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海尔HCCE顾服部中级工程师认证—笔记本电脑基础知识海尔电脑顾服技术部2010年12月笔记本电脑基本架构当前笔记本虽然是品牌众多，且外观、功能各有千秋，但究其原理还是一样，都是基于“IBMPC/AT”的架构（当然Apple的除外）；这里值得注意的是，虽然台式机和笔记本外形差别很大，但其基本的架构和原理都是一样的，也是兼容“IBMPC/AT”架构的。下页图示将列出笔记本典型架构图示；不同的机型、品牌及芯片组，配置可能会有相应变动，但是整个模块不会有太大的变化！基本架构图示PCIBUSLPCMEMPCI-ExpressFSBClockDDR2RAMDMIVRAMVRAMCPUGMCHICH6GPUHDDODDEC97551BluetoothMouseKeyboardBatteryBIOSCIRTouchpadIDEPC-Card6-in-1CardIEEE1394LANWirelessCardDockingS-Video&TV-OutUSBAC-LinkAudioSPDIF&MIC&JACK&VolumeLANPowerSupplyNewCardSystemFan系统的主要构成分为如下几个部分：“NorthBridge（北桥），SouthBridge（南桥），显示卡，EC（嵌入式控制器）”，这几个部分一般都是集成到主板上的，配合CPU，内存就可以开机进入BIOS；以上的部分是必须的，因为这属于PC/AT架构的基本构成。其他诸如：“硬盘，无线网卡，CardBus（PCMCIA控制器）”等等都是次要的，并不影响整机的工作；或者说，不影响机器的开机。系统主要模块构成主要模块的功能简介•北桥主要功能：连接CPU和内存，如果是独立显卡的话，会提供与显卡的AGP接口，并用“DMI”总线与南桥通信；北桥常被成为“MCH”或者“GMCH”，也就是“MemoryControlHub”或者“GraphicMemoryControlHub”的意思。•南桥主要功能：连接一些外围设备，比如PCI界面的网卡，PC卡控制器等等，另外诸如USB接口、IDE接口也是由南桥来提供的，南桥提供LPC总线与EC通信；南桥也常被称为“ICH”，其意思是“I/OControlHub”的意思。主要模块的功能简介•EC（EmbedController，嵌入式控制器）：虽然和我们常说的BIOS有点像，不过其实EC是BIOS的“物理控制器”和“载体”，它通过LPC与南桥通信。其在目前笔记本中担当相当重要的“重任”！整个笔记本“系统电源”都受其管理和控制，担负着系统电源相关的“分配”任务；此外，EC还承接“内置键盘”的控制器功能和一些低速接口的控制；所以，亦有称此控制器为“键盘控制器(KBC)”的说法。主要模块的功能简介•BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本输入输出系统）：其在整个系统中的地位是非常重要的，它实现了“底层硬件”和“上层操作系统”的桥梁；比如，现在从光盘拷贝一个文件到硬盘，您只需知道“复制、粘贴”的指令就行了，您不必知道它具体是如何从光盘读取，然后如何写入硬盘；对于操作系统来说也只需要向BIOS发出指令即可，而不必知道光盘是如何读，硬盘是如何写的。笔记本电脑五大常识常识之一：电磁干扰品质较好的台式机壳，能够遮罩自身和外部的电磁干扰，因此在工作的时候不会干扰外界电子设备，也不容易受到其他电磁干扰。相形之下笔记本电脑就显得“单薄”多了，没有像台式机一样的强硬外壳，虽然先进的电路设计和制造工艺可以使她不会干扰外界设备，但是却也无法避免外来的“入侵者”：“遭受外部电磁干扰”。日常工作中最常见的干扰源就是手机了，如果手机放在正在运作的笔记本电脑上面，来电时很容易使电脑当机或是自动关机，所以应注意不要将手机放在正在执行的笔记本电脑上头，尤其是键盘部位。笔记本电脑五大常识常识之二：机壳进液在笔记本电脑的身体结构中，键盘进水是最容易发生的事情，键盘进水之后，由于键盘是无源键盘（不需要电源供应），不会引起电路部分的直接损坏，但容易引起键盘内部的印刷电路变质失去导电作用从而使键盘失灵报废，此时就只能更换键盘了，所以在日常使用的时候一定要注意防止此类情况发生；更重要的是水一旦进入主机，极有可能造成主板等电路板短路，从而烧坏机器；在任何时候，都认为及时断开进液机器一切供电电源，是保护机器不受损坏的首要措施。笔记本电脑五大常识常识之三：散热处理笔记本电脑的散热无论是“主动散热”还是“被动散热”，都需依靠热传递空气的流通，各种形式的主动散热技术中都会在笔记本电脑机身的某个部分留下空气流通孔，这些孔有的在机身侧面，有的在下面，最重要的就是不可以堵住散热孔；避免放在柔软的东西上，如自己的双腿，床上，沙发上，从而堵住了散热孔，造成当机甚至烧坏机器。所以，在日常使用中稍加注意，避免以上情形发生就可以解决此一问题。笔记本电脑五大常识常识之四：承受外力液晶幕属于笔记本最脆弱的部件之一，由于它的薄玻璃结构，受到外力很容易破裂；此外，阖上的笔记型上面放些重物，从而使液晶屏相关压力敏感部件意外受损，厂商一般都在笔记型包装明显的部位“标明”了笔记本电脑可以承受的重力，在使用的时候就应该特别注意。笔记本电脑五大常识常识之五：插拔操作非热插拔设备应该绝对禁止此操作！尤其是串口和并口之类端口，电脑在运作的时候热插拔很容易“击穿”内部的集成电路；笔记本电脑方便移动更容易使人懒于关机再连接其他装置，从而发生损坏机器的隐忧。笔记本电脑芯片组笔记本电脑所使用的芯片组与台式机有比较大的不同，这主要决定其“移动性”及“低功耗”设计理念。与台式机相比芯片组的不同是相对而言的，也有一些芯片组就是采用了与台式机相同的芯片组，如“440BX”；很多笔记本芯片组都是台式机芯片组的一个改进版本，只是更注重笔记本的特点而设计的。笔记本电脑芯片组目前，已经使用到的笔记本芯片组有：◆440BX/440ZX-M/440MX（PII）◆830MP/VIATwinster/SIS630（PIII）◆845MP/SIS650/SIS961/INTEL852GM/852GME/852PM/ViaP4N266(VT8703)/ALI1671（PIV）◆855GM/Intel855GME/Intel855PM/SiS648MX/SiSM661MX（CentrinoI）◆Intel915PM/Intel915GM/Intel910GML/Intel915GMS（CentrinoII）◆Intel945PM/945GM/940GML/943GML（CentrinoIII）◆IntelPM965/GM965GM/GL960（CentrinoIV）Intel855芯片组规格对照Intel915芯片组规格对照Intel笔记本CPU发展史奔腾III时代：2000年，Intel推出代号为“Coppermine”的PIII笔记本用CPU，0.18微米技术生产，前端总线速度就提高到“100MHz”，集成了“256K”全速的二级缓存，支持“SpeedStep”节能技术，使得“600/650”MHz的CPU在使用电池时以500MHz的速率运行，而切换时间只需不到“1/2000”秒，这几乎是用户觉察不到的。Intel笔记本CPU发展史奔腾III-M时代：2001年，Intel推出代号为“Tualatin”的PIII-M笔记本用CPU，采用0.13微米技术生产，运行“133MHz”的系统总线，集成了“512K”全速二级缓存，“增强的SpeedStep”技术，可以根据CPU在应用程序中的使用情况自动在最佳性能和最长电池使用时间之间平稳切换，核心电压“0.95V-1.4V”(使用电池优化模式时在0.95-1.15V之间，使用性能优化模式时在1.1-1.4V之间)，采用“FCPGA”或“PCBGA”封装。Intel笔记本CPU发展史奔腾IV-M时代：2002年七月份，Intel推出采用0.13微米工艺和“Northwood”核心的移动CPU新款奔腾4-M处理器，首批推出的包括1.7GHz、1.6GHz的型号，核心集成5,500万晶体管，采用“MicroFCPGA”封装(mPGA478)，采用“NerBurst”架构，运行于“400MHz”前端总线，核心集成“512KB”二级缓存，支援“增强型SpeedStep、DeeperSleep”休眠模式，工作电压1.3V，1.7GHz版本在使用SpeedStep节能模式后工作频率降为1.2GHz(1.2V)，平均功耗降低到2W以下；一些采用奔腾4-M的新款笔记本电脑已具备嵌入式无线功能，如“802.11b”和“蓝牙技术”。Intel笔记本CPU发展史迅驰时代：英特尔于2003年3月推出“Centrino”品牌，它由三部分组成：“移动式处理器（CPU）、相关芯片组以及802.11无线网络”功能模块。◆一代P-M：Banias处理器/1MB高速缓存/400MHzFSB(Carmel平台)◆二代P-M：Dothan处理器/2MB高速缓存/533MHzFSB(Sonoma平台)◆三代P-M：Yonah单/双核处理器/2MB高速缓存/667MHzFSB(NAPA平台)IntelCPU发展史迅驰时代：此外，与其同期推出之“Celeron-M”是PentiumM处理器的低价版，采用与PentiumM一样的核心，采用0.13微米工艺制造，CeleronM的设计也会降低耗电量----这是无线网络笔记型计算机的重要考率因素，但还是会比PentiumM略逊一筹，而且CeleronM不会内含英特尔的“SpeedStep”技术。IntelSpeedStep技术第一代SpeedStep技术：简单的说，就是当使用“外接电源”或“电池”驱动时，自动对CPU的“工作电压”和“工作频率”进行切换。采用“SpeedStep”技术的CPU有两种不同的工作模式：使用AC电源时的最高性能模式(MaximumPerformanceMode)和使用电池时的电池优化模式(BatteryOptimizedMode)，笔记本根据电源情况自动切换工作模式。IntelSpeedStep技术第二代SpeedStep(EnhancedSpeedStep)技术：则可以根据CPU的“负荷”情况在两种性能模式之间实时进行“电压”和“频率”的动态切换，也就是说可以在电池驱动时根据CPU负荷情况自动切换到最低工作频率和电压，也可以在接外接电源时根据CPU负荷情况自动切换到最高工作频率和电压。IntelSpeedStep技术第三代SpeedStep(ImprovedEnhancedSpeedStep)技术：尽管仍只有两种基本工作模式，但同时还具有多种中间模式，支持多种频率速度与电压设置(由CPU的电压调整机制来控制)，根据CPU当时负荷的强度自动切换工作模式。SpeedStep技术硬件实现现在的CPU有工作电压，频率的自动调节功能以满足“性能/电池续航”的最佳平衡；那么其如何调节呢？如下图所示，它说明了CPU在各个状态间的切换：SpeedStep技术硬件实现CPU具有相当的智能，它会对当前的“负荷量”做一个检测，如果要求的处理量不大的话就自动进入“AutoHalt，StopGrant”等状态，如果发现负荷量还是偏小的话，南桥会发出一些“SLP或DEEPSLP”信号（分别代表睡眠，深睡眠）来通知CPU进入“睡眠、深睡眠”状态。而在“DEEPSLP”情况下，如果CPU的运算量还是偏小，那么CPU就会发出“VID”通知“CPUCoreVoltageRegulator”（CPU电压产生器）降低当前的工作电压，在收到CPU发出的VID后，电压产生器就会输出想对应的CPUCORE电压，在得到降低的电压后，CPU的频率会下降以达到低功耗的目的，而在这时候CPU进去的模式我们称为“DEEPERSLP”（即更深的睡眠）模式。SpeedStep技术硬件实现至于“VID”和“CPU”的关系，下面的图能有比较直观的认识：SpeedStep技术硬件实现CPU发出“VID”到“CPUCoreVoltageRegul