Современные портативные компьютеры - сложность и надежность

Современные портативные компьютеры являются удивительной комбинацией программного и аппаратного обеспечения. Если рассматривать только аппаратное обеспечение, то десятки миллионов транзисторов находятся только в одном процессоре, около 4,3 млрд. транзисторов содержится в 512 Мбайт оперативной памяти, сотни миллионов транзисторов составляют набор микросхем системной платы, процессор графического адаптера и видеопамять, еще несколько миллионов расположены в дополнительных адаптерах компьютера.

Каждый из этих транзисторов должен работать правильно. Кроме того, все вместе они должны работать согласованно и в пределах четко определенных временных рамок, которые часто измеряются в пикосекукдах (триллнонных долях секунды)! Если представить, что портативный компьютер перестанет работать, когда один из этих транзисторов или один из проводников между транзисторами окажется неисправным, можно удивиться, как портативный компьютер вообще работает!

Замечание

Типичный мобильный процессор, например Intel Pentium 4-М, содержит 55 млн. транзисторов, а последний мобильный процессор Intel Pentium М - 77 млн. Процессор Pentium М входит е технологию Intel Centrino, которая также включает в себя набор микросхем Intel 855 и беспроводной сетевой адаптер Intel PRO.WIreless 2100 Wi-Fi IEEE 802.11 b.

Мобильные процессоры Athlon XP-M компании AMD содержат 37,5 млн, транзисторов. Меньшее по сравнению с процессорами Pentium М и Mobile Pentium 4-М количество транзисторов Athlon ХР-М в основном связано с меньшим размером кэш-памяти второго уровня.

Хотя современные портативные компьютеры значительно сложнее своих предшественников, они стали более простыми и надежными в использовании. Учитывая сложность современных портативных компьютеров, проблемы, возникающие в их работе не должны удивлять вас.

Сравнение компонентов портативных и настольных компьютеров

Несмотря на то что портативные и настольные компьютеры работают под управлением одинаковых операционных систем и используют одинаковые периферийные устройства, они заметно отличаются друг от друга. Хотя существуют промышленные стандарты на процессоры, память, жесткие диски и другие компоненты портативных компьютеров, их отличия от аналогичных компонентов настольных ПК очевидны (табл. 16.1).

Таблица 16.1. Стандарты на компоненты портативных и настольных компьютеров

Тип компонента Стандарт для настольных компьютеров

Стандарт для портативных Замечания компьютеров

Модуль памяти

Жесткие диски

Процессор

Модемы

DIMM (16B, t84 контакта), ПОПАМ (184, 232 контакта)

ATA/IDE (40 контактов), раамер 3.5 дюйма

Стандартные процессоры дли Socket А, Socket 370, Socket 478 Адаптеры PCI

SO-DIMM (144 контакта), SO-RIMM (160 контактов)

ATA/IDE [44 контакта), размер 2,5 дюйма или собственная форма с возможностью быстрой замены

Мобильные варианты процессоров

Встроенные или а виде адаптеров mini-PCI

Модули SO-DIMM и S0-RIMM физически меньше модулей памяти для настольных компьютеров. 8 более старых системах обычно используются закрытые стандарты на модули памяти

в портативных компьютерах для шины ATA/IQE используется один разъем для энергоснабжения и передачи данных. Модели о поддержкой быстрой замены дисков обычно поддерживают установку жестких дисков специального типа, в также накопителей на гибких и оптических дисках в один отсек Мобильные процессоры потребляют меньше энергии и иногда оптимизированы для работы с другими наборами микросхем Обычно модем в виде адаптера mini-PC) одновременно является и сетевым адаптером, поддерживающим рвбогу в сетях 10/100 Ethernet

Окончание табл. 16.1

Тип компонента

Стандарт для настольных компьютером

Стандарт для портативных компьютеров

Замечания

10/100 Eternal

Накопительна гибких дисках

Приводы оптических дисков (СО, DVD. перезаписываемые)

Блок питания

Адаптер РО или интегрированный

34-контактный интерфейс накопителя на гибких дисках

AT A/IDE (40 контактов)

LPX (12 контактов) или АТХ (20 контактов)

Встроенный в системную плату или адаптер mini-PCI

Частный фиксированный или частный с поддержкой замены

Частный фиксированный или частный с поддержкой замены

Частный

Стандартные сетевые адаптеры в виде адаптеров mini-PCI предоставляют функции модема

Различные модели от одного и того же производителя используют одинаковый тип сменного привода гибких дисков, но модели от разных производителей не совместимы В различных моделях от одного и того же производителя используется одинаковый тип сменного накопителя на гибких дисках, нр модели от разных производителей несовместимы

Некоторые более старые модели оборудованы встроенным блоком литания, но большинство используют внешний адаптер переменного тока

Многие компоненты портативных компьютеров основаны на стандартах, отличающихся от стандартов для настольных компьютеров. Как следствие, большинство компонентов не могут свободно использоваться в портативных компьютерах всех производителей, как это происходит в случае настольных компьютеров. Но многие компоненты, показанные в табл. 16.1, а также батарея CMOS, которая необходима для хранения данных в энергонезависимой памяти, могут быть извлечены из портативного компьютера для модернизации или ремонта.

Следующие компоненты ноутбука не основаны на промышленных стандартах;

системные платы;

радиаторы/вентиляторы ЦПУ;

корпус;

видеоадаптер (интегрирован в набор микросхем системной платы или же впаян в системную плату в качестве отдельной микросхемы);

жидкокристаллический дисплей;

модем (если не встроен в адаптер mini-PCI; в некоторых системах модем интегрирован в системную плату);

аудиоадаптер (интегрирован в набор микросхем системной платы или же впаян в системную плату в качестве отдельной микросхемы);

динамики;

встроенная клавиатура;

устройства позиционирования (сенсорная панель или TrackPoint).

Заменить или переустановить?

Пытаясь решить те или иные аппаратные проблемы, следует понять одну простую истину: вам никогда не придется ремонтировать компьютер, поскольку обычно достаточно переустановить или заменить неисправный компонент. Необходимость переустановки вызвана тем, что большая часть аппаратных проблем связаны с некорректной установкой или неправильно заданной конфигурацией того или иного компонента. Несколько лет назад IBM опубликовала документ, в котором отмечалось, что причиной более 60% проблем, выявленных ее техническими специалистами, была некорректная установка или неправильная конфигурация компонентов, т.е. аппаратные средства фактически были совершенно исправны. Это стало основной движущей силой революции под лозунгом "Включай и работай" (PJugand Play), избавившей пользователей от необходимости вручную конфигурировать перемычки и пере-

ключатели в большикстве аппаратных устройств. Использование технологии Plug and Play позволило минимизировать уровень пользовательской подготовки, необходимый для правильной установки аппаратных средств, а также максимально уменьшить количество проблем, связанных с установкой, конфигурацией и конфликтом на уровне ресурсов. Тем не менее принцип Plug and Play срабатывает далеко не всегда, поэтому ему придумали шутливую замену - Plug and Pray (включай и молись), так как для корректной работы установленного устройства иногда приходится заниматься ручной настройкой.

Замена неисправного компьютерного аппаратного обеспечения обусловлена в первую очередь экономическими соображениями. В финансовом отношении заменить неисправную системную плату новой гораздо дешевле, чем ее ремонтировать. В современных платах используются микросхемы с поверхностным монтажом, контакты которых расположены друг от друга на расстоянии в несколько сотых дюйма. Таким образом, для установки и припаива-ния микросхем потребуется сложное и дорогое специализированное оборудование. Но и это не поможет, даже если удастся определить, какая из микросхем является неисправной, и будет найдено оборудование, необходимое для ее замены. Это связано с тем, что микросхемы продаются партиями по несколько тысяч штук, поэтому найти устаревшую микросхему довольно сложно. Конечным результатом является широкое распространение и использование заменяемых компонентов в персональных компьютерах. Лаже такие большие и сложные компоненты, как системная плата, обычно не ремонтируются, а заменяются.

Решение проблем путем замены компонентов

Существует несколько подходов, используемых для решения проблем, связанных с аппаратным обеспечением ноутбука, но в конечном счете все они сводятся к замене или переустановке тех или иных компонентов. Именно поэтому я обычно применяю довольно простой метод, состоящий в использовании заведомо исправных запасных частей. Этот метод не требует специализированных инструментальных средств или сложных диагностических устройств. В простейшей форме это выглядит примерно так: предположим, есть два совершенно одинаковых ноутбука, которые находятся рядом друг с другом. В одном из них выявлена некоторая аппаратная проблема; в нашем случае это дефектный модуль памяти (SO-DIMM). В зависимости от свойств дефекта, неисправность может проявиться совершенно по-разному: от совершенно "мертвой" системы до компьютера, который загружается в стандартном режиме, но "зависает" при запуске Windows или выполнении программ. Итак, компьютер, стоящий слева, вышел из строя, а правый работает нормально; во всем остальном они совершенно идентичны. Самый простой метод выявления неисправностей состоит в замене аппаратных компонентов одной системы частями, взятыми из другой, и в повторном тестировании компьютера после каждой такой перестановки. При перестановке модулей памяти SO-DIMM после включения и тестирования системы (в этом случае тестирование заключается в загрузке компьютера и выполнении одного из установленных приложений) оказалось, что проблема "переместилась" из одной системы в другую. Так как последним замененным компонентом был модуль памяти SO-DIMM, следовательно, источник проблемы выявлен! Этот метод не требует использования дорогостоящего оборудования (2 ООО долларов или более) для проверки модулей SO-DIMM или специального диагностического программного обеспечения. Ремонтировать такие компоненты, как модули памяти, экономически нецелесообразно, поэтому оптимальным решением будет замена неисправного модуля SO-DIMM.

Несмотря на несколько упрощенный подход, описанный метод зачастую является самым быстрым и простым способом выявления проблемных компонентов, чем и отличается от непосредственного тестирования каждого компонента, проводимого с помощью соответствующего диагностического оборудования. Вместо совершенно идентичной системы, предназначенной для заимствования тех или иных аппаратных компонентов, большинство специалистов используют набор так называемых заведомо исправных запасных частей. В этот набор входят ранее применявшиеся работоспособные компоненты, которые могут быть использованы для замены "подозрительных" элементов проблемной системы. Однако этот метод отлича-