的硬盘很有可能造成损坏，因为许多笔记本电脑硬盘损坏都是由于正在工作的硬盘受到剧烈震动导致磁头机械臂损坏或者是磁头打在盘片上导致硬盘出现了坏道导致的。 分布在E660机身底部四周的橡胶支脚也具有吸收震动的功能。在受到瞬间压力时这些橡胶会发生变形吸收一部分震动能量，以此来减轻整机震动对硬盘造成的伤害。 当E660笔记本放在桌面上时，硬盘底部有多达五层防护：HDD本体铁件；软性泡棉；支撑铁件；硬盘盖；橡胶脚垫。 这种在机身上采取机械方式吸收震动能量减少对硬盘伤害的设计在其它品牌笔记本电脑上也有采用。但目前还没有在市场上看到有其它厂商开发的类似如此多层地的硬盘保护设计。 有效地减少笔记本电脑硬盘不受主机震动带来的影响和损坏，不但可以减少用户的维护成本，而且对于大多数有移动中使用需求的商业用户来说，硬盘中所存储资料的价值要远远大于硬盘本身的价值，从这个意义上来说硬盘的防震技术是我们笔记本电脑运行稳定性，资料安全性的有效帮手，在目前笔记本电脑性能日益平均化的市场背景下，而如何为用户提供更加贴心的设计和服务,也许这才是笔记本电脑厂商今后将要重点比拼的内容之一。 （E2） 
图1易用性的三个USB接口 
图2 硬件保护设计 第六层 做环保型笔记本 在提倡健康应用的今天，让笔记本电脑变成环保产品，让消费者放心使用，成为了一项重要任务。在环保方面，联想工程师想到了，也做到了。 笔记本电脑的设计过程中必须考虑的一个重要问题是EMI（Electromagnetic Interference电磁干扰）与EMC(electromagnetic compatibility 电磁兼容)。因为笔记本电脑里有大量的高频元器件，例如CPU与内存等部件，都是在数百兆赫兹以上的频率工作的，如果不重视电磁辐射这个问题，就会导致大量电磁辐射的外泄，形成电磁干扰源，会对人体和环境造成伤害，例如会造成妇女流产，婴儿畸形，头痛等不良症状。电磁辐射还会干扰到其他电子产品的运行，例如如果笔记本电脑的电磁辐射超标，在飞机上使用就会对飞机的导航装置和运行的电子设备造成干扰，严重影响飞行安全。所以笔记本电脑必须对电磁辐射进行控制。另一面笔记本电脑还有抵抗其他电子辐射对它自身的干扰，即抗电磁干扰性能－电磁兼容性。这是要求笔记本电脑在电子辐射或电场环境复杂的领域运行时要能够独善其身，不能因外界干扰而导致自身无法正常工作。因而EMI与EMC是笔记本电脑的一个重要性能指标。 为了达到EMI与EMC的要求，必须在笔记本内部建立一个金属封闭的空间，将电磁信号控制在机体内部，同时将外部的电磁干扰型号屏蔽掉。 随着各国对环保的要求越来越高，许多国家政府要求电子产品无铅化。例如欧盟已经制定出时间表，要求在06年以后进入欧盟的产品无铅化，不含六价镉等多种有毒性重金属。联想作为国际化公司必须倡导并支持绿色环保的社会进步。昭阳产品率先在国内开始使用无铅化部件。E660上大量关键部件已经实现了无铅化，例如最主要的机构部分、LCD、光驱等等。 在倡导绿色环保的理念中，除了要求产品本身无污染，绿色设计外，还要在节能上实现绿色环保。中国近年来电力严重匮乏，这和社会对节能理念的认识有很大关系。联想秉承创新科技，效力社会的目标，在每款产品的设计中都重视节能理念，即可以满足客户所需要的长效电池使用时间，又可以节省国家电力，降低社会能源消耗。 （E2） 各种材料的应用 导电漆 金属铁片 电镀 蒸镀法 溅镀法 价格 可 整体成本高 高 可 绝对优势 环保 制程中有 良好 制程中及最 制程中有少 良好 环保问题 终成品有环 许环保问题 保问题 膜质 金属膜不 ---- 金属膜不连 致密性高 致密性高 连续、膜 续 95% 98% 厚难控制、 易剥落 膜厚 20μm 以上 300μm 以上 10μm 左右 10μm左右 0.3-0.5μm 重量 中 高 中 中 轻 组装 可 难 可 可 易 
溅镀原理 第七层让笔记本实现真正的无线互联 让笔记本实现无线互联，这已经是众所周知的事情。是不是就要笔记本实现无线上网，就算无线互联呢？联想工程师给出的答案是，这还不够!各种各样网络终端需要自由的互联互通，资源和信息需要自由地、安全地、快捷地传递和共享。 在未来信息化世界中，各种各样网络终端可以自由地互联互通，资源和信息可以自由地、安全地、快捷地传递和共享。 笔记本电脑作为办公/个人应用的双重信息载体，越来越多地为人们所使用，这就需要在笔记本实现基本的移动计算功能的同时，具备与其它终端方便连接、自由互通的功能。笔记本本身为便捷移动设备，在和其他设备进行自由通信的同时，还要彰显其移动性，所以无线互联已成为笔记本通信的发展趋势。联想昭阳E660笔记本电脑内置了802.11G(802.11A/G)无线网卡，并预装了基于闪联技术的闪联任意通软件，提供了简单，易用的无线互联解决方案。 通过联想昭阳E660无线解决方案，用户可以轻松享受笔记本电脑为工作及生活带来的便利和乐趣。 闪联任意通软件集成了多个功能模块：在即时通信方面，闪联任意通提供即时消息功能，无线局域网内可以随时和同事、朋友进行联系，满足实时信息的传递。在信息共享方面，闪联任意通提供了闪联网络的共享，只要是闪联网络中的用户，就可以看到共享信息，闪联网络内部的用户之间也可以互相发送文件，只要右键单击文件，选择发送给闪联用户即可，对比Windows本身的网络共享，用户添加更加简单，易用。 使用闪联任意通进行无线组网，就更加简单方便了。很多用户对于无线组网都很头疼，查找网络－配置IP地址－设置密码－网络连接，每个步骤都需要找相应的入口进行设置，有时根本就找不到设置的入口，操作太过繁琐，和有线网络只要插上一根网线相比，无线让更多用户止步不前。“闪联任意通无线配置” 工具，使用无线配置变得和插上网线一样简单。 （E2） 
无线情况 
无线吞吐量测试结果 |
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