2010年3月1日 星期一

平板電腦的下一步「UMPC」 / 曾怡嘉

新視野




簡介UMPCUMPC是Ultra-mobile PC的縮寫,其實就是一台超迷你的可攜式電腦。
NoteBook筆記型電腦在這五年內快速地成長,成為很多人買電腦的首選。
雖然NB的便利性比起PC強得很多,但是要成為一台真正的隨手NoteBook,其實還是太大,過重了。
UMPC,簡單講就是一台超小型的平板電腦,用的螢幕在7吋以內,重量約1公斤,讓你可以更方便地帶來帶去,如果用更大台的PDA,但功能就跟電腦完全相同來形容UMPC。


UMPC concept





範例拆解技嘉M704,利用其機構設計看出設計師的設計想法及理由
(以下 引用自 新品解構─解構技嘉M704滑蓋式UMPC設計哲學新解)
前言:
為檢視技嘉M704設計精隨,本刊透過實績拆解過程,讓讀者可一窺國產UMPC設計精神,其實拆解中發現,挑戰難度並不高,並非產品設計單純,而是原廠設計之初在機構考量兼具成本與實用的最佳化設計,設計上並無過多刁難構想,反映出台廠一向走大眾化設計路線的基礎思維…

本文:

Step1:拆解的第1個步驟為拆除電池,解除側面的卡榫後,可輕鬆將電池卸下。電池位置在機身內,周圍受機身保護,穩定性與強度表現佳



Step2:接著,拆除外部腳架。這個零件讓M704可以傾斜「站」在桌上,亦是模組化的部分,可以替換成DVB-H或GPS接收器,原本就設定可以輕易卸下。



Step3:拆除螺絲過程相當容易,3顆螺絲採用3點分散三處排列,以普通的螺絲起子就可以卸除,設計無刻意刁難用戶拆卸,如此也可節省售服維護成本。



Step4:螺絲其實佔零組件成本的重點之一,M704前端採用卡榫設計,需撬開才能拆解。筆者觀察卡榫設計頗為牢固,加上後方3顆螺絲採三角形方式固定,兩者相輔相成,既節省成本,整機強度亦不受影響。



Step5:解除螺絲與卡榫後,才幾秒光景,已可深入機身內部,主要零組件一目瞭然。對照上一輪拆解日系產品的艱苦嘗試錯誤歷程,多處破壞性不可逆設計刁難,可看出台廠的設計邏輯,反而是以簡化、大量生產為優先。



Step6:機身底座分離前,還必須將硬碟機排線抽離。



Step7:接著,是內建揚聲器訊號線,也必須抽離。



Step8:此時,底座與機身本體呈現分離狀態,此步驟可發現,若需要更換硬碟、處理器、散熱風扇,甚至維修機身內部零件,已可以開始執行,拆解過程至此不超過3分鐘,對維護人員來說,是相當便利的設計。



Step9:易拆解的設計思維,對於消費者也有好處,自行更換硬碟升級相當簡單。硬碟採用行動裝置常利用緩衝墊的固定模式,可在墜落或是機體碰撞時,減低硬碟受到的撞擊力道。



Step10:處理器散熱器的風扇運作中會吸附大量灰塵,加上軸心機械性的使用年限,算是電子產品中最常需要維護、更換的重點,拆除M704的散熱器十分簡單。



Step11:移除散熱風扇電源。



Step12:拆除讀卡機,不過讀者可發現,在上1個步驟拆除處理器散熱器後,會發現M704的CPU散熱片十分龐大,且具有銅製鰭片,雖散熱器本身已具有金屬外殼,但M704額外設計這塊強力散熱片,涵蓋處理器與晶片組,讓散熱表現更佳。



Step13:主機板整合度很高,唯一需要額外移除的裝置,除了前述的多合一讀卡機外,還有這片無線網路模組。



Step14:移除無線網路模組的步驟相當簡單,拆除螺絲後往上抽離即可,相當簡便,亦是利於更換的設計。



Step15:整片主機板與機身的連結,靠的是中央1支螺絲柱,這個螺絲柱也是底盤與機身連接的固定處,屬相當巧妙的設計,兼具強度、省料與減少螺絲孔佔用PCB版空間足見技嘉在內部機構設計上,雖走樸實風格,其實也別具巧思。



Step16:主機板拆下後,接著才能拆除鍵盤與螢幕。不過比較故障維修機率來說,主機板拆除便利度遠比鍵盤重要,因此技嘉設計方式比較符合邏輯。



Step17:QWERTY鍵盤為獨立零件,感測單元直接經壓感由主機板偵測,換言之,節省了連接訊號線,因此整個上部結構與主機連接部分,就是螢幕與觸控訊號共用的排線,兩者整合在一起,簡潔多了。



Step18:鍵盤本身是獨立的零件,可以輕易的拆下。



Step19:鍵盤底座與螢幕連結的滑動軸,是整個M704設計的靈魂所在,因此利用兩邊各用2顆螺絲,總共4顆螺絲強力固定,機身與底盤只用3顆,可見此處強度要求相當高。



Step20:將拆除螺絲自鍵盤底座移開,終於可一窺M704滑蓋軸承核心部分,由軸承、滑軌、齒輪、減速裝置…等零件構成。



Step21:M704最終才能拆解的部分為LCD螢幕。螢幕結構與外觀感覺厚實,其實採LED背光LCD,這結構完全是為強度考量。因此光是固定螺絲就有4顆,也比機身用量多一些,完全不採卡榫方式固定。



Step22:拆除螢幕背蓋,則看到螢幕周邊除LED背光LCD的相關元外,還有不少電路,這是因為M704螢幕周邊還有不少控制按鈕,不過除了無線網路的內部線路外,全部訊號能夠整合到一條排線,更看出設計功力不俗。



Step23:整片主機板拆下後,仔細檢視設計,技嘉負責此專案的相關PM與RD人員也一起參與討論,交換意見。

新品解構-解構GIGABYTE M704 零組件與設計理念分析

(以下 引用自新品解構-解構GIGABYTE M704 零組件與設計理念分析)前言:品牌與代工、精緻化與量產,甚至各種零件應該如何安排,在UMPC這款產品上,無論是設計與生產都會有碰到的取捨,但巧思與市場的衝撞,雖讓不少產品成了一片歌手、鬱鬱以終,但技嘉M704身為難得同系列的第二代產品,通過市場重重考驗後的改良再造,更值得深入研究…
UMPC功能設計逐漸朝向M型化走向,一派設計主張為加入大量功能與零組件,一派設計主張盡力降低產品價位,並採用大量通用零件,以利大量生產。
不過技嘉M704掛著自家品牌上市,為維持品質,仍然必須在成本、品質,細緻與量產化間取得平衡,當然,這樣的設計觀,常常必須如同走在鋼索,因為設計之初,只能靠PM與RD人員推敲,上市後才會接受未知市場考驗。
所幸,M704的前身U60基本設計與價位策略成功,獲得市場不錯反應,M704在此基礎上再出發,但市場局勢已與U60推出時大不相同,不但必須與現有 UMPC同場競爭,Intel推出的MID正蓄勢待發,加上目前火熱的小型筆記電腦擠壓市場,M704設計要考量的要點,以及所面臨的挑戰,比起前輩,可 說有過之而無不及。
核心零組件採威盛處理器 聰明決定延續至今
M704運算核心與大部分UMPC不同,採威盛(VIA) C7-M處理器。並且是針對UMPC開發的C7-M ULV(Ultra Low Voltage)版本。C7-MULV透過90nm SOI製程及Nano封裝,尺寸僅21x21mm,處理器內部有128KB L1快取記憶體與128KB L2快取記憶體。
處理器時脈上有1GHz、1.2GHz及1.5GHz,前端匯流排為400MHz,工作電壓只需要0.908V至0.956V,最高功耗由5W至7W,在P-States模式下,會自動降到0.796V,此時最高功耗為2W,而M704採用1.2GHz版本。
C7-M在UMPC所搭配的晶片組為VX700,為節省PCB板空間,單晶片中整合北橋和南橋功能,晶片大小35x35mm,不過相對於處理器本身,晶片組反而顯得龐大,這也是許多零組件供應商努力縮減的對象。
VX700內部整合UniChorme Pro II繪圖晶片,具備Chromotion Video引擎,可支援MPEG-2/MPEG-4/WMV9等格式硬體加速,減少CPU處理這類影片時的運算負擔。影像輸出支援LVDS/DVI介面。 VX700在系統上可支援DDR和DDR2記憶體,以及SATA II、PATA、USB 2.0和PCI…等連接埠,並整合VIA Vinyl HD Audio controller高品質音訊控制功能。
其實採VIA處理器,過去這曾經是1個相當具有爭議的採購決策,因為在大部分消費者認知概念中,VIA處理器的性能相比Intel同時脈產品,都有略微落後的刻板印象,也可能成為產品上市後被同質商品攻擊的焦點。
不過事實證明,UMPC性能並不是最主要的考量,無論是價格、成本,耗電量…等因素,VIA處理器都有獨到之處,效能足以應付UMPC上網與多媒體播放…等主要用途。
台廠特別重視穩定度 處理器散熱頗費心思
M704運算核心端,散熱重視程度比一般UMPC更費心思,不過重視散熱一向是台廠產品的優良傳統,也是品質保證。CPU與南北橋共用1片大型鋁底銅鰭散熱片,再加上鋁殼窩輪扇組成。
一般UMPC的散熱作法,CPU風扇與散熱器通常為一體化製作,用以節省成本,不過技嘉採分開方式,顯示更為重視散熱,因為散熱片部分可量身打造,例如,這個銅鰭加強版,效能就比一般散熱裝置好。
甚至這樣的配置還有1個優點,若M704需要推出CPU性能更強的版本,則可更換散熱風扇即可,與CPU以及晶片組連接的散熱片則不需要更動。當然在RMA更換故障率較高的散熱風扇時,也能夠提高不少處理效率,算是相當聰明的設計。
內部IC設計中規中矩
由於技嘉本身也是主機板與筆記型電腦大廠,因此,設計UMPC內部零組件安排,常可看到與主機板或是筆電系出同門的零件,這對整體備料與後勤維修都具優勢,畢竟目前也沒有太多針對UMPC特性推出的零組件。
此外,由於M704採用彈性擴充設計,分別有基座擴充模組,GPS模組與DVB-T行動電視模組,主機方面可以省掉不少零組件。由於無線網路射頻、基頻、 RF…等元件,與GPS及DVB-T有部分可以利用外接模組空間升級,所以內部PCB板安排顯的比較寬鬆,甚至大部分的零組件都能夠集中,路線上簡潔不 少,對於訊號的干擾也會降低。
比較特別的是,M704的讀卡機與1個USB 2.0連接埠獨立出來,甚至也有專門的USB 2.0控制晶片(創惟GL852),顯示對於這組元件的重視。


另1個獨立的元件則是無線網路,使用瑞昱RTL8187B這顆走USB 2.0介面的802.11a/b/g基頻處理器,及媒體控制器單晶片,由於使用的介面為通訊頻繁的USB 2.0,這也解釋了需要另有獨立USB 2.0控制晶片的原因。
另1顆比較值得注意的晶片,為AD7843這顆4線式觸控式螢幕控制器,目前廣泛應用於電阻式觸控式螢幕輸入系統中。時脈產生器為常見的ICS產品。BIOS亦為常見的SST 49LF004B 4MB ROM。
M704最有爭議的部分,為使用的記憶體。UMPC在記憶體設計上分為兩派,一派模仿筆電透過記憶體插槽升級,就算只有1根,通常也可以更換成更大容量的記憶體;另一派則如同M704,將記憶體焊死在PCB版上,節省路線與設計複雜度。
M704使用2組爾必達(ELPIDA)的記憶體,成為512MB加上256MB組成768MB容量。雖然因為M704搭載Windows XP作業系統,記憶體容量足以應付作業需求。不過實際上768MB還是1個頗尷尬的數字,而且PCB上並沒有預留空焊位置。
針對這點,技嘉表示,當初DDR2記憶體部分,因機構限制,無法採Slot插槽方式設計,並選用不同尺寸顆粒,搭配成768MB,是當時價格與效能最佳的搭配。但因為現階段記憶體價格往下調整,不排除將所有記憶體都直上128MB,進而達到1GB的效果,但實際上仍需透過內部研發人員仔細的驗證後方可進行。
鍵盤與外殼都是特殊的客製化產品,比較值得注意的反而是PCB版與路線。PCB板為HannStar J MV-4,廣泛為筆記型電腦採用。在PCB板上的路線,由於集中在處理器附近,相對的有不少空間騰出,對於整體接地、運作及電源穩定…等,都有很大的幫助。
硬碟機採垂直寫入產品 網路攝影機則為130萬畫素
M704的硬碟機也滿特殊的,為東芝(Toshiba)推出的MK4009GAL,為1.8吋硬碟,容量是單碟40GB。最大特色為採用垂直寫錄技術 (perpendicular recordingtechnology,PMR),因此雖然這顆硬碟轉速是4,200RPM,但拜內建8MB快取記憶體及垂直寫錄技術之賜,效能比同級 的40GB1.8吋產品為高。
MK4009GAL的重量也相當輕輕,僅48公克。東芝在設計之初,就把這款產品定位為消費性電子產品專用硬碟機,因此,它的連接器是以ZIF/LIF代替Mini-IDE,不過技嘉還是把它用在一般被歸類為PC的UMPC上。
M704的網路攝影機為130萬畫素的版本,不過採用的零組件編號被檔到,因此無法判讀,不過應該是與筆記型電腦共通的零件。

◎越能回饋市場需求就多一份勝算
UMPC一般在設計上,會有幾個考量點,包括將尺寸、重量、螢幕、按鍵間距比例,做出最適化調整,另如光碟機的取捨,以及實體鍵盤的構型與尺寸…等實用性考量,最後才是整體的使用感覺。
當然,上述因素很多都相當主觀,每個人可能都有不同感覺,當然好的IT產品能夠幫助甚或強迫使用者養成新的習慣,但是大部分都是必須與消費者的使用習慣妥協。
但是IT廠商共同的問題是,RD人員很難獲得消費者購機目的,究竟是因為什麼因素買了產品?而哪1項是被詬病需要改良?在IT產品生命週期愈來愈短,這些回饋更常被忽略。
M704因為有了第一代的U60經驗,所以做了不少調整,更可貴的是,據筆者觀察,這些調整往往回應了真實的市場需求,顯示研發人員有做功課。首先證明螢 幕在不影響可攜性情況下,還是愈大愈好,所以,M704由前代的6.5吋提升到7吋,更重要的是解析度強化為1,024x600,讓大部分網頁都不需要橫 向拉動,即可閱讀。
其實螢幕與解析度的提升,傳達了1個很重要的意念,就是上網的應用模式已定型,任何行動上網模式,如果為了行動這樣的概念,若想強迫使用者改變上網習慣,基本上很難受到歡迎。
鍵盤設計也是取捨的要點,滑蓋式算是不錯的設計概念,不過筆者認為M704設計少了點人體工學,因為M704的滑蓋鍵盤概念無法沿用手機,手持狀態下手機 螢幕與鍵盤垂直影響不大,但手持時,UMPC垂直螢幕實際上顯得有點突兀,而且使用者頭部必須下傾,或是用手將M704舉高,才能擺出最合宜的操作角度。
當然技嘉有考量到這個問題,因此背面有1個支架模組,可讓UMPC在桌面擺放時,有1個形成角度的方法。不過實際上如果能將UMPC的底座部分設定成圓弧 形,鍵盤滑蓋的方式成某種角度拋物線,則鍵盤推出後,螢幕就能成為有角度的檢視狀態,似乎更符合人體工學,外型上也會更活潑一些。

延伸參考網頁

平板電腦的下一步,就叫做UMPC

關於UMPC的未來性

各家廠牌推出