訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

時下的4000~6000元筆記本市場,輕薄本早已成為中流砥柱之一,但從設計的角度來看,從2011年底英特爾丟出超極本概念之後,足足用了5-6年,才完成了從上至下的輕薄本設計普及。但問題來了,下放雖然做得很好,但上限有沒有跟著提高呢?先來看這樣一款輕薄本:

13.3英寸、體重1.2kg、厚17mm、下沉式屏幕墊腳,在打開屏幕時自動墊起機身;搭配專用外置顯卡盒、顯卡盒還內置光驅/USB/HDMI/VGA擴展功能、有專用外掛電池、採用35W TDP標準電壓處理器(內置45Wh電池續航7小時/加上外掛電池14小時);碳纖維外殼、鋁製腕託、PCB板為全單面設計、內存/固態硬盤專用型設計、雙風扇雙熱管散熱……

怎樣,從各方面來看都可以說是眼下輕薄本的巔峰級設計吧,不過,這檯筆記本叫索尼VAIO Z2,發佈於2011年6月,甚至比英特爾提出“超極本”概念還早了近半年,它的外置顯卡採用的是Light Peak技術,也就是我們現在耳熟能詳的雷電接口,這是它在Windows筆記本上的第一次現身,當時Thunderbolt雷電是專為蘋果Mac設計,換個名字主要是為了便於區分,當然後來也就大一統了。

不過在設計上索尼跟蘋果的思路不同,蘋果是把接口集成在Mini DP,後來的通用的雷電2也都是如此,但索尼則是放到了USB3.0接口裡,但內部使用光纖連接以保證速度,當然這都是小細節了。

看看它的內部設計吧:

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

可以看到一些歷史性的設計觀念差異,比如上圖是打開底蓋後的Z2,你會發現它的單面PCB其實是朝上,也就是元器件佈局面向鍵盤,而不是像現在的輕薄本那樣元器件朝底部佈局,這是當時幾乎所有筆記本的設計共性,有一定的時代背景。想要維護就得把鍵盤面給拆下來,也就是這樣:

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

可以很明顯地看到,它的佈局非常緊湊,內存採用專用型設計,無法自行更換,固態硬盤看起來只有一塊,但實際上是直接組建了RAID 0,換言之也是專用型設計。2條熱管有1條覆蓋到了PCH,這個設計在現在也是沒有的。

我想表達的意思是:2011年的輕薄本設計上限,和2018年的今天你很難找出設計數據上的區別。當然,現在的集成化程度明顯更高:比如像Z2的Light Peak飛線在當前的筆記本里幾乎不會看到,實現同規格的輕薄不需要專用型設計,可採用通用型元器件來降低成本,而且現在我們有微邊框等更視覺系的設計、製程更先進性能更強大(Z2的雙核心i5 2450M為32nm製程,達到35W TDP,當下的i5 8250U為四核心,14nm++和15W TDP)。但從內裡來看,在採用更低TDP散熱模組和CPU的情況下,超越前輩的設計卻遲遲沒有出現,反倒因為散熱規格的下降+核心數量的增加,讓英特爾8代低電壓處理器在不同設計上有著非常劇烈的性能差,導致“買i7不如買i5”這種怪相的出現。

那麼,當代高端輕薄本的設計是怎樣?我就用一臺剛入手、還算有點代表性的產品來說說吧,這是一臺有i5 8250U+8GB+256GB的獨顯輕薄本,13.3英寸、體重1.1kg,厚14mm,同樣是可以墊起機身的下沉式屏幕轉軸,而且有足足2個雷電3接口。從外形規格來看與2011年的索尼VAIO Z2比較類似。

那麼它的內部設計是如何?

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

可以看到它的結構簡單非常多,沒有多PCB,少了很多飛線,也不是極客精神氾濫的單面佈局,換言之就是成本低了非常多。它的聚合物電池幾乎佔了一半的空間,但為了做薄,所以容量只有50Wh,在能量密度上沒有達到目前的頂級水平。

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

放大一點來看,它的內存是依然採用了集成式的設計:三星LPDDR3-2133,單顆2GB/16bit,總計4顆。集成化的目的是降低機身厚度,不過它的固態硬盤是通用性M.2 2280設計,在前面那張照片的右側可以看到。除此之外第二張圖是無線網卡模塊,它也是集成式設計,體積明顯更小。

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

而15W TDP也就意味著它可以只使用單風扇單熱管,但低TDP並不等於溫度不高,也不等於性能不濟,這是兩個比較典型的誤解。像戴爾XPS 13這種猛人就會不顧一切的跑到25W去,溫度雖然高但性能也很高,而有些輕薄本的策略就要保守很多,性能就相對較低,這也是為什麼8代低壓處理器在不同機型有不同性能的根本原因。

那我手裡這臺輕薄本,性能是這樣的:

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

喜聞樂見的R15,這個測試項目我也聊過許多次:過於短平快,娛樂性相對較強。我這臺輕薄本在多核測試功耗基本在28W左右,頻率也可以跑到3GHz,測試過程中溫度超過90度,可算是鐵血真漢子,近600的得分在我所知的i5 8250U筆記本測試裡算是中上的成績,超越了45W TDP的i5 7300HQ(四核四線程),但後者的溫度明顯更低。I7 8750H常態下可以跑1000-1250分,而一些生猛的狠角色搭載i5 8250U可以飈到700多去,所以我今天測試的這臺不算是最好,但也說得過去,有一定代表性。

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

WinRAR相對要常用一點,可以看到溫度其實不高,只有72度,但頻率下降到了2.3-2.6GHz,不過長時間測試的穩定性很好,這個項目我個人覺得還不錯。搭載雙通道8GB LPDDR3-2133內存的情況下可以跑6500KB/s,相對而言,單通道8GB DDR4-2666內存的i7 8750H在2.2GHz默頻下可以跑8500KB/s。

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

Corona 3.1 CPU渲染測試裡,它的i5 8250U也沒有掉到1.6GHz的基準頻率去,依然有2.1GHz的平均水平,功耗一直維持在10W左右,70度出頭的溫度也不高。渲染花了487秒,i7 8750H這個項目的測試成績在200秒左右。

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

最後是烤機,它的策略很簡單:接近30W的功耗3GHz、在接近100度的溫度下硬剛1分鐘左右,旋即進入佛系模式,功耗下調到10W,頻率1.8GHz,溫度掉到67度左右,雖然看上去我只測試了10分鐘,但實際上後來跑了2小時也是這樣(忘了截圖……)。而事實上這也是絕大多數輕薄本會採用的散熱策略,畢竟長時高負載不是它的主要應用方向。綜合前面的簡單測試來看,性能釋放做得其實也還過得去,基本可代表高端輕薄本設計的性能水準。

顯然,目前我們已經進入到輕薄本的設計成熟期,到了該收割市場的時候,如果按部就班的來看,下一個設計突破期可能還得等上2~3年,但又有一個問題接踵而至,下一個突破期還會是以英特爾為主心骨麼?

ARM不會同意這個說法,我也不一定會認同。

最近有新聞曝出高通驍龍1000系列將會是ARM陣營真正第一款針對筆記本平臺推出的SoC方案,TDP 12W,主打輕薄本領域。而關於ARM PC的話題,我只想講一個關鍵性的問題:在PC端,ARM很弱麼?

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

一直以來大家的印象是ARM專注手持設備,很難在性能上與x86一較高下,屬於較弱的一方。從現有架構的角度來說確實如此,ARM A75的重排序緩衝條目、前端解碼寬度、向量指令寬度、後端執行端口數量只能跟10年前的45nm Nehalem架構相比,遠遠不是現有Skylake的對手(Coffee Lake等不算新架構)。但這並不意味著ARM不能做高性能,因為還是從架構來看:ARM和x86都是取指、編譯、訪存、執行、寫回的流水線,級數也十分接近,幾乎是我中有你你中有我(當然,關鍵性的不同點依然存在,比如內存模型),這40年來CISC和RISC早已是互相學習借鑑得七七八八,蘋果和三星都就可以設計出部分規格領先於英特爾架構的產品。

所以,ARM現在的“弱”,癥結並不是硬件和指令集,而是功耗,還停留在個位數功耗的ARM一旦放開限制,它的性能會隨著規模的增大而有一個質的起飛,類似的事情英特爾自己就幹過,當年血拼高頻的NetBurst架構奔四失敗後,英特爾以基於低功耗設計、為筆記本研發的Basias架構為基礎,放開功耗限制,催生了初代和二代酷睿。結果就是性能爆發,功耗依然控制得當,一舉把英特爾又攬回正軌。而與之類似的驍龍1000也因此可能會成為一個新的開頭,在20mm x15mm的封裝下實現全功能SoC。可以負責任的說,ARM PC至少在硬件端是未來可期的,一定會輕薄本設計再一次進化的源動力之一。

訪古論今,解析輕薄筆記本的未來走向

不過,ARM PC亟待解決的是編譯效率的問題,即便是當下已有的驍龍835筆記本,在GeekBench裡也只能跑單核不到900分(i5 8250U可以超過4000分),但在安卓手機上這顆SoC可以輕鬆跑過2000分,為什麼會有這麼明顯的性能縮水?原因在於當下的ARM Windows PC本質上運行的是虛擬機,而異構指令集、同構操作系統的虛擬機,CPU性能需要達到目標機型3-5倍才能實現性能還原,換言之在安卓上跑2000分的835,在Windows 10上跑400-650分實屬正常,但居然能到接近900分,這說明微軟的優化已經相當牛X,可以說是竭盡全力(翻譯專利註冊的ISA這事兒其實有專利風險,英特爾也不止一次強調過這個問題,不過高通和微軟還是打到了擦邊球,但因為內存模型的區別,性能折損不可避免,只是幅度的差異)。

當然,從整個系統的角度來看,USF比不上NVMe、LPDDR比不上DDR,與此同時還沒把GPU的事兒給納入進來,還有異構編譯效率的問題……所以現有的方案很容易在性能體驗和價格上被吐槽。而且ARM PC一開始就不是為便宜而來,雖然驍龍845的成本價也不過500多元,比動輒1500以上的8代低壓處理器便宜多了,但研發、模具、功能設計的成本都不便宜(而且一開始產能低、攤銷高),市場伊始也不能把基調定得太低,以後的SKU彈性會變得很小。但真正for PC的ARM SoC我覺得應該會是前途光明,不僅性能可期、LTE也會普及到筆記本上,續航時間會明顯延長、再加上Windows系統先天的多任務特性,以及一直以來不斷優化的快速響應機制……所以,至少在可預見的未來,輕薄本領域是一定會有好戲可看的,不信走著瞧吧。


分享到:


相關文章: