Fonctionnement PC portable

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25. L'Hardware d'un PC portable

25.1. Introduction - 25.2. Présentation générale - 25.3. Microprocesseur - 25.4. Mémoire PC portable - 25.5. Disque dur - 25.6. Carte mère - 25.7. Ports de communication - 25.8. Lecteur disquette - CD-Rom - graveur - 25.9. Carte graphique et affichage - 25.10. Pointeur - 25.11. Batterie et économie d'énergie - 25.12. Dockstation, réplicateur, connecteurs - 25.13.

Réparation, installation système exploitation - 25.14 Choisir un ordinateur portable

25.1. Introduction.

Un ordinateur portable (Laptop ou notebook) utilise des technologies similaires à celle d'un PC de bureau, mais avec des adaptations importantes. La comparaison avec un ordinateur portable de type Armada de Compac et un PC bureautique est aussi difficile que de comparer un PC de bureau avec un serveur réseau. Ils utilisent des composants similaires, c'est tout.

L'utilisateur d'un PC portable cherche: poids et encombrement minimum et autonomie (absence de réseau électrique). Les performances ne rentrent pas forcément en ligne de compte (quoique c'est relatif) pour ce genre d'ordinateur. Quelques spécificités sont ajoutées sur les nouveaux modèles comme lecteur DVD et sortie TV.

25.2. Présentation générale de l'hardware d'un PC portable.

Le schéma ci-dessous représente un Thinkpad d'IBM. Un portable est constitué de:

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. Une carte mère (23) incluant les entrées / sorties: carte écran, ports de communication série et parallèle, chipset, contrôleur E-IDE et disquette. Dans certains modèles, le lecteur de disquette peut être externe sur port USB. La carte mère est spécifique au modèle, y compris les fixations mécaniques.

. Un processeur (24) souvent directement soudé sur la carte mère (non remplaçable). Le microprocesseur peut être de type mobile ou standard. Les processeurs standards sont utilisés dans les PC bureautiques et pas optimalisés pour une consommation réduite, ils chauffent beaucoup plus: solution utilisée uniquement dans certains modèles de bas de gamme vendus en grande surface. Les processeur mobiles utilisent des techniques de pointe pour réduire leur vitesse en cas de non utilisation, même de courte période.

. Un disque dur (14) de type E-IDE. Leur taille physique est réduite à 2,5 pouces (au lieu de 3,5 pouces) pour gagner en encombrement et en consommation de courant. Ils ne sont pas compatibles avec les connecteurs IDE des PC bureautiques.

. Un lecteur de Cd ou un graveur ou un lecteur DVD dans son support mécanique (25). Le mécanisme est le même que dans les PC bureautique, mais les fixations sont différentes. Il n'est donc pas possible d'utiliser des lecteurs standards.

. De la mémoire. Tout comme les microprocesseurs, un portable de bas de gamme utilise des mémoires bureautiques standard. L'avantage est le prix, le défaut vient de la consommation et de l'encombrement.

. Un écran (1) de type plat.

. Une batterie. Elle permet une autonomie jusque 3 heures, beaucoup moins si les processeurs et mémoires sont standards.

. Une alimentation servant également de chargeur batterie.

. L'ensemble est inséré dans un boîtier qui sert généralement de refroidisseur au microprocesseur. En effet, l'utilisation d'un ventilateur standard imposerait un encombrement important et augmenterait la consommation

Les connecteurs extérieurs sont identiques aux ports des PC bureautiques avec quelques particularités. Pour réduire l'espace, le nombre est souvent réduit. Un port PS2 sert généralement pour connecter un clavier ou une souris (rarement les 2 en même temps). Les ports série sont souvent supprimés. Les ports USB sont rarement à la norme, notamment au niveau courant maximum de 500 ma par port. Ceci nécessite l'utilisation d'un Hub USB externe alimenté par transformateur. Généralement, un port écran permet de se raccorder sur un écran externe. Sur les modèles de haut de gamme, on trouve en option un réplicateur qui sert à utiliser le portable dans une "Dockstation" et permet de connecter tous les périphériques sur ce boîtier. Dans ce cas, vous n'utilisez plus que le processeur, mémoire et disque dur du portable, éventuellement le lecteur CD et le lecteur de disquette.

Tous les composants internes des portables sont généralement spécifiques au fabricant et même au modèle du notebook: la réparation d'un PC portable nécessite souvent le renvoi au fabricant en cas de panne. Attention, en cas de retour en atelier, le disque dur est systématiquement formaté (effacé).

25.3. Processeurs spécifiques portables.

Je ne m'intéresse qu'aux microprocesseurs mobiles spécifiques portables.

INTEL a été longtemps le seul fabricant de ce type de processeur. Actuellement, AMD produit aussi des processeurs à faible

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consommation d'énergie, munis de systèmes d'économie. Le CRUSOE, spécifique pour portables, ayant disparu du marché, je ne le verrais plus.

L'architecture interne d'un processeur portable n'est pas différente de celle d'un microprocesseur standard, seul des mécanismes d'économie d'énergie sont rajoutés. Ces processeurs sont généralement suivit de la lettre M pour mobile.

Le processeur d'un portable est très rarement muni d'un ventilateur (même si le boîtier inclus de plus en plus ce ventilateur). Le radiateur du microprocesseur est directement fixé sur le boîtier qui sert de refroidissement.

25.3.1. Intel.

Intel a installé dans ses séries M 2 fonctions d'économie d'énergie (aussi bien CELERON que Pentium IV): la fonction DEEPER LEEP et la fonction speedstep.

La fonction DEEPER LEEP fait appel à la technologie QuickStart: un mode de gestion dynamique de la consommation électrique qui permet de prolonger l'autonomie sur batterie. La fonction Deeper Sleep réduit la consommation du microprocesseur lorsqu'elle détecte une période d'inactivité (même brève, entre deux frappes sur le clavier par exemple), pour replacer ce dernier en mode actif dès que son activité reprend. Cette réduction s'effectue par un abaissement de la tension du processeur en deçà de la valeur de fonctionnement minimale mais avec conservation de son état. La fonction Deeper Sleep fonctionne exactement de la même manière que la fonction Deep Sleep (utilisée dans les Pentium III), mais à une tension inférieure des deux tiers.

La technologie Intel SpeedStep améliorée autorise le basculement dynamique et en temps réel de la tension et de la fréquence entre deux modes de performances, en fonction des sollicitations imposées au processeur. Cette opération intervient par modification des rapports du Bus principal (entre le processeur et le chipset), de la tension de la puce et de sa fréquence, tout ceci sans réinitialisation de la configuration.

Les Pentium IV mobile utilisent d'ailleurs une 479 ème patte pour gérer ces fonctions

Les chipsets utilisés par INTEL sont aussi dédiés et sont désignés de la même manière que les chipset bureautiques, mais le code est suivi de la lettre M pour mobile. Exemple, le i845M est équivalent au i845 (mémoires DDR) avec des fonctions de gestion d'énergie.

La technologie CENTRINO d'Intel n'est pas une spécificité processeur mais regroupe en fait 3 technologies:

● les processeurs Pentium M, même si actuellement (2005), les vitesses annoncées ne sont plus en rapport avec celles des microprocesseur pour PC bureautiques (changement de dénomination)

● un jeux de composant (chipset) spécifique pour ordinateur portable. Jusqu'en 2004, INTEL utilisait les chipsets 855 PM. Ce chipset est une adaptation mobile des chipset bureautiques. Le jeux de chipset utilisé dans la technologie Centrino actuellement gère des technologies plus avancées comme le SATA, la DDR2 et le PCI-express.

● la technologie réseau sans fils

Cette dénomination est donc plus commerciale que technique. Néanmoins, l'association des 3 techniques permet une meilleure autonomie que les solutions mobiles standards d'INTEL. Néanmoins, les PC portables utilisant la technologie centrino sont généralement moins encombrant que les solutions mobiles standards. Un portable centrino à 1,6 Gh est en gros aussi performant qu'un P4M à 2,8 GH, avec une autonomie accrue

25.3.2. AMD.

AMD a longtemps été en recul vis à vis d'INTEL pour les processeurs portables. Les K6 et Duron utilisés n'étaient que des processeurs standards avec (parfois) quelques bricolages pour réduire la consommation (typiquement réduction de la tension d'alimentation). Ceci a changé avec la sortie de du mobile ATHLON XP mi-2001. Les techniques pour réduire la consommation ne sont pas très différentes d'INTEL puisque l'AMD PowerNow! Technology permet lui aussi de réduire la tension d'alimentation du processeur en fonction de la charge du PC portable.

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25.4. Mémoires des PC portables.

La technologie des mémoires n'est pas très différente de celle des PC bureautique. Les deux types de mémoire ci-dessous sont utilisées dans les portables. Dans les notebook de bas de gamme (utilisant généralement des processeurs standards), elles sont remplacées par des dimm ou des DDR standards. L'installation d'une mémoire supplémentaire se fait généralement en ouvrant une petite trappe en dessous.

La So-Dimm 144 contacts est équivalent à la mémoire SDRam

La So-Dimm 200 contacts est équivalent à la mémoire DDR.

Un petit conseil, si vous souhaitez ajouter de la mémoire pour un portable, allez faire un tour sur le site de Kingston, c'est un fabricant qui reprend l'ensemble des mémoires possibles (quelque soit la marque du portable). C'est souvent celle-ci qui est proposée lors d'un upgrade par les revendeurs.

Retrouvez dans la rubrique "How To?" la procédure d'installation d'une mémoire dans un ordinateur portable

25.5. Disque dur pour portable.

Les disques durs sont de technologie IDE tout comme les disques durs standards. La taille est néanmoins standardisée à 2,5 pouce de largeur au lieu de 3,5 puce pour les disques durs standards. Les capacités sont généralement plus faibles. A part si le BIOS de la carte mère ne l'autorise pas (ce qui est largement d'application), il peut être remplacé.

How to? Pour remplacer le disque dur d'un portable

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Une différence de taille entre les disques durs E-IDE 3"1/2 (en dessous) utilisés dans les PC standards et les disque durs 2"1/2

(au dessus) utilisés dans les portables.

Les différences de connecteurs IDE. En haut, un 2"1/2 pour portable. Le pontage master /slave n'est pas toujours présent

(généralement un seul disque dur) et pas de connecteur spécifique pour l'alimentation. Les pointes de chaque côté sont

spécifiques à ce Compaq ARMADA

25.6. Carte mère portable

Comme pour les PC bureautiques, la carte mère est liée au type de processeur et au chipset utilisé. Pour les processeurs standards utilisés dans les portables, on retrouve les chipset standard. Depuis quelques années, les chipsets sont également vendus en version MOBILE: tension d'alimentation, économie d'énergie.

Une carte mère pour PC portable est spécifique au modèle. Il est donc impossible de remplacer une carte mère d'une marque par une autre. Ceci est lié aux fixations mécaniques sur le boîtier, surtout que le refroidissement est souvent effectué par fixation du radiateur processeur sur le boîtier.

25.7. Ports de communication

Les ports utilisés sont les mêmes que ceux utilisés dans les PC bureautiques; série, USB, parallèle, Firewire, ... Le nombre est souvent réduit. De plus, je suis déjà tombé sur quelques problèmes USB au niveau courant maximum de 500 mA fourni, ce qui oblige dans certains cas à utiliser un HUB USB.

Généralement, un port PS2 externe permet de connecter une souris ou un clavier. Dans les nouveaux modèles, les 2 sont rarement en même temps

La majorité des notebook actuels sont munis d'un modem téléphonique et d'une connexion réseau RJ45. Les nouveaux modèles incluent souvent une carte réseau sans fils.

Toutes les autres communications peuvent être faite par des cartes optionnelles au format PCMCIA (déjà vu dans le chapitre sur les bus internes). Ces cartes sont déconnectables à chaud (PC allumé). On trouve notamment des cartes réseaux (RJ45, sans fils), modem, ... selon le type de bus PCMCIA interne du portable. Pour rappel, deux ports PCMCIA I sont utilisés pour une connexion en PCMCIA II

25.8. Lecteur de disquette, CD-Rom, graveur, ...

Suivant le modèle, ces périphériques peuvent être inclus ou externe en option (connectés sur port USB par exemple). Ici aussi, les fixations internes de ces périphériques sont spécifiques au modèle du portable (à part quelques anciens modèles pour le lecteur de disquette). Une réparation passe quasiment forcément par un service technique spécialisé.

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Si le graveur CD ou DVD n'est pas inclus dans le modèle au départ (anciens modèles), la seule solution est de passer par un modèle externe USB ou Firewire. Le lecteur de disquette est absent sur les nouveaux modèles.

25.9. Carte graphique et affichage

La majorité des cartes graphiques utilisées sur les portables sont directement implantées sur la carte mère. Dans les modèles de bas de gamme, la mémoire est partagée avec celle du processeur. De nouveaux circuits utilisent une carte fille qui peut sous certaines conditions être remplacée. La mémoire standard est plus faible que pour les cartes écrans bureautiques, mais est suffisante.

La majorité des PC portables actuels proposent un connecteur pour écran externe et offrent même une sortie TV pour lire les DVD.

On retrouve l'ensemble des technologies écrans plats vues au chapitre 16.

Le choix d'un portable est souvent lié à cet écran: dimensions et surtout technologie. Evitez le DSTN ou ses dérivés. Le contraste est médiocre et la vision de l'écran doit se faire complètement de face. Les écrans TFT sont de caractéristique identique à ceux des écrans plats bureautiques.

25.10. Pointeurs pour portable

Même si une souris peut être connectée à l'arrière d'un portable, le pointeur fourni avec l'appareil est souvent le plus utilisé. Trois méthodes sont utilisées: le trackball (aujourd'hui disparu et de loin le moins pratique), la plaque utilisée par COMPAQ, HP, IBM, ... et le pointeur utilisé par toshiba. Les portables toshiba ont une meilleure réputation au niveau choc que les autres, mais ce pointeur est quasiment inutilisable pour les anciens modèles. Je ne me rappelle pas avoir livré un toshiba soit avoir donné une souris en option. Même les trois click nécessaires à la configuration de départ du portable m'énervait déjà.

25.11. Batteries et économie d'énergie pour ordinateur portable

Ici aussi, la forme et la connectique de la batterie est spécifique au modèle de portable.

On retrouve 3 types de batteries (avec des chargeurs spécifiques)

1. Ni-Cad Nicket Cadmium: utilisées sur les anciens portables 2. Ni-Mh (Nickel Metal Hybride): ce type de batterie n'as pas d'effet mémoire. 3. Li-Ion (Lithium Ion): le standard actuel dans la majorité des portables

L'effet de mémoire est un problème spécifique aux batteries. Si vous ne déchargez pas régulièrement et complètement (tous les 6 mois par exemple) la batterie de votre portable (PC mais aussi GSM), la recharge s'arrêtera à un niveau inférieur à celui maximum. De fil en aiguille, elle devient inutilisable (plus de recharge). Ceci est également valable pour les UPS et onduleur.

Chaque ordinateur portable inclut des mécanismes d'économie d'énergie spécifiques logicielles: mise en veille prolongée après un certains temps d'inactivité avec sauvegarde de l'environnement sur le disque dur (au redémarrage, les programmes ouverts, les données, ...) sont réintroduits dans la mémoire pour retravailler presque directement

25.12. DockStation ou réplicateur, connectiques diverses

Certains modèles de notebook sont fournis (en option) avec un réplicateur de port. Ce boîtier permet d'insérer le PC portable et de reprendre tous les connecteurs pour l'utiliser comme un PC standard directement connectés à vos périphériques externes. Ci-dessous un modèle Hewlett Packard

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La prise téléphonique du modem est spécifique au pays dans lequel vous vous trouvez. Les modems des PC portables sont utilisables dans pratiquement tous les pays. Le choix du pays dans les propriétés du modem (par Windows) permet de modifier ses caractéristiques en fonction de la ligne téléphonique.

Les prises électriques sont également spécifiques au pays (fréquence, différence de tension entre les Etats-Unis 110 V et l'Europe 230 V, mise à la masse). Le transformateur livré avec le notebook est souvent adapté.

25.13. Réparation et installation système d'exploitation Windows sur PC portable.

Comme nous l'avons vu dans les différents composants, la réparation sans l'aide et les pièces spécifiques du constructeur sont difficilement réalisables. Les services techniques pour PC portable utilisent généralement des disquettes de boot spécifiques au modèle. Attention, le renvoi d'un ordinateur portable en service technique nécessite une sauvegarde préalable des données. Ils sont systématiquement formatés à l'arrivée à l'atelier. Il n'y a généralement pas non plus de jumpers pour remettre le BIOS à zéro (cas du mot de passe).

Les seules modifications / réparations de PC portable portent sur les mémoires à ajouter ou à remplacer, éventuellement le disque dur à remplacer.

La réinstallation se fait avec un CD de restauration, au même titre que la majorité des PC de marque. Ici aussi les données sont complètement effacées par cette restauration qui remet l'OS et les programmes à zéro, comme lors de l'achat. Dans les PC bureautiques, il y a moyen d'installer préalablement le disque dur sur une autre machine pour recopier les données. Comme les disques des PC portables n'utilisent pas des connecteurs standards (format 2"5), cette manoeuvre est impossible sans un appareil externe spécifique. Un conseil, achetez toujours un portable avec graveur et port réseau pour sauvegarder en cas de problèmes.

Une dernière remarque, les pilotes spécifiques aux périphériques des PC portables sont quasiment introuvables. Même sur le site d'un constructeur, le nombre de modèle est trop important pour les essayer tous. Remplacer le système d'exploitation par un autre Windows est difficilement réalisable, pertes de fonctionnalités d'économie d'énergie, modem, carte réseau, ...

25.14. Choisir son ordinateur portable

Un ordinateur portable n'est pas franchement l'équivalent d'un ordinateur de bureau. Le premier défaut reste le clavier. La frappe est nettement différente, les touches plus petites et manque sur les modèles standards le pavé numérique. Une souris externe ou un pavé numérique peuvent néanmoins être rajouté.

On distingue avant tout les portables des transportables. Les PC portables ultra-léger n'intègrent généralement que peu d'accessoires, mais ont en revanche une autonomie accrue pour un poids hyper-léger. Ces portables sont généralement à base de processeurs INTEL Centrino. Par contre les transportables se caractérisent par des ports externes supplémentaires. Certains modèles ACER font jusqu'à 7,5 kg mais utilisent des écrans 17" plats (équivalents à des 19" cathodiques) avec des ports de communication même supérieurs aux PC standards (en nombre et en types). Selon l'application, l'utilisateur choisira l'un ou l'autre. Une remarque, l'autonomie des processeurs mobiles AMD est généralement inférieure à celle des équivalents INTEL (mais le prix est plus chère). Pour toutes applications un peu professionnelles (et surtout Windows XP SP2), 512 MB de mémoire reste un standard de base.

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Sans citer toutes les marques d'ordinateurs, HP, ACER, IBM et Toshiba se démarquent souvent de leurs concurrents. Toshiba, bien qu'en retrait actuellement, fabrique probablement les ordinateurs portables les plus résistants aux chocs du marché. IBM fabrique également des excellents portables avec les Thinkpad, toutes séries confondues. Si Compaq (racheté par HP) avec sa série ARMADA a fait les beaux jours des utilisateurs, les séries EVO, mais surtout NC et NX d'Hewlett Packard les remplacent avantageusement. ACER est également une excellente marque faisant toutes les gammes de machines, j'utilise personnellement une série ASPIRE. Evitez néanmoins quelques marques de grande surface pour les applications professionnelles ou même un ordinateur portable sans marques (pièces détachées le cas échéant)

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Mise à jour: 1/07/2004

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