Az idén március 9-én tartott Apple keynote során bejelentett új, kisebb MacBook sok-sok átgondolt tervezés, csúcstechnológia és mérnöki fortély segítségével jöhetett csak létre. Az új gép legmegnyerőbb tulajdonsága valószínűleg a kimagasló akkumulátoridő: egyetlen töltéssel 9 óráig működik folyamatosan.

Ez önmagában nem lenne annyira kiemelkedő, hiszen az új 13 hüvelykes MacBook Pro majdnem 11 óráig képes ketyegni egy töltési ciklus után — az érdekesség az, hogy az akkumulátora közel kétszeres méretű a “kisöccséhez” képest: 74,9 Wh töltés fér bele, míg az új MacBook kapacitása csupán 39,7 Wh. Hogyan csinálta ezt az Apple? A válasz három tervezési alappillérhez vezet el minket: a kijelző, a RAM és a processzor energiafogyasztásának csökkentéséhez.

Éhes Retina

Igaz, hogy tesztelni még közvetlenül nem teszteltük, de a tapasztalat azt mutatja, hogy a legtöbb energiát a Retina kijelző használja el. A nagyfelbontású kijelzők belsőségesen energiaéhesek: a több millió pixel meghajtásához a GPU-nak többet kell számolnia, a sűrűn elhelyezett képpontok pedig megnehezítik a háttérvilágítás átjutását, ezért annak erősebbnek kell lennie.

A TFT-LCD kijelzőkben minden pixelnek egy részét elfoglalja a vörös, zöld és kék alpixeleit meghajtó három tranzisztor. Ez a kitakarás akár a képpont területének a felét is elérheti – természetesen így az adott fényerejű kijelzőhöz arányosan erősebb háttérvilágításra van szükség.

A szabadon lévő, tehát ténylegesen átlátszó terület (az “apertúra”) növelésének azonban szerencsére több módja is van. Az egyik metódus a tranzisztor anyagának megfelelő megválasztása. A legújabb iPhone-modellekben is megtalálható alacsony hőmérsékleten szintetizált polikristályos szilícium (LTPS) például jobb vezető, így fizikailag kisebb tranzisztortest is elégséges azonos áram- és feszültségviszonyok kialakítására.

A másik lehetőség a pixel geometriai újratervezése. Az Apple jelen esetben valószínűleg ezt az utat választotta. Azt, hogy pontosan mit csináltak másképp, nem tudni, de a MacBook nyitóoldalán egy animáció azt mutatja, hogy egyes alkatrészeket egymás fölé helyeztek, így növelve meg az apertúrát:

Függetlenül a tényleges megvalósítástól, a cég állítása szerint az új Retina kijelző elődeihez képest 30%-kal kevesebbet fogyaszt.

Broadwell Core-M CPU

A kijelző után a processzor határozza meg a legközvetlenebb módon az akkumulátoridőt. A Broadwell Core-M egy ultraalacsony feszültségű, 14 nanométeres gyártástechnológiájú, kétmagos processzor. Ez a 22 nm-es gyártástechnológiájú elődjéhez, a Haswellhez képest fejlődés, ugyanis általánosságban igaz az, hogy a kisebb méretű tranzisztorok kisebb parazita kapacitásokkal, így kisebb átkapcsolási teljesítménnyel rendelkeznek. Emiatt a Broadwell CPU-k mintegy 30%-kal kevesebbet fogyasztanak átlagosan.

A Core-M széria pedig a Broadwell családon belül is egy különösen alacsony elektromos teljesítményű modell: a 15 wattot felvevő Core i5-höz képest a Core M mindössze 5 wattot fogyaszt. A kisebb felvett teljesítményből természetesen kevesebb hő is disszipálódik el – az új MacBooknak így nincs szüksége hűtőventilátorra, ez pedig újabb energiamegtakarítást jelent.

Hatékonyabb RAM

A specifikusan okostelefonokba és táblagépekbe tervezett, alacsony fogyasztású, LPDDR típusú memóriamodulokat az Apple 2013 óta használja: először a MacBook Airben jelentek meg, de az új MacBook is ilyen RAM-mal működik. Az LPDDR felépítésű RAM-ok a normál DDR-ekhez képest alacsonyabb feszültségen üzemelnek: 1,35 V helyett csak 1,2 V ki- és bemeneti feszültség szükséges nekik. Érdemes visszaemlékezni gimnáziumi fizikatanulmányainkra: ez azért fontos, mert adott ellenállású rendszer teljesítményfelvétele a feszültséggel négyzetesen arányos. Ennek és egyéb fejlesztéseknek köszönhetően az LPDDR-ek fogyasztása elődeikének mintegy 70%-a.

Rendelkeznek mindemellett egy standby üzemmóddal is: ebben az “alvó” állapotban még tovább csökken a fogyasztásuk, a hagyományos DDR-ekének mindössze 10%-ára.

Sok kicsi sokra megy

Az új MacBook üzemidejének meghosszabbításában még számos egyéb tényező is szerepet játszik a fentieken kívül. A gyorsabb működésű 802.11ac Wi-Fi beépítése lehetővé teszi, hogy a hálózati lekérések rövidebb idő alatt befejeződjenek, így a rádió hamarabb vissza tudjon térni egy alacsonyabb fogyasztású készenléti állapotba.

Az újragondolt kialakítású billentyűzetvilágítás is segíthet az energiaigényt csökkenteni. A korábbi gyakorlattal ellentétben itt minden egyes billentyű alatt van egy önállóan vezérelhető LED, így például az egyes gombok fontosságától függően erősebben vagy gyengébben lehet azokat megvilágítani, illetve nem kell az egyenletes megvilágítás végett műanyag diffúzoron átpréselni a fényt, tehát az ebből adódó veszteségek is kiküszöbölhetőek.

Természetesen az energiaigény csökkentése a környezetvédelmi szempontból ideális megoldás, azonban az akkuidő növelésére az is jó módszer, ha magának az akkumulátornak a kapacitását növeljük. Az Apple új, teraszos szerkezetű akkumulátorai ilyenkor jó szolgálatot tesznek – ezekről még külön is szót fogunk ejteni.