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台式机的低功耗之路

2014-06-10

个人电脑 2014年5期
关键词:晶体管低功耗英特尔

近些年来,“低碳”这个词频繁地出现在我们日常的工作和生活中,各个产业也把节能环保作为明确的产品发展方向——汽车市场上新能源车和小排量车越发受到关注,家电卖场里随处可见节能变频的标志,在IT领域内,绿色低功耗也已经成为各个厂商的共识。以PC产品为例,国内消费市场上早已刮起了液晶一体机的普及风暴。相对于传统结构的台式机来说,液晶一体机具有很多明显的优势:外观时尚精巧、减少了线缆的束缚,可以让桌面显得更加整洁清爽;节能环保、低噪音低功耗;体积小巧、便于移动。这些原本都是笔记本电脑相对于传统台式机而言所具备的优势,如今都被搬到了一体机这个桌面计算平台上。

一体式电脑的低功耗优势一方面来自于核心技术制造工艺水平的整体提升,另一方面则是因为采用了区别于传统台式机的低功耗组件。从2009年刚刚兴起于国内PC市场至今,一体式电脑已经经历了45纳米到32纳米、再到22纳米的三代制造工艺水平的提升,以每瓦性能的指标来衡量,第四代酷睿智能处理器平台显然是远胜于Core 2 Duo那一代的产品。从最直观的角度来说,更先进的制造工艺水平就意味着相同核心面积下可以集成数量更多的晶体管,也可以理解为包含了更多的运算单元和缓存。所以,今天的电脑(包括但不局限于一体式电脑)在性能功耗比上一定远胜于Core 2 Duo时代的桌面平台,这是核心技术进步的整体趋势。另一方面,一体式电脑也会采用一些区别于传统台式机的组件,比如处理器、显示卡等。从第三代酷睿智能处理器开始,英特尔公司进一步丰富了桌面级产品的规格,在原有的Core i7/i5/i3布局下,又增添了几款低功耗的产品——以S或T的后缀来加以区分,例如Core i7-477S、Core i3-4130T等等。我们在零售市场上能见到的桌面级处理器只有无后缀的数字序号和以字母K为后缀的两种类型,其中带K后缀的产品表示不锁倍频的规格;而OEM市场上,则多了R、S、T这三种后缀的规格,其中带R后缀的产品代表集成锐炬核芯显卡,而S和T后缀则表示该产品属于低功耗的规格(后者的热设计功耗更低,以Core i7-4770为例,无后缀版本的热设计功耗为84瓦,基础频率3.4GHz,睿频最大频率为3.9GHz;Core i7-4770S的热设计功耗为65瓦,基础频率3.1GHz,睿频最大频率同样是3.9GHz;而Core i7-4770T的热设计功耗仅为45瓦,基础频率也只有2.5GHz,但是睿频最大频率则是3.7GHz,也就是它的基础功耗很低,但是睿频幅度更大)。按照英特尔公司的规划和建议,S后缀的酷睿处理器一般是面向大屏幕、高性能的一体式电脑;而T后缀的酷睿处理器则应用于迷你型电脑产品中,比如一升小机箱的联想ThinkCentre M4500q。

核心技术里程碑——3D晶体管技术

Intel于2011年5月6日宣布了所谓的“年度最重要技术”——世界上第一个3-D三维晶体管“Tri-Gate”。晶体管是现代电子学的基石,而Intel此举堪称晶体管历史上最伟大的里程碑式发明,甚至可以说是“重新发明了晶体管”。半个多世纪以来,晶体管一直都在使用2-D平面结构,现在终于迈入了3-D三维立体时代。用了50多年的2D平面硅晶体管将被3D晶体管所取代,这确是一种划时代的进步。

传统“平面的”2-D平面栅极被超级纤薄的、从硅基体垂直竖起的3-D硅鳍状物所代替。电流控制是通过在鳍状物三面的每一面安装一个栅极而实现的(两侧和顶部各有一个栅极),而不是像2-D平面晶体管那样,只在顶部有一个栅极。更多控制可以使晶体管在“开”的状态下让尽可能多的电流通过(高性能),而在“关”的状态下尽可能让电流接近零(即减少漏电,低能耗),同时还能在两种状态之间迅速切换,进一步实现更高性能。英特尔的3-D三栅极晶体管结构提供了一种管理晶体管密度的方式。由于这些鳍状物本身是垂直的,晶体管也能更紧密地封装起来--这是摩尔定律追求的技术和经济效益的关键点所在。未来,设计师还可以不断增加鳍状物的高度,从而获得更高的性能和能效。

这种设计可以在晶体管开启状态(高性能负载)时通过尽可能多的电流,同时在晶体管关闭状态(节能)将电流降至几乎为零,而且能在两种状态之间极速切换(还是为了高性能)。Intel还计划今后继续提高硅鳍片的高度,从而获得更高的性能和效率。

Intel声称,22nm 3-D Tri-Gate三维晶体管相比于32nm平面晶体管可带来最多37%的性能提升,而且同等性能下的功耗减少一半,这意味着它们更加适合用于小型掌上设备。通过使用3D晶体管,芯片可以在低电压和低泄露下运行,从而使性能和能耗取得大幅改进。在低电压条件下,22纳米的3-D Tri-Gate晶体管比英特尔32纳米平面晶体管性能提高37%。这意味着它能用在许多小的手持设备中。另外,在相同的性能条件下,新的晶体管耗电不及 2D平板晶体管、32纳米芯片的一半。首款3-D Tri-Gate晶体管22纳米芯片代号为Ivy Bridge,而在最新的Haswell处理器中也同样采用了这种3D晶体管技术。

S0ix——Haswell节能新武器

包括英特尔、微软、惠普、东芝和凤凰科技在内的一票厂商共同制定了一个开放的行业规范——The Advanced Configuration and Power Interface,即ACPI,也就是“电源管理模式和配置管理接口规范”。ACPI一改之前APM(Advanced Power Management)将电源管理全部交给BIOS管理的机制,允许操作系统对能耗进行控制,并提供了友善的用户界面,因此自1997年开始,ACPI得到了业界的广泛认可。

从名称不难看出,ACPI可实现的功能包括电源管理和配置管理两大部分,其中电源管理包括系统电源管理、设备电源管理、处理器电源管理、处理器和设备性能管理;配置管理则包括了即插即用、系统事件、电池管理、嵌入式控制器、系统管理总线控制器等。endprint

ACPI是怎样工作的

在ACPI规范推出之前的APM时代,BIOS是影响PC表现最为重要的因素。BIOS会配置接口和外设,例如PCI总线和各种扩展卡;在操作系统启动之前,BIOS还会掌管系统管理中断(SMI),SMI被OEM厂商设计用来与硬件直接关联,我们来举个例子便于理解这些看起来有些晦涩的专业词汇——OEM厂商将笔记本电脑的屏幕与微控制器关联,这样就能达到“将屏幕合上,即关闭背光”的目的,这就是SMI体现的一种,而所有这种硬件事件均由BIOS以硬件代码的方式进行控制。APM设计的优点在于,由于SMI几乎与软件无关,因此操作系统和BIOS之间也没什么关系,这就意味着一种设定它可运行于所有PC之上。但APM的缺点也很明显,就是用户想要自己设定BIOS非常困难,因为BIOS的设计相当复杂。

在ACPI规范下,BIOS依旧掌管着基本的初始化功能,当硬件初始化完毕之后,BIOS还会控制SMI。不同之处在于,这时的BIOS会在内存中提供一系列的信息表,以便操作系统可以读取。这些静态的信息表描述了硬件的相关信息,最重要的一张表就是DSDT——Differentiated System Description Table,它记录了除去基本信息之外所有不同设备的信息。DSDT中提供的字节码被称作AML(ACPI Machine Language)。AML由逻辑顺序和数据类型组成,并且以树的形式来描述硬件设备的工作逻辑,举例来说,一个显卡设备的逻辑顺序会位于PCI总线之下。

操作系统会读取整个AML的树形结构,初始化不同的设备并根据逻辑顺序和数据类型为它们安排资源。操作系统和ACPI持续的交互工作,操作系统通知AML来开启或关闭设备,改变屏幕背光、调整处理器频率和电压,或者是休眠/恢复系统。这种PC的控制方式对操作系统设计者来说无疑是最好的,他们可以让PC的最终表现真正差异化。

ACPI中的电源管理

前面已经说了ACPI可实现的功能中包括了电源管理,这也是本文的重点所在。在了解Haswell新特性之前,我们有必要先了解一下ACPI的电源管理模式——以下提到的各种状态,分别对应于ACPI的系统电源管理、设备电源管理、处理器电源管理、处理器和设备性能管理。

·全局状态(Gx State) — Global System State

全局状态定义了整个系统平台所处的电源管理模式,它对用户是可见的。该状态下不同模式之间的差异体现在六个方面:

1.应用软件是否处于运行状态?

2.外部事件产生到应用程序响应之间的延迟是多少?

3.当前使用何种电源管理方案?

4.返回工作状态时,操作系统是否需要重启?

5.拆卸计算机(更换配件)是否安全?

6.进入和退出该状态是否可通过电路控制完成?

·睡眠状态 (Sx State)— Sleeping State

睡眠状态对应的全局状态为G1,只是不同的睡眠状态在供电、能耗、唤醒时间等方面有着不同的表现。但无论哪种睡眠模式,显示器关闭以及其他零部件停止响应的模式让系统看上去都和关机一样,与关机不同的是该模式下还需一定能耗,但唤醒返回工作状态不需要重新启动操作系统。

·设备状态(Dx State) — Device Power State

设备的电源管理有很大差异,而且此项设计对用户来说是不可见的。举例来说,即便系统处于工作状态,某些硬件设备依旧可关闭自己的电源以达到节能的目的。此外,尽管硬件设备也有5种不同的工作状态,但并不意味着所有硬件都能够在这5种状态中切换,某些硬件可能只支持其中的部分状态

·处理器状态 (Cx State)— Processor Power State

需要说明的一点在于,由于处理器必须处于工作,才能提到不同处理器状态的概念,因此处理器状态指的是全局状态处于G0、休眠状态处于S0时,处理器有怎样不同能耗和散热管理方案。英特尔在Haswell平台上引入了新的处理器状态——在之前C1-C6的基础上,添加了C7-C10以达到进一步节能的目的。对多核心处理器来讲,

·设备和处理器性能状态(Pn State) — Device and Processor Performance State

设备和处理器性能状态仅用于处理器处于C0,设备处于D0的工作状态下,它用来描述设备和处理器的能耗及性能表现。

让我们做个小结:

1. ACPI取代APM,对计算机的电源管理和配置管理提供了统一的规范,且允许由操作系统进行更细节的控制

2. ACPI中的电源管理部分包括系统电源管理、设备电源管理、处理器电源管理、处理器和设备性能管理,为了便于接下来解释S0ix,我们详细列举了各个电源管理状态。

3. 只有在G0/S0工作状态下,通过技术降低系统功耗才有意义,因此我们所说的处理器C-State均处于G0/S0状态;同样,只有在处理器和设备处于工作状态下,P-State才有意义,因此我们所说的处理器和设备性能状态均处于C0和D0状态。

无论使用者是否注意到,事实上ACPI规范定义的S0-S5共6个睡眠状态服务于PC领域多年——关闭笔记本屏幕而自动进入睡眠即S3状态,手工点击休眠则是S4,普通工作状态是S0,通过Windows系统完成关机则是S5…… 但是随着超极本的普及,消费者提出了新的需求:在更深的睡眠状态下也能交换数据。

事实上,手机和平板一直可以做到这一点:当按下电源关闭屏幕,让手机和平板进入待机状态时,这些设备依旧可以收取电子邮件、微博留言和微信信息。就现在移动设备的生态系统来看,如果隶属于PC领域的笔记本/超极本无法支持这种使用模式,那么它们将很难被消费者接受。endprint

英特尔和微软同时给出了解决方案,那就是英特尔主动待机状态和Windows 8 Connected Standby。英特尔承诺通过S0ix主动待机状态的引入,能让笔记本/超极本在与S3状态具有相同低功耗的前提下,以更快的速度唤醒至S0工作状态。S0ix拥有包括S0i1、S0i3在内的多种状态,举例来说,即便消费者在使用设备浏览网页、收发电子邮件或是做一些其他应用时,S0i1状态会利用其中的间歇让系统进入低功耗模式,S0i1的进入时间仅为600纳秒,返回时间为1.2毫秒;如果消费者让设备进入待机状态,但希望Wi-Fi一直保持连接,则S0i3状态可完成这个之前“不可能完成的任务”,S0i3的进入时间为450纳秒,返回时间为3.1毫秒,可通过用户命令或程序事件唤醒——与传统的S0-S5均需通过程序命令进入不同, S0ix是主动自发式的,因此它被称作主动待机状态。

英特尔一直致力于在芯片技术上不断创新,以便让处理器、芯片组、图形核心甚至无线模块的功耗能够不断优化。现在,通过S0ix,我们看到了英特尔的创新达到了新的高度。

在低电压和超低电压版本的Haswell处理器中,英特尔参与并为其他零部件给出建议,这里的其他零部件是指从电压调节器(VR)到随机微控制器在内的林林总总,除去给出实际建议之外,英特尔还给出了它们的固件清单。在早前的技术文档中,英特尔展示了一个实例——通过简单更改固件,令主板上的一个功耗为30-50mW的微控制器功耗降低至5mW。这并非处理器技术,但英特尔的确做了OEM伙伴们应该做的事情,即优化除处理器之外的其他平台零部件。当然,苹果公司在这方面(还包括操作系统和DSDT的优化)一直有自己的解决方案,这也正是为什么MAC OS的笔记本电脑,例如MacBook Air在电池续航方面一直表现不错,而同样一台MacBook Air安装了Window系统之后电池续航能力往往会下降的原因。当然,英特尔会为其OEM伙伴提供相关技术,以便让基于Haswell的超极本可具有更出色的电池续航能力。

在英特尔提供的基于Intel Core i5 4350U的超极本样机上进行视频播放的测试可以证明这一点:使用QQ影音循环播放一段1080p视频,这款有着14英寸1920×1080分辨率屏幕的产品播放9小时,而同样规格的Ivy Bridge超极本则仅可播放5小时。除去功耗之外,英特尔还在系统的其他方面投入了大量精力,例如要了解每一个零部件的容许延迟,事实上英特尔多年来一直在研究如何让处理器和各种控制器可以工作的更智能,而在这方面多年来创新的结果就是,控制器可以在需要时随时完成数据处理。在了解了每一部分的容许延迟之后,硬件和操作系统的电源管理模块就可以更好的安排数据处理任务——与随时处理数据的机制相比,所有零部件协同制定处理方案显然更合理,这种方式不仅可以让系统在空闲时快速进入低功耗的待机状态,一旦需要处理数据也能快速返回工作状态——这就是S0ix主动待机状态,显然将思路转变到这方面是英特尔在创新上的又一尝试。主动待机状态能够让计算平台有更多机会进入低功耗的睡眠模式,在需要处理数据时迅速唤醒,一次性处理安排好的多种数据之后再次进入睡眠;而之前,计算平台则不得不时刻保持工作状态以应付一个接一个的,哪怕是微不足道的数据处理任务。

英特尔强烈建议消费者使用预装了Windows 8系统的超极本。尽管在Windows 7系统下依旧可以通过S0ix获益,但Windows 8系统的表现要更加出色。在Windows 8的Connected Standby技术与S0ix协同工作的前提下,平台将有更多机会进入睡眠模式,从而大幅延长电池续航时间。

在S0ix主动待机技术的作用下,基于英特尔第四代智能酷睿处理器的超极本将提供更长的电池续航时间,就目前已经发布的Apple new MacBook Air表现来看,第四代智能酷睿处理器让该产品可完整支持使用者一天的工作——国内外媒体的测试以及最终消费者的反馈均证实了这一点。

尽管系统各组件在能耗方面的改进是mW级,但综合起来S0ix技术平台整体电源优化做出的贡献十分显著,新的电源管理技术和先进的制造工艺令基于英特尔第四代智能酷睿处理器的新一代超极本可为使用者带来卓越的移动计算体验。

ThinkCentre M4500q电脑卧式放置时,机身尺寸仅有17.9cm(宽)×18.3cm(深)×3.5cm(厚),用实物来做比较的话,它的厚度和一个高尔夫球的直径相仿,占用面积也就相当于一个企业级的无线路由器;产品包装内还附带了一个U型槽式的底座,可以将M4500q安插进去立式摆放;如果这样你还是觉得桌面上不够整齐利落,还可以选购专用的支架将其固定在液晶显示器的背后或者悬挂在桌面之下,企业用户可以根据自身办公环境的特点灵活自由地进行部署。另外,联想还提供了一个外置的DVD刻录光驱(兼顾USB HUB功能)可供选购,它的大小与主机完全相同,厚度则是主机的一半;借助这个背挂式的支架,可以把二者组装在一起,严丝合缝宛如一体。对于行业用户来说,显然没有必要采购与PC等量的外置光驱,因此这种设计就显得非常贴心;稍显不足的是,光驱只能通过外部走线的方式与PC相连,这对于目前的工艺水平来说确实也是唯一的解决办法。

ThinkCentre M4500q采用Intel Core i7-4765T处理器,四核八线程的结构而设计功耗仅有35瓦,基本上可以看作是专为这类迷你型PC量身定制的一款桌面级处理器,它虽然基础主频不高,只有2GHz,但是睿频加速的幅度却很大,最高能够达到3GHz,面对任何商务应用都显得游刃有余。与Core i7-4765T处理器搭配的是Intel H81芯片组主板,前面板上提供了两个USB 3.0规格的接口,能给用户带来实用性的提升;其中那个黄色的USB接口还采用了强化电流技术的设计,即使在关机状态下仍然能给手机、平板等设备充电。从体积上来说,ThinkCentre M4500q和瘦客户机相差无几,而它却包含了500GB的混动硬盘,可以在本地硬盘上安装并运行Windows 系统,是一台功能完整的个人电脑。ThinkCentre M4500q电脑同时提供了RJ45以太网接口和802.11n的无线网卡,在安装部署上具有更好的灵活性,显然也是符合大型企业实际需求的。在外设连接能力方面,该产品不仅提供了VGA + DisplayPort的双显示输出和3×USB 2.0的接口(不包含机身正面的两个USB 3.0接口以及外接光驱上的USB HUB功能),而且还保留了某些特定行业比较依赖的串口,对于这种迷你机型来说配置已经相当到位了。endprint

近一两年来我们介绍过的一体式电脑,大多都是采用台式机处理器的产品,至少在英特尔第三代酷睿智能处理器带来了低功耗版本的产品之后,较大尺寸的一体式电脑确实没有必要再采用移动处理器了,同样基于LGA 1150或LGA 1155封装的桌面级处理器也能满足一体式电脑的散热要求,而且在性能和成本上还优于同档次的移动平台。当然,某些超薄设计的产品(超大平板的形态)或者一些入门级平台,依然还保持了MODT的设计理念。所谓MODT,就是Mobile On DeskTop的缩写,意思就是将移动技术应用在桌面平台上。一体式电脑在国内PC市场上的兴起,可以说就是从凌动(Atom)这颗移动处理器上开始尝试的,当时凌动处理器在“上网本”这类产品上一炮打响后,PC厂商也希望尝试一下“上网机”这类产品,再加上苹果、惠普等厂商引领的工艺设计潮流,于是一体式电脑在国内市场上趋于火爆。按照当时的产品定位,英特尔凌动处理器显然是一款移动平台,所以我们说早期的一体式电脑基本就是MODT设计理念下的产物。当消费者表示凌动处理器性能有限、难以满足日常娱乐的应用需求时,PC厂商开始尝试将酷睿平台移植到一体机里,这个尝试当然是从酷睿移动处理器开始的;直到现在,仍有部分追求超薄机身设计的产品是采用了M或U后缀的酷睿移动处理器,比如联想的IdeaCentre A系列以及Horizon系列,出于散热的考虑,这类产品智能选择热设计功耗更低的移动处理器(M后缀的酷睿移动处理器最大热设计功耗为35瓦,而U后缀的第三代酷睿移动处理器原本是针对超极本而设计的超低功耗平台,其热设计功耗仅有17瓦,而第四代U后缀的酷睿移动处理器进一步降低了TDP,最高热设计功耗只有15瓦)。

去年,我就提出了“液晶一体机进入大平板时代”的观点,所谓大平板,就是指采用超薄机身设计、支持多点触控功能的一体机可以被完全平放在桌面或地毯上来进行娱乐,就像平板电脑的使用体验一样,而且更适合家庭多人娱乐的需求。海尔Aphro S5就是一款这种设计理念的产品,它的机身厚度只有区区22毫米,22毫米是什么概念?就是英特尔公司对14英寸超极本厚度的限制,在台式机上同样也能达到这种水平,可见其机身之纤薄。Aphro S5机身背后采用相框支架式的结构设计,可以让屏幕得到一定俯仰角度(接近90度到大约135度之间)的调节;将支架收纳起来,就和机身背部形成一个平面,完全没有任何凸起,从而平放在桌面或地面上让用户体验另一种娱乐方式。Aphro S5机身整体采用细腻的银色喷漆,显得很有金属光泽,大大提升了产品的质感。该产品采用21.5英寸的无边框屏幕,不仅支持1920×1080的全高清分辨率,而且还是支持十点触控的高品质电容屏,对于这种尺寸的设备来说还是很下血本的。

送测的这款Aphro S5一体机采用第四代酷睿智能处理器Core i3-4005U,搭配16GB DDR3内存和500GB混合硬盘,符合主流平台的配置;除了英特尔核芯显卡之外,这款机器还配备了一块GeForce GT 720M独立显卡,具有更强的3D运算性能,用于体验主流的3D游戏,也能在画面质量和流畅性上获得不错的平衡。Aphro S5一体机预装了Windows 8系统,便于用户配合触摸屏进行操作,海尔公司还为其捆绑了一套益智软件,通过寓教于乐的方式引导孩子自觉主动地接触一些启蒙教育,与平板应用模式相得益彰,提升用户的娱乐体验。

以上介绍的两类平台,都是一体式电脑中的传统势力,这次我们还要给大家介绍两种新兴的桌面平台技术。从商标来看,英特尔公司新推出的这款低功耗平台,仍然是以我们所熟悉的奔腾、赛扬命名;但是要注意,这里所说的奔腾、赛扬,并不是基于Haswell架构的桌面处理器,而是从凌动平台进化而来的Bay Trail-D。之前我们有过一些关于Bay Trail家族的介绍,应用在平板电脑中的Bay Trail-T(Tablet)处理器会继续保持Atom Z3000的命名方式;而应用在桌面平台和笔记本电脑中的Bay Trail-D(Desktop)和Bay Trail-M(Mobile)则一律采用奔腾、赛扬的商标。对于非专业人士来说,这是一个容易造成混乱的产品线,不过我们可以通过处理器的具体标号来加以区分,基于Bay Trail-D架构的奔腾、赛扬处理器是以字母J作为产品型号的前缀,比如奔腾J2900、赛扬J1900;基于Bay Trail-M架构的的奔腾、赛扬处理器是以字母N作为产品型号的前缀;而传统架构下的Haswell奔腾、赛扬处理器则是以G3220、G1820这样的命名来表示。在往期的内容里,我们已经介绍过一些基于Bay Trail-T的平板产品和基于Bay Trail-M的笔记本电脑,本期我们要介绍的则是这一门三兄弟中问世较晚的Bay Trail-D平台。需要说明一点,我们所展示的Bay Trail-D平台还是以主板的形式而存在的,在我们撰写本文时,采用Bay Trail-D平台的一体式电脑还没有到位,虽然我们展示的主板平台也是华擎公司的正规市售产品,但是英特尔公司对这款平台的定位还是面向OEM市场,以主板形态示人的奔腾J2900或赛扬J1900应该并不是一般DIY用户感兴趣的菜;而一旦这类产品被应用到一体式电脑或迷你型电脑中,则可以凭借相对低廉的价格在整机市场上抢占一席之地。

与英特尔Bay Trail-D平台相对应的是AMD Kabini平台,从正规市售产品的商标来看,它也属于APU的范畴,被命名为A6-5200和A4-5000;Kabini则是这种片上式系统的开发代号,它采用28纳米的制造工艺,热设计功耗在24瓦和14瓦,集成了Radeon R7显示核心。相对于英特尔Bay Trail-D平台来说,AMD Kabini平台问世更早,在整机领域已经有了正规的市售产品。AMD原本是希望用它去对位英特尔Haswell架构的奔腾、赛扬平台,以低功耗、低价格的卖点来冲击市场;而英特尔公司很快做出了回应,推出了同样基于SoC工艺的Bay Trail-D平台,于AMD Kabini平台进行对位竞争。从功耗表现来看,TDP=10瓦的Bay Trail-D产品显然更胜一筹;不过从性能表现来看,双方互有胜负,尤其是核芯显卡的3D性能表现更是AMD处理器的传统优势所在。endprint

联想C355是一台20英寸规格的入门级平台,它采用AMD A4-5000处理器,搭配DDR3-1600 4GB内存和SATA 500GB硬盘;我们拿到的这款产品搭配了一块GeForce 705A独立显卡,并且禁用了处理器中集成的显示核心,从3D性能表现来说,二者未必有明显的差别,当然采用独立显卡的好处就是可以减少对系统内存的占用,这对于仅有4GB内存的入门级平台来说,还是很有价值的。联想C355采用了分辨率为1600×900的非触控屏,同时提供了一个HDMI输出接口,可以连接更大尺寸的外接显示设备。这一系列机型一律采用外接的电源适配器进行供电,其额定输入功率为120瓦,比起一些大尺寸的笔记本电脑也高不了多少,是一台真正意义上的低功耗台式机。

三星这款DP505A2G一体式电脑隶属于ATIV One 5 Style系列,虽然其核心配置也是采用AMD Kabini低功耗平台,属于入门级桌面平台的范畴,不过从产品的制造工艺和功能设计来看,这是一款走精品路线的一体式电脑(三星公司称这种白色超薄机身和金属边框的搭配,是与Galaxy S4手机一脉相承的设计风格),显然并不是低价电脑。DP505A2G一体机采用21.5英寸的非触控屏幕,支持1920×1080的全高清分辨率,同时预装了Windows 8.1的正版操作系统,这也是其价格相对较高的原因之一。DP505A2G采用AMD A6-5200处理器,搭配DDR3-1600 4GB内存和SATA 500GB硬盘,显示单元则是处理器中集成的Radeon HD 8400。三星DP505A2G一体机同样采用外接的电源适配器,额定功率只有区区60瓦,省电程度比起很多13或14英寸的笔记本电脑也毫不逊色。

除了一体式电脑这种产品形态之外,迷你型电脑也是低功耗桌面平台的一种存在方式。说起家用电脑的娱乐功能,很多人会脱口说出玩游戏、看高清等代表型应用。的确,这两种娱乐方式不仅应用最广泛,而且对PC性能的要求也更为苛刻,因此才有了“Gaming PC”和“HTPC”这样的专用设备。所谓HTPC,就是Home Theater PC的缩写,也就是家庭影院PC的意思。起初,HTPC基本都是发烧友自己动手来搭建的,因为要和大屏幕的电视机来搭配使用,所以在外观风格上至少要和功放、影碟机等设备保持一致;受当时制造工艺的限制(比如主板集成的显卡编解码能力太弱,需要独立显卡的配合),HTPC的体积还无法做到太小巧,基本上还维持在20到30升机箱的水平。2007年风行一时的“上网本”给了PC厂商另一种启发——将定位在移动计算领域的凌动(Atom)处理器移植到桌面平台,从而催生出第一批迷你型电脑;按照PC厂商的规划,这类迷你型PC应该是面向客厅娱乐应用,也就是我们所说的以高清娱乐为主的影音电脑,但实际上它的性能并不能满足高清播放的需要(当时的凌动平台还没有进化到核芯显卡的阶段,主板集成的显示芯片还不太给力),只能作为一台浏览网页的“上网机”,配备显示器后的总体价格明显超过了相同配置的上网本,因此并没有被消费市场所接纳,不到一年的时间里就从PC厂商的产品列表里纷纷消失了。

随着制造工艺水平的不断进步,以及核芯显卡性能的突飞猛进,MoDT(Mobile on DeskTop)的概念再一次被热炒起来,迷你型PC也再度走红,这款海尔云悦mini S,就堪称是新一代HT PC的设计典范。

从外形来看,海尔云悦mini S电脑和普通的无线宽带路由器几乎没有分别,如果不细看它的接口,想必很多人不会把这个体积只有0.7升(194×150×25mm)左右的小盒子跟一台功能完备的PC联系在一起。从功能配置来看,海尔云悦mini S电脑再一次诠释了“麻雀虽小,五脏俱全”的概念,它采用的核心部件虽然都是面向移动平台的产品,不过在MoDT的设计理念下这早已是司空见惯的了。从工艺设计的角度来看,这款黑色外观的小盒子不仅外形秀气、做工精致,而且还支持立、卧两种摆放方式(卧式放置时底部有两条防滑胶垫,安装机器附带的小底座后则可以立式放置),可谓相当体贴。

海尔云悦mini S电脑目前只提供一种配置规格,它采用22纳米工艺的Intel Celeron 1037U双核处理器,搭配4GB DDR3内存、500GB硬盘以及GeForce 705M独立显卡。从Benchmark测试成绩来看,它的数据并不好看,不过从播放1080P高清内容的效果来看,这款电脑还是完全可以胜任的——至少在我们观看的过程中没有出现任何卡顿的现象。如果把Celeron 1037U处理器和GeForce 705M独立显卡的配置更换成同一架构的Core i3处理器,在性能上应该会有更好的表现(功耗应该也不是问题),只是不知道成本上会有多大的变化。云悦mini S电脑同时提供了千兆以太网接口和802.11n无线网卡的配置,在部署上更加方便灵活——是选择稳定高速的有线连接还是不受束缚的无线连接,悉听尊便。这款产品还提供了VGA和HDMI两种显示输出接口,如果你还把它当作一台上网工具来使用(比如下载或拷贝高清内容),就可以同时再连接一台显示器,浏览网页时总比盯着一台四五十寸的大屏幕电视要舒服一些。云悦mini S电脑的机身正面提供了四个USB 2.0接口和SD读卡器,背面还提供了两个USB 3.0接口,如果你想把USB 3.0高速接口留给移动硬盘或闪存盘等存储设备,那么最好给这台机器配备一套无线键盘鼠标,否则从机身正面引出两根线缆实在是有碍观瞻,而且从操作体验上来说也不符合客厅娱乐的特点。海尔云悦mini S电脑采用外接式电源,其额定输出功率只有区区65瓦,比大多数的笔记本电脑还要省电(毕竟它全部采用移动平台的配件,还比笔记本电脑少了个屏幕),更不要说当年那些高功耗的HT PC了。短短几年的时间,英特尔和PC厂商就帮我们实现了更清爽、更节能的高清娱乐梦想,你还要坚持自己动手去搭建一台略显蠢笨的HT PC吗?当然,也许有人觉得PC在客厅娱乐应用上终究没有那些电视盒子(比如Apple TV或其它一些安卓系统的机顶盒)简单易用,这就属于见仁见智的选择了,毕竟海尔云悦mini S电脑不止是一台消费内容的工具,它同时也能创建内容,这恰恰是那些机顶盒不具备的功能。endprint

Intel NUC这款产品刷新了迷你型电脑的极限,其体积只有0.5升左右(101.6×101.6×50.8毫米),明显小于苹果的Mac mini(大约是1.3升左右)。我们这里介绍的是基于上一代酷睿智能处理器Ivy Bridge的版本,目前英特尔公司已经推出了基于Haswell平台的新一代产品。市售的Intel NUC产品并不是一台完整功能的PC,而是以“准系统”的形式来销售——机身内只包含主板和处理器,内存、硬盘、无线网卡这些组件需要自己单独购买。

Intel NUC采用Intel QS77芯片组平台,搭配超低电压的Core i3-3217U处理器(产品型号中的3217显然就来自于这个处理器编号),这种以U为后缀的酷睿处理器热设计功耗只有17瓦,以前都是应用在超极本产品中,属于酷睿家族中功耗最低的一款产品,对于这种迷你型PC产品来说显然也是性能与功耗的最佳平衡点。Intel NUC的主板上提供了两个SO-DIMM插槽,最大可支持16GB DDR3-1600内存;另外主板上还设计了两个层叠式的mini PCI-E插槽,下面那个插槽只能安装半高的扩展卡——其实就是用来插无线网卡的,上面的插槽为全高式设计,当然也就是用来安装mSATA接口的固态硬盘了。用Intel NUC来组装一台功能完整的PC需要一定的动手能力、但也并不困难——拧掉底部四角的螺钉打开底盖,即可看到SO-DIMM插槽和mini PCI-E插槽,无非就是把无线网卡、固态硬盘以及内存等部件插到对应的插槽里,并且用螺钉将前两者固定好。机箱内预留了两根导线,接在无线网卡上(没有正负极之分,随便接哪个触点)就等于把机身的金属外壳变成了外部天线,可以大大增强Wi-Fi信号的强度。mSATA规格的固态硬盘已经相当普及了,容量从32GB到256GB不等;我们推荐消费者购买容量为64GB或128GB规格的产品,因为32GB的容量在安装64位Windows 8系统后就所剩无几了,几乎没有本地存储能力了,而256GB规格的产品又过于昂贵了,并不划算。把底盖扣回去拧好四角的螺钉,剩下的工作就是安装操作系统了。Intel NUC提供了三个USB 2.0接口(新一代NUC已经提供了原生的USB 3.0接口),刚好能够用来连接键盘、鼠标和外置光驱,显示输出接口只有HDMI这一种选择,与大屏幕的液晶电视相连接、作为客厅娱乐电脑明显是它的最佳归宿——至少我个人是这样认为的;产品包装里还附带了一个可替换底盖的金属面板,可以通过它将Intel NUC悬挂在符合VESA标准的液晶显示器背后,显然英特尔也希望它能迎合企业用户的审美——在寸土寸金的办公环境里充分发挥其占用空间小的优势。

大约在2009年前后,一些PC厂商曾经推广过类似的迷你型PC产品,当时被业内称作客厅电脑。那些客厅电脑普遍采用英特尔凌动(Atom)处理器,当时英特尔公司尚未提出核芯显卡的概念,其自有芯片组平台集成的显示单元又不太给力,而NVIDIA的离子平台(ION)则凭借着更好的图形性能和视频编码能力获得了广泛赞誉,被称作Atom的最佳拍档。如今,迈入22纳米工艺的第三代酷睿智能处理器不仅在性能和功耗方面都取得了明显的进步,而且还提供了性能出色的核芯显卡,无疑是为客厅电脑的进化铺平了道路。endprint

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