Ultrabook技术解析

从26年前，东芝推出了全球第一台笔记本电脑T1100，到如今，笔记本电脑市场价值已经膨胀到数百亿美元。不过，在笔记本电脑未来的天际线上，正漂浮着几朵令人不安的阴云。

2011年

高性能、超轻薄的Ultrabook开辟了移动计算的新方向。

2008年

苹果推出Macbook Air，其轻薄和创新设计让人侧目。

2006年

东芝Portege R200成为当年的轻薄之冠，开启超轻薄新时代。

1998年

IBM ThinkPad 600成为最受欢迎的机型，开始衍生便携机种。

1995年

IBM ThinkPad 760CD放入光驱，掀开多媒体浪潮。

1990年

东芝Dynabook 5200C将彩色屏幕引入笔记本电脑。

1985年

东芝推出第一台笔记本电脑T1100，开启移动时代。

今年对于笔记本电脑来说是一个特殊的年份。26年前，东芝推出了世界上第一款笔记本电脑T1100，而迎来26周岁生日的笔记本电脑已经是拥有数十个品牌、数百个用户定位、成千上万个型号、拥有数百亿美元市场、举足轻重的IT产品。不过，笔记本电脑的26周岁生日注定不会顺心：此前两年，在Atom处理器出世之后，廉价的“上网本”就已经将原本利润丰厚的超便携型笔记本电脑挤得几乎无法生存；而就在去年，北京时间2010年1月28日凌晨2时，苹果总裁乔布斯正式宣布了iPad的诞生，在上网本、平板电脑乃至智能手机的威胁下，笔记本电脑做为个人办公娱乐平台的地位正面临着前所未有的挑战。

不过，笔记本电脑的前途并非一片黑暗。英特尔在年初的Computex 2011上提出了雄心勃勃的“Ultrabook”计划，性能指标直指MacBook Air，这一计划已经得到了华硕、惠普和索尼等行业巨头的响应，最早一批产品将在今年9月左右上市。借助计算技术、能源技术、半导体技术的关键进步，笔记本电脑正逐步将便携性、高性能和适中的价格结合得更加紧密。如今，笔记本电脑正处在一个微妙的发展时期，何去何从，这或许将决定它未来10年的命运。

笔记本电脑路在何方

笔记本电脑路在何方？这个问题不同的人将会给出不同的答案。至少从目前看来，笔记本电脑与台式电脑、平板电脑相比仍处主流地位，它的核心价值，也就是便携性和性能的高度统一，是指引笔记本电脑发展方向的路标。

轻薄之路――坚定不移的发展方向

如果说苹果引导了最近几年来个人随身数字装备（从MP3直到笔记本电脑）的发展潮流的话，恐怕不会有人提出异议。不过，与自家大红大紫的iPod和iPad相比，MacBook Air的开局并不算顺利，但它所代表的发展方向无疑是正确的：笔记本电脑应该是性能和便携能力结合得最好的平台，也就是说，轻薄化是笔记本电脑平台的大势所趋。

此前除了超轻薄类型产品外，笔记本电脑重量减轻的速度一直相当缓慢，以经典的ThinkPad T系列为例，T23的官方标称重量为2.5kg，从T40到T61，整整5代产品的官方标称重量都是2.2kg~2.3kg。此外甚至还出现过逆历史潮流而动的情况――比如在不给力且短命的Pentium 4 M时代，几乎所有的型号都出现了重量比上代产品增加的问题。不过，随着各类配件技术的进步，笔记本电脑的轻薄时代即将到来，以苹果的MacBook Air系列为代表的轻薄、高性能、超长待机时间的产品正在迅速成长，下文中笔者将针对这一技术趋势做深入的阐述。

高性能之路――仍有生存之道

多年以来，无论是以ThinkPad系列或惠普EliteBook W系列为代表的专业型笔记本电脑，还是以Alienware M系列为代表的游戏型笔记本电脑，头顶都闪耀着高端的光环，尽管售价已经下降了很多，但它们依然是普通用户难以问津的产品。

另一方面，技术的进步已经使得高性能笔记本电脑不必付出太多的重量和体积代价，这方面最佳的例子就是固态硬盘的出现和逐步普及。此外，尽管高性能的独立显示卡和处理器依然是耗能大户，也同样需要更好的散热，但新的处理器和显示卡的性能毋庸置疑更加强悍，节能性也显著增强。特别是以Sandy Bridge为代表的新一代处理器已经集成了性能相当不错的GPU，同时还保持着强悍的运算能力，这也使得独立显示卡不必随时运行，笔记本电脑的续航能力也能够进一步提高。无论如何，性能始终是笔记本电脑平台的另外一面，因此高性能之路也仍有生存之道。

廉价之路――未知的前途

不可否认的是，个人电脑的价格已经有了很大的下降，普通的笔记本电脑的价格已经下降到大约500美元，只有10年前的1/5。

价格是一把双刃剑。一方面，低廉的价格可以让更多用户享受到笔记本电脑，另一方面，廉价也使得大部分笔记本电脑丧失了自己的“个性”，同质现象越来越严重，不同品牌的同级产品除了外观不同外，再无自己的特色。廉价也同时牺牲了配件的品质，并对便携性和性能造成不利的影响，如采用12mm而非9mm厚的光驱、采用较厚重的屏幕而非超薄的屏幕等等。

笔记本电脑价格继续下降的空间已经不大，平板电脑的强势，已经使得上网本几乎陷入停滞之中，但笔记本电脑与平板电脑是两类不同的平台，与上网本的功能重叠更大。在500美元以下的市场中，笔记本电脑将如何发展，目前还有待观察。

墨守成规之路――黯淡的结局

进入2011年以来，技术的进步可能将给笔记本电脑带来一些革命性的变化，其中包括融合了CPU和GPU的崭新处理器，逐渐普及、性能越来越强悍的固态硬盘，超高速的外部接口，高清晰度且省电的屏幕，能量密度更高的电池以及全新的操作系统等等。同时，光存储系统的作用越来越小，扩展插槽也逐步淡出历史舞台，省去这些设备可以节约可观的空间和一定成本。这也是英特尔开始力推轻薄、高性能并且价格在1000美元以下的“Ultrabook”的理由。

笔记本电脑平台的发展需要设计师、配件厂商、零部件供应商、软件和操作系统供应商的共同努力，在这个变革的时代，墨守成规就意味着灭亡之道。7月中旬，苹果宣布了MacBook的停产，此后它的笔记本电脑产品线中将仅剩下面向轻薄的MacBook Air和面向较高性能的MacBook Pro，或许从苹果的动态中我们可以看出一些端倪。

Ultrabook――新热点

随着第四代MacBook Air的推出，Ultrabook的概念也逐渐升温。业界普遍认为，Ultrabook是PC机对抗越来越强势的MacBook Air的必然选择。

Ultrabook的主要特征

英特尔在Computex 2011上描绘了Ultrabook的主要特征：它是结合了笔记本电脑和平板电脑优点的轻薄型高性能产品。首先，Ultrabook是一类笔记本电脑，如同英特尔中国区总裁杨叙评价的那样，笔记本电脑适合用于创造内容，而平板电脑则更适合享受内容，而Ultrabook显然符合前者的定义，性能也比平板电脑高得多。其次，Ultrabook拥有平板电脑的优点，它的重量和尺寸比平板电脑稍大，但移动性同样优秀。同时，Ultrabook也能保持一个月左右的待机时间、5~7小时的使用时间和即开即用能力。实际上，第一代Ultrabook的性能非常接近MacBook Air的特征，它们与MacBook Air属于同一个种类，也是竞争对手。

Ultrabook的定位

Ultrabook是在IT科技发展到一定程度之后，部分主流笔记本电脑将会进化到的一种形态，甚至连MacBook Air，也不过是同样形态的苹果式表达而已。尽管MacBook Air非常受欢迎，但它的软件平台毕竟是Mac OS，对于大多数习惯于Windows的笔记本电脑用户的吸引力还不够强，如果能够推动其他厂商借鉴苹果的经验，那么Ultrabook将会拥有更为庞大的用户群体和良好的发展前景，做为这类笔记本电脑唯一的处理器供应商，英特尔显然乐于见到这个结果，当然也包括苹果MacBook Air的进一步热销，而ARM处理器则受限于性能而无法染指这一平台。

对于平板电脑而言，Ultrabook的尺寸和重量都比它大，定位也明显更高，用途更不一样，因此二者的竞争关系并不明显，正如同iPad和MacBook Air的区别。对于现代人士来说，同时拥有Ultrabook和平板电脑也是很平常的事情，二者一个用于创造内容，一个用于享受内容。

Ultrabook的发展

英特尔认为，Ultrabook可能经过数展才能够成熟并最终为用户所接受。英特尔把Ultrabook的发展分为3步：首先从目前开始，利用第二代超低电压Core i系列处理器按照参考设计搭建Ultrabook。第二阶段则围绕22nm工艺的Ivy Bridge处理器和Chief River平台展开，USB 3.0接口和Thunderbolt技术将得以应用。第三阶段则将会应用英特尔的Haswell处理器，节电性更佳，性能也更强悍。

英特尔已经提供了一系列Ultrabook的参考设计，并进行了物料成本匡算，最终Ultrabook的销售价格将被控制在1000美元之内。

即将上市的Ultrabook

目前，华硕、联想等厂商已经开发了多款Ultrabook，预计从9月份开始逐渐上市。华硕的UX21是一款11.6英寸的Ultrabook，采用全金属外壳，重量大约1.1kg，续航力大约6~7小时。在Computex 2011上，已经有不少媒体人士和参观者把玩了这款产品。另一款13英寸的UX31在规格上比前者略高，并拥有读卡器。联想则推出了IdeaPad U300s，也是一款13英寸机型，但似乎并未如华硕那样采用了全铝合金机壳，而是采用了A壳和D壳为铝合金、B壳和C壳为复合材料的材质。宏基的13英寸Ultrabook则被命名为Aspire 3951，是一款13英寸、全铝合金外壳的产品，重约1.4kg，大部分接口和散热口被设计在背部，它预计在今年第四季度上市。同样准备在第四季度上市的是惠普和戴尔的Ultrabook，但目前我们还不知道它们的具体信息。

Ultrabook的关键技术

英特尔乐观地预计，到2012年底，Ultrabook的销量可以占到笔记本电脑市场的40%。那么，Ultrabook真的能够如此成功吗？我们来分析一下它的几项关键的技术。

处理器

在处理器层面上，英特尔最新的低耗电移动处理器是所有轻薄型笔记本电脑的选择，无论是MacBook Air还是Ultrabook莫不如此。Sandy Bridge处理器将CPU、GPU和视频处理等功能原生集成，并保持了相当不错的能效比，而下一代Ivy Bridge处理器则是在前者基础上进行改进，预计于2012年上半年正式上市。

Ivy Bridge处理器达到10亿个晶体管，但在内部架构上与上一代Sandy Bridge相比并不会有太大的变化，最大的改进是采用22nm工艺和三栅极晶体管，这是一个革命性的进步。同时，它的GPU部分最多可以拥有16个执行单元，并支持DirectX 11、OpenGL 3.1、OpenCL 1.1、独立三屏幕输出、HDMI 1.4和DisplayPort 1.1等特性。除此之外，它还支持PCI-E 3.0、低压的DDR3L-1333内存等特性，配用的芯片组Panther Point则原生支持USB3.0。移动处理器规格方面与Sandy Bridge一致，最高性能的处理器为四核，TDP为55W，节能型低电压版TDP则为17W，但运行频率将更高。英特尔预计，Ivy Bridge将会带来20%~30%的性能提升。

关于Ivy Bridge的下一代产品Haswell，目前还没有更多的消息传来，只知道它将支持AVX 2.0和可配置的TDP技术。我们有理由相信，移动版Haswell处理器将会更适合超轻薄和高性能的应用，这是一个利好消息。不过，对于Ultrabook和MacBookAir而言，处理器是公平的――英特尔不会对苹果停售这些处理器，也不会特地针对Ultrabook强化。

固态硬盘

固态硬盘的成本正缓慢而不可逆转地下降。可想而知，Ultrabook平台将是固态硬盘下一个即将完全占领的领域。苹果MacBook Air的固态硬盘供应商为三星和东芝两家，持续读写速度可以达到200MB/s以上。其独特的“模块固态硬盘棒”设计比传统的1.8英寸和2.5英寸固态硬盘重量和体积都更小。

目前我们还不知道Ultrabook的固态硬盘采用何种形态，或许这方面的规定并不严格，面向极致轻薄的产品可能会与MacBook Air一样采用扩展插卡的形式，而标准的1.8英寸外形产品也会在要求不那么高的机型中应用。不过对Ultrabook来说，固态硬盘是少数可以更换的组件之一，即使是MacBook Air，也有东芝的Blade X-gale、采用SandForce主控的OWC Mercury Aura Pro Express以及银箭PhotoFast可以选择。如果英特尔开放固态硬盘规格，则可能成为Ultrabook的制胜杀手锏之一。

超高速接口和互联技术

Thunderbolt接口绝对可以算做是第四代MacBook Air的一大亮点，这也是英特尔的一大胜利。2011年2月，英特尔了Thunderbolt接口，Thunderbolt融合了PCI-E数据传输技术和DisplayPort显示技术，采用专用控制芯片驱动，通过PCI -E与DisplayPort总线与系统芯片组相连，可提供双通道10Gb/s的传输速率。其中PCI-E用于数据传输，DisplayPort则用于显示信号传输。如果采用硅光子学技术和光纤连接，可以达到最高双路100Gb/s的传输速度，并将传输距离由目前的3m扩展到100m之内。Thunderbolt不会取代USB3.0，二者的关系是互补的。很显然，Thunderbolt接口也将在Ultrabook上出现，并进一步扩展到所有的笔记本电脑平台。

在远程和近程无线连接方面，由于Wireless USB一直没有结果，而无论WHDI和Wireless HD等技术又有一定专属性，因此未来Ultrabook的高速无线连接技术目前还不明朗。这也将是未来数年发展的重点。

外壳和散热技术

铝镁合金是Ultrabook最为理想的外壳材质，MacBook Air的铝镁合金一体式外壳不但外观非常优美，还能够为整个系统提供强固的保护。不过，由于一体式外壳的加工非常困难，只有少数厂商拥有此类精密的数控加工技术，而其产能大部分已经被苹果所垄断，因此第一代Ultrabook的外壳竟成为它发展的瓶颈之一。流行的外壳材质中，玻璃纤维增强树脂材料成本较为低廉，但单位体积的强度不如铝镁合金，而且散热性较差；碳纤维增强树脂可以保证一定强度，但成本并不低，特别是在制作外壳这种较为复杂的产品时，模具的设计和加工也提高了不少成本。钛合金的价格太高，加工比铝镁合金更困难，预计成本1000美元以内的Ultrabook根本无法采用。鉴于外壳的困境，第一代Ultrabook采用铝镁合金+增强树脂的外壳方案较为合适，非一体成型的铝镁合金的顶盖和底壳加工成本低廉，也能够起到散热作用，而非重点部位的树脂基复合材料可以进一步降低成本。

想要采用高性能的处理器和显示核心，强悍的散热设计也必不可少。为了取得超越MacBook Air的性能，部分Ultrabook可能会牺牲一定的移动性和外观，使用性能更强的移动版Core i7处理器，这就对散热提出了更高的要求。不过，自从热管散热技术应用以来，近年来移动平台的散热技术并未出现革命性的变化，一些新技术，如固态风扇技术，离实用化还有一段距离。我们也期待着散热技术的革命能够让Ultrabook的性能更上层楼。

扩展和附件技术

想当年，Wintel联盟正是凭借灵活的扩展性和可选择性用PC击败了苹果的Mac，不过时过境迁，在笔记本电脑，特别是Ultrabook平台上，可扩展性和轻薄便携之间已经产生了相当大的矛盾。二者相权，苹果选择了牺牲可扩展性；而对Ultrabook阵营来说，是否保留一定的扩展性成为了两难的问题。一方面，保留可扩展性可以吸引希望能够升级自己电脑的用户，采用标准零件更可以降低成本；但另一方面，便携性也会受到损害。如何在通用性和扩展性以及便携性之间取得平衡，将是英特尔和相关厂商今后关注的重要问题。

此外，苹果还拥有大量的可扩展附件，而目前大部分笔记本电脑厂商的可扩展附件甚至不能相互通用，英特尔应该在规划Ultrabook平台的同时，进一步推进可扩展附件的标准化，如基于Thunderbolt技术的高性能扩展坞和外置存储附件、外置式或模块式锂电池等等，这将为Ultrabook提供更强的竞争力。

电源和节能技术

由于传统的18650锂离子电池的直径已经达到18mm，在Ultrabook中难以应用，因此Ultrabook多采用不可更换的锂聚合物电池。从历代MacBook Air的电池容量进步来看，目前35Wh和50Wh的电池组在重量和续航时间上已经取得了很好的平衡，500~1000次的循环次数也基本满足电脑全寿命周期（3~5年）的需求。不过，锂电池的正负极材料还有相当大的潜力可挖，在未来2~3年内，容量仍可望提高20%~30%，可循环次数提高到1000次以上，为Ultrabook的续航力提供更好的保障。

除了开源之外，节流更是必不可少。在处理器层面，英特尔将进一步强化节电能力，同时选择能耗更低的液晶屏幕、固态硬盘和内存等组件。同时，Ultrabook平台还强化了节能状态下的客户体验：Smart Connect技术允许Ultrabook在休眠模式下仍可在后台更新Web应用程序，比如email客户端和Twitter、Facebook应用，用户不必为了接收最新信息而使电脑保持在打开状态。Rapid Start技术则是一种快速启动技术，将休眠前的数据保存于闪存中，从休眠中可以即刻恢复到正常工作状态。

软件平台技术

操作系统的易用性一直是苹果系列产品的优势，随着第四代MacBook AirMac OS X Lion操作系统则更进一步巩固了这一优势，令苹果电脑的易用性如同iPad一般。比如Multi-touch多重触感操控，MacBook Air的触控板可以完成比普通笔记本电脑的触控板更多的操作。此外，它还拥有Mission Control、Launchpad、AirDrop等功能，这些都令Windows 7相形见绌。此外，Mac OS X对系统资源的占用也更小。经过了不成功的Windows vista和救急的Windows 7，如果Windows 8能够实现更多满足移动应用的功能，Ultrabook将会由此受益。

此外，有消息称，无论是微软还是苹果都在致力于将平板电脑和个人电脑的操作系统统一起来。微软将在Windows 8中加入对ARM处理器的支持，而苹果也在Mac OS X中加入了触摸功能，看起来这是一件相当完美的事情，但也许需要5年以上的时间来完善，当软件平台大一统之后，平板电脑和Ultrabook之间恐怕将面临更直接的竞争。

开启新蓝海

Ultrabook不仅满足了用户对移动能力和性能的双重需求，并且开辟了新的笔记本电脑市场空间，让高高在上的边缘化产品，成为市场的主流。从这个角度上来看，Ultrabook可谓前途无量。

引领时代潮流的MacBook Air

有时候我们不得不赞叹苹果丰富的想象力和果断的行动力，如今MacBook Air正沿着它同门兄弟的成功之路前进。最新的采用Sandy Bridge处理器的MacBook Air笔记本电脑已经是这一系列的第四代产品，设计上完全成熟，性能则更上一层楼，价格也更为亲民。目前在Apple Store中，最便宜的11英寸型号为999美元，13英寸型号为1299美元，其他厂商在第一代MacBook Air推出3年多之后还没有类似的产品。

MacBook Air一个重要的特征是极至轻薄，第一代产品就达到了3.0磅（约合1.36kg）的重量，11英寸产品则仅有2.3磅（约合1.04kg）。最新的MacBook Air的重量指标则是11英寸2.38磅（1.08kg），13英寸2.96磅（1.34kg）。

在轻薄之外，MacBook Air的性能也不容小觑。第二代和第三代MacBook Air（13英寸型号）分别采用了NVIDIA GeForce 9400M/320M独立显示卡，而第四代产品则是置于处理器中的Intel Graphics HD3000。随着固态硬盘技术的进步，MacBook Air的磁盘性能（采用三星主控芯片）也有了较大提升，这使得它们的性能凌驾于市场大部分产品之上。更加值得一提的是Thunderbolt接口，它是一种“万用接口”，能够提供12倍于USB2.0的传输速度和10W的外设供电能力。

MacBook Air还拥有超强的待机能力。MacBook Air3/4装备了35Wh（11英寸）和50Wh（13英寸）的锂聚合物电池，足以保证5~7小时的使用时间和1个月的待机时间。借助快速待机恢复技术，几乎可以与iPhone和iPad一样做到即开即用，使用十分方便。

拆解后的MacBook Air4 13英寸笔记本电脑。