Como Funcionam os laptops?

Introdução:

De certa maneira, a popularidade astronômica dos computadores laptop é intrigante. Eles são totalmente portáteis, gastam menos energia e fazem menos barulho que os modelos desktop (computadores de mesa), mas são geralmente um pouco mais lentos e têm menos poder de processamento gráfico e de som. No entanto, estas diferenças podem ser tão pequenas que a maioria dos usuários nem nota. 
Os laptops são também mais caros do que os desktops. Mas até essa diferença está diminuindo. O preço do laptop está caindo mais rápido que o preço do desktop. Hoje é possível comprar um modelo de 15 polegadas, com processador Pentium Dual Core de 1,86 GHz, 120 GB de disco, 2 GB de memória RAM, gravador de DVD, WiFi, rede e modem por cerca de R$ 2.000.

Como pode todo o equipamento encontrado numa torre desktop caber numa caixa tão pequena? E como os laptops podem ser eficientes o suficiente para funcionarem apenas com a energia da bateria? Neste artigo, você descobrirá as respostas para estas e outras perguntas sobre laptops.

Geralmente, computadores laptop e desktop são muito similares. Eles têm os mesmos hardwares, softwares e o sistema operacional básico. A diferença primordial é a maneira que os componentes se combinam.

Um computador desktop inclui placa-mãe, placa de vídeo, disco rígido e outros componentes em um gabinete grande. O monitor, teclado, e outros periféricos são conectados sem fios ou com cabos. Não importa que o gabinete fique na horizontal ou na vertical, ele tem muito espaço para placas adicionais, cabos e circulação de ar.

A parte interna de uma torre de PC

Entretanto, um laptop é muito menor e mais leve que até mesmo as torres de PC mais compactas. Sua tela é parte integrante da unidade, assim como seu teclado. Ao invés de um gabinete grande com muito espaço para a circulação de ar, o laptop usa um projeto compacto, no qual todas as peças se encaixam em pouco espaço.

Um processador ThinkPad da IBM

Devido a essa diferença fundamental de projeto e pela portabilidade inerente aos laptops, os componentes devem:
caber em espaços compactos
economizar energia
produzir menos calor que os componentes dos desktops
Geralmente, essas diferenças tornam os componentes mais caros, o que pode contribuir para aumentar o preço dos laptops.

Nas seções seguintes, iremos examinar como os laptops lidam com estas diferenças.

Processador

O microprocessador, ou CPU, trabalha com o sistema operacional para controlar o computador. Ele atua como o cérebro do computador. A CPU produz muito calor, então um computador desktop utiliza a circulação de ar, um ventilador e um dissipador de calor - um sistema de placas, canais e aletas - para extrair o calor do processador. Já que um laptop tem muito menos espaço para estes métodos de resfriamento, sua CPU geralmente:
Funciona em tensão e velocidade mais baixas: isto reduz a produção de calor e o consumo de energia, mas deixa o processador mais lento. A maioria dos laptops funciona com tensão e velocidade mais altas quando ligados na tomada e em configurações menores quando usa a bateria.
Está montada na placa-mãe sem o uso de pinos: pinos e soquetes ocupam muito espaço nos desktops. Alguns processadores são montados diretamente na placa-mãe, sem o uso de soquetes. Outros usam um Micro-FCBGA (Flip Chip Ball Grid Array), que usa esferas ao invés de pinos. Esses projetos economizam espaço, mas em alguns casos o processador não pode ser removido da placa-mãe para reposição ou atualização.

Tem modo de hibernação ou modo lento: o computador e o sistema operacional trabalham juntos para reduzir a velocidade da CPU quando o computador não está em uso ou quando o processador não precisa trabalhar de forma tão rápida.

Um processador ThinkPad da IBM

Alguns laptops usam CPUs de desktop confinadas para funcionar com velocidades mais baixas. Embora isso possa melhorar o desempenho, normalmente esses laptops esquentam muito mais e têm uma redução significativa da vida da bateria.

Um dissipador de calor e um ventilador de laptop

Os laptops geralmente têm pequenos ventiladores, dissipadores de calor, propagadores de calor ou condutores de calor para ajudar a dissipar o calor da CPU. Alguns modelos avançados de laptop reduzem o calor ainda mais com líquido de refrigeração mantido em canais ao longo dos condutores de calor. Além disso, a maioria das CPUs nos laptops está perto das extremidades da unidade. Isto permite ao ventilador transferir o calor diretamente para fora ao invés de através dos outros componentes.

Memória e armazenamento

A memória de um laptop pode compensar um pouco a redução de desempenho de um processador mais lento. Alguns laptops têm cache de memória em na CPU ou muito perto dela, permitindo o acesso a dados mais rapidamente. Alguns também têm barramentos maiores, permitindo aos dados se moverem entre o processador, placa-mãe e memória mais rapidamente.

Módulos SODIMM

Os laptops geralmente usam módulos de memória menores para economizar espaço. Os tipos de memória usados em laptops incluem:

memória SODIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module)
memória DDR SDRAM (Dual data Rate Synchronus RAM)
memória SDRAM (Single Data Rate Synchronus RAM)
módulos de memória proprietários
Alguns laptops têm memória atualizável e apresentam tampas de memória removíveis para acesso fácil aos módulos de memória.

Como um desktop, o laptop tem um drive de disco rígido interno, que armazena o sistema operacional, aplicativos e arquivos de dados. No entanto, os laptops geralmente têm menos espaço em disco que os desktops. O disco rígido de um laptop é também fisicamente menor que o de um desktop. Adicionalmente, a maioria dos discos rígidos de laptops gira mais lentamente que discos rígidos de desktops, reduzindo tanto o calor como o consumo de energia.

Computadores desktop têm compartimentos múltiplos para a instalação de unidades adicionais, como unidades de CD e DVD ROM. No entanto, o espaço em um laptop é muito mais limitado. Muitos laptops usam um projeto modular, que permite que diversas unidades se encaixem no mesmo compartimento. Essas unidades podem ser de diferentes tipos:
troca a quente (hot swappable): o computador pode ficar ligado enquanto é feita a troca da unidade;
troca morna (warm swappable): o computador pode ficar ligado enquanto é feita a troca da unidade, mas o barramento correspondente (o caminho que o drive usa para enviar dados para a CPU) deve estar inativo.
Troca a frio (cold swappable): o computador deve estar desligado durante a troca.
Em alguns casos, estes compartimentos de unidade não são apenas limitados a unidades, mas também aceitarão baterias extras.