Как устроен планшетный компьютер?

Планшетный компьютер — это увеличенный КПК с возможностью персонального компьютера, даже на первые планшетники ставили Android предназначенный и разработанный для коммуникаторов. Попадаются странные компании, которые пытаются установить на свои планшеты Windows 7, но не понятно — на какую целевую аудиторию они рассчитаны. При первом взгляде на планшет кажется, что внутри тонкого корпуса находится минимум деталей, но это впечатление обманчиво. Современный планшет являет собой не что иное, как полноценный компьютер. Кроме дисплея и аккумуляторной батареи, он обладает всеми полагающимися компонентами: центральным и графическим процессорами, оперативной и постоянной памятью, звуковой подсистемой, модулями беспроводной связи и прочими интерфейсами.

Корпус

Для производства корпусов для планшетных компьютеров, в основном, используют два материала: пластик и алюминиево-магниевый сплав. По тактильным ощущениям пластмассовые корпуса планшетов могут существенно отличаться: от практичного резинаподобного покрытия, немаркого и устойчивого к царапинам, до гламурного глянцевого пластика, ужасно скользкого, который еще и заляпывается пальцами, тем самым быстро теряет свой изначальный вид. Еще больше различается цветовое оформление корпусов: дорогостоящие модели для деловых людей, как правило, окрашены в строгий черный или серый цвет, а сравнительно недорогие «таблетки» для детей и молодежи пестрят всеми цветами радуги, что призвано вызывать непреодолимое желание купить сей продукт. Кроме того, существуют планшетные ПК практически не восприимчивые к повреждением — для любителей экстремального отдыха, облаченные в стойкий к влаге и ударам корпус.

Аккумулятор

Планшеты имеют больше общего со смартфонами, нежели с ноутбуками, ведь на одном заряде батареи в режиме ожидания они способны проработать несколько суток, не теряя связи с Интернетом. В большинстве случаев используются литий-ионные аккумуляторы, которые не поддаются замене без полной разборки планшета. Но и здесь бывают исключения: например, на задней панели Huawei S7 находится отсек, позволяющий при необходимости быстро заменить батарею. Семидюймовые планшеты, питаются от аккумулятора емкостью 2200-4400 мА*ч, тогда как 10-дюймовые- от более емкого, на 4400- 6600 мА*ч.

Заряжать от компьютера можно далеко не все планшеты, даже если они имеют порт USB. Для зарядки аккумулятора столь большой емкости , которая в разы больше, чем у среднестатистического смартфона, необходима сила тока 1,5-2 А, а выдать ее способно зарядное устройство, работающее от бытовой электросети.

Сенсорный экран

И в дешевых китайских  и топовых брендовых планшетниках, важнейшим компонентом является сенсорный экран, ведь он не только отображает картинку, но и воспринимает команды пользователя.  Большинство современных планшетных компьютеров имеют дисплей с диагональю от 7 до 11,6 дюйма. Но есть и исключения, от 5-дюймовых мини-планшетов, которые без труда поместятся в кармане рубашки или брюк, до 15-дюймовых гигантов для промышленного применения.

Сенсорные экраны планшетов делятся на два основных типа: резистинные и емкостные (см. Можно трогать. Начало сенсорного бума, принцип работы, резистивного, емкостного, сенсорного экрана). Резистинные воспринимают непосредственно нажатие, которое изменяет сопротивление элементов. Они реагируют на нажатие как пальцами, так и пером , но не слишком чувствительны, быстро царапаются и чересчур подвержены механическим повреждениям.

Емкостные экраны воспринимают утечки перемениого тока во время контакта с человеческим телом. Поэтому они не реагируют на нажатие обычным пером или Сравнение контрастности, глубины черного цвета и углов обзора матриц MVA, SupeгAMOLED и TN рукой в перчатке, зато их можно покрывать твердым пластиком или закаленным стеклом , что делает экраны устойчивыми к физическим повреждениям. Ни о защитной пленке, ни о чехле для переноски в данном случае можно не беспокоиться. Есть экраны устойчивые к царапинам, которые даже отвертке не подвластны.

Экраны могут покрываться специальным составом, частично предотвращающим появление световых бликов и отпечатков пальцев. Хотя все же рекомендуется на всякий случай обзавестись салфетками из микрофибры для протирки экрана и прочих глянцевых поверхностей планшетного компьютера. Кроме того, емкостные экраны способны воспринимать несколько одновременных касаний (от двух до двадцати), что позволило реализовать сенсорное управление при помощи нажатий и жестов, выполняемых пальцами.

Помимо типа сенсорной панели экраны могут существенно отличаться зернистостью, яркостью, контрастностью и углами обзора. В планшетниках низшего ценового сегмента устанавливаются недорогие жидкокристаллические матрицы типа TN, точно такие же, как в ноутбуках и дешевых мониторах. Главным недостатком ТN-матриц являются небольшие углы обзора: при наклоне планшета изображение инвертируется или темнеет. Такие дисплеи явно не годятся для просмотра фотографий или фильмов в компании, но для индивидуального использования вполне подходят.

В планшетных компьютерах среднего и высшего ценового сегмента применяются более качественные матрицы стандартов MVA, PLS и IPS. Они выигрывают у TN практически по всем показателям: яркости, контрастности и особенно углов обзора. Да и разрешение у них, как правило, выше: 1024х600 при диагонали 7 дюймов и 1280х800 при 10 дюй мах. Чтобы разглядеть отдельные пикселы на таком дисплее, придется хорошенько присмотреться.

Новым этапом развития планшетных ПК должны стать дисплеи SuperAMOLED, которые из-за ограниченной диагонали (до 5 дюймов) пока используются исключительно в смартфонах. К преимуществам таких матриц можно причислить умение отключать пикселы, которые в конкретный момент времени должны быть окрашены в черный цвет. Это позволяет не только отображать глубокий черный цвет, как у старых ЭЛТ-мониторов, но и экономно расходовать заряд батареи.

Производительность

В случае планшетов центральный и графический процессор следует рассматривать как единое целое, ведь они реализованы на одном кристалле (так называемая система-на -чипе). Подобный чип включает в себя еще и аппаратный видеодекодер и контроллер оперативной памяти. Процессары архитектуры х86, которые применяются в настольных компьютерах и ноутбуках, большая редкость на рынке планшетов, тем не менее иногда встречаются представители семейств Intel Atom, Intel Core ULV и AMD Brazos. Но единственным х86-чипом, специально проектировавшимся для таблеток, является Intel Atom Z670 с кодовым именем Oak Trail. К сожалению, он не может похвастаться высокой энергоэффективностью, потребляя при максимальной нагрузке 3 Вт против 1 Вт у среднестатистического чипа архитектуры ARM, и потому требует активного охлаждения. Но Oak Trail все же имеет право на жизнь, ведь многие пользователи нуждаются в программ нам обеспечении, которое работает исключительно в среде Windows.

Ассортимент ARM-процессорав гораздо шире: на рынке планшетников мирно уживаются сразу три поколения чипов-ARM 11, Cortex А8 и Cortex А9, покрывающие все без исключения ценовые сегменты. А на подходе ARM -чипы четвертого поколения — Cortex А15, которые среди прочих нововведений должны привнести 64-битную адресацию памяти. Выбирая планшет, нужно помнить, что при одинаковой тактовой частоте Cortex А9 в процессорном бенчмарке Linpack примерно вдвое опережает по производительности Cortex А8 и впятеро ARM 11.

Одноядерного процессара архитектуры ARM Cortex А8 вполне хватает для большинства задач, включая просмотр веб-страниц с flаsh-содержимым и воспроизведение видео высокого разрешения. Но если вы берете планшет на перспективу, не поскупитесь на модель с двухъядерным, а то и четырехядерным процессаром ARM Cortex А9 и тактовой частотой в районе 1,5 ГГц. Не теряет актуальности старое, как дискеты, правило: процессорной мощи никогда не бывает много.

Самой массовой системой на чипе для планшетов по вполне понятным причинам является двухъядерная Apple А5 с тактовой частотой 1 ГГц. Ее можно назвать ярким примерам мобильных процессаров будущего, которые содержат несколько вычислительных и графических ядер для параллельного выполнения множества задач. Не менее интересные решения предлагает компания NVIDIA, чьи видеокарты завоевали мировое признание. Чип Tegra 2 стал основой огромного числа моделей планшетных компьютеров. Еще большую популярность должен обрести процессор NVIDIA Tegra 3, построенный по схеме 4+1. Четыре ядра архитектуры Cortex А9 активизируются только в ресурсаемких приложениях, а для решения несложных фоновых задач используется энергоэффективное пятое ядро. Довершает картину мощнейшее из существующих графическое ядро NVIDIA GeForce ULP с двенадцатью унифицированными шейдерами.

Память и звук

В отличие от ноутбуков, в которых оперативная и постоянная память являет собой съемные модули, в планшетах чипы ОЗУ и ПЗУ впаяны непосредственно в материнскую плату и не подлежат замене.

ОЗУ
Оперативная память представлена микросхемами станд арта DDR2 или DDR3 с более низким, чем у десктопов, энергопотреблением. Преобладающее большинство современных планшетных компьютерв оснащаются 512 или 1024 Мб ОЗУ. На рынке все еще встречаются ультрабюджетные модели с 256 Мб ОЗУ, но такого объема уже недостаточно для комфортной работы. Операционная система Windows 7 потребляет больше системных ресурсов, чем Apple iOS и Google Android, поэтому планшеты, работающие под ее управлением, о снащаются 2 или 4 Гб ОЗУ.

ПЗУ
В качестве постоянной памяти используются флэш-чипы — точно такие же, как в твердотельных накопителях и съемных дисках. Для мобильных операционных систем вроде iOS и Android вполне достаточно 4 Гб ПЗУ при наличии дополнительного разъема для карт памяти формата microSD. Для Windows 7 необходимым минимумом считается 16 Гб.

Звук
Поскольку многие пользователи покупают <<Таблетки,> именно в качестве удобной платформы для мультимедийных раз влечений, звуковая подсистема играет немаловажную роль. Аудиоконтроллер может быть интегрирован непосредственно в систему на чипе или же представлен в виде отдельной микросхемы. Высокого качества звучания от встроенных динамиков ждать не стоит, зато хорошие наушники позволят добиться приемлемого результата. Одни модели оснащены встроенным микрофоном для голосового общения, другие позволяют подключить 3,5-мм проводную гарнитуру или Вluеtооth наушники.

Разъемы и гнезда

Связь планшета с внешним миром осуществляется при помощи беспроводных интерфейсов: модуль Wi-Fi устанавливается в обязательном порядке, тогда как 3Gмодем и Bluetooth-aдaптep — опционально. Из-за большой диа гонали экрана планшетные компьютеры удобно использовать в роли автомобильных навигаторов, поэтому модели среднего и высшего ценового сегмента, как правило, оснащаются GPS. Зачастую используются гибридные конфигурации, когда 3G-модем встроен непосредственно в систему на чипе, а адаптер Wi-Fi спарен с Bluetooth и GPS. Кроме того, загружать файлы с настольного компьютера на планшет можно посредством USВ-кабеля. Для подключения Apple iPad и некоторых других моделей планшетов в качестве съемного диска придется установить специальное программное обеспечение.

В придачу ко всему вышеупомянутому планшетные компьютеры оснащаются разнообразными портами и датчиками. Видеовыход HDMI позволяет транслировать изображение высокого разрешения на телевизор или проектор. Акселерометр отвечает за автоматическое переключение между альбомной и портретной ориентацией картинки на экране, а в играх превращает планшет в подобие руля автомобиля или штурвала космического корабля. Датчик освещенности дает возможность раз и навсегда избавиться от рутины ручного изменения яркости экрана. Камеры обычно устанавливаются парами: фронтальная для видеоконференций и тыловая для фотоснимков. По правде говоря, использование далеко не маленькой таблетки в качестве фотоаппарата можно назвать весьма спорным решением.

Операционная система и программы

Программная платформа планшетного компьютера играет не меньшую, а может, большую роль, чем аппаратная. Именно от нее в немалой степени зависит удобство использования того или иного планшетника, а значит, и ее коммерческой успех. В данный момент диктуют моду платформы Apple iOS и Google Android. Это двоевластие лишь самую малость разбавляет операционная система Microsoft Windows 7; встречаются и провалившиеся на рынке НР webOS и RIM BlackBerry Tablet OS. Темной лошадкой до сих пор остается Ubuntu, основанная на ядре Linux. Она оптимизирована для обеих процессорных архитектур (х86 и ARM) и обладает графическим интерфейсом Unity, который неплохо смотрится на небольшом экране планшета.

«Яблочная» ОС недавно обновилась до 5-й версии, причем она доступна планшетам iPad обоих поколений. Огромным плюсом является тот факт, что программную и аппаратную составляющую планшетных компьютеров разрабатывает одна и та же компания, благодаря чему эти устройства хорошо отлажены и работают быстро. К тому же для iOS написано больше всего программ и игр, и все они собраны в едином онлайновом магазине Apple Арр Store.

Аналогичный сетевой магазин приложений завела компания Google для своей операционной системы Android. Но проблема в том, что эта ОС является платформой для таблеток самых разных производителей. В результате приложения не стандартизованы по мощности процессора, модели видеокарты, объему оперативной памяти и разрешению экрана, из — за чего могут работать некорректно или вовсе не запускаться на тех или иных моделях Аndrоid- планшетов. К тому же на рынке существует три версии Google Android: 4.0, 3.2 и вовсе не оптимизированная для экранов высокого разрешения ревизия 2.3, что еще больше усугубляет ситуацию.

Компания Microsoft запоздала с переходом в посткомпьютерную эпоху и сейчас играет непривычную для себя роль догоняющего. Редмондский гигант продвигает собственную платформу для смартфонов и готовится к выпуску планшетной операционной системы Windows 8. Нынешняя редакция ОС от Microsoft — Windows 7 -осталась в эре персональных компьютеров, с экранной клавиатурой она выглядит довольно странно.

Отсутствие мыши, а значит, высокоточного позиционирования курсора требует специальных версий программ для работы с текстом и редактирования изображений. К счастью, разработчики быстро отреагировали на растущую популярность планшетов и начали выпускать новые или модифицировать для сенсорного управления уже существующие программы. Так, на смену раскрывающимся меню пришли крупные кнопки, а место узких полос прокрутки заняли более широкие.

К примеру, компания Adobe со здала продукт под названием Photoshop Touch для Android. Программа имеет гораздо меньше возможностей, чем версия для Windows, но все же вполне годится для первичной обработки фотографий на планшете. А для редактирования электронных документов, даже с довольно сложным форматированием , предназначено приложение Polaris Office. По пр авде говоря, за программы, на оптимизацию которых было потрачено немало времени и ресурсов, разработчики просят заплатить определенную сумму, но она, как правило, значительно ниже более функциональных Windows-вepcий.

Комментарий “Как устроен планшетный компьютер?

  1. Спасибо, интересная статья про планшетники, но есть одно замечание: как-то слишком много опечаток(и не только в этой статье).

Комментарии закрыты