Thinkpad X300 特集介绍

關於X300所採用的SFF封裝平台，研發代號是「Santa Ynez」，可看作「Santa Rosa」平台的先進封裝版。先以CPU為例，Santa Rosa平台初期搭載的是Merom處理器（後期才改為Penryn），與Santa Ynez版本的Merom差別如下(均以低電壓版為例)：

	Merom-LV (Santa Rosa)	Merom-LV (Santa Ynez)
封裝面積	35mm x 35mm	22mm x 22mm
封裝高度	2.9mm	2.0mm
Ball(腳位)數量	479(BGA)	956(BGA)
Ball Pitch(min)	1.27mm	0.673mm

北橋資料如下：

	965PM/GM (Santa Rosa)	GS965 SFF (Santa Ynez)
封裝面積	35mm x 35mm	25mm x 27mm
封裝高度	2.4mm	2.06mm
Ball(腳位)數量	1299	1363
Ball Pitch(min)	0.8mm	0.592mm

南橋資料如下：

	ICH8M-Enhanced (Santa Rosa)	ICH8M-Enhanced-S (Santa Ynez)
封裝面積	31mm x 31mm	16mm x 16mm
封裝高度	2.3mm	1.4mm
Ball(腳位)數量	676	576
Ball Pitch(min)	1.0mm	0.65mm

很明顯地，採用SFF封裝的晶片面積可大幅縮小，但BGA腳位數量也增加許多，主機板也必須採用高密度設計。Yamato Lab便在X300主機板上採用「HDI」(High Density Interconnect)設計。T61的主機板雖然是十層板(FR4)，但各層電路採用「PTH(Plated Through Hole)」的貫通設計。X300所使用的HDI電路板同樣有十層，但採用兩項非貫通技術(interstitial via hole)用來連接內外部各層（1+8+1）：

• blind via hole:供連接表層與第二層(或第十層連接第九層)
• buried via hole:供第二層至第九層，各層內部連接用

值得一提的是，早在1994年推出ThinkPad 755C時，主機板便已採用過blind via hole技術。

隨著晶片的BGA腳位數量增加，如何避免晶片「錫裂」便成為亟待克服的議題。一般桌上型電腦所使用的主機板較少發生晶片腳位斷裂等問題，畢竟主機板鮮少遭受到外力施壓（除非使用者常用腳去踹...），筆記型電腦就常常需要外出移動，主機板一但受到各種外力時，很容易產生彎曲，這時候原本焊接在板子上的BGA封裝晶片便有可能在焊接點處斷裂(錫裂)。

Yamato Lab在T40-Series時便飽受錫裂困擾，因為後期的晶片組BGA腳位越來越複雜，雖然ThinkPad「主機本體」強固性依舊，但對於遇到外力導致機板彎曲而造成的錫裂卻是傷透腦筋。也因此後來推出了「Roll Cage」金屬骨架，便是用來保護越來越「脆弱」的BGA封裝晶片。

X300採用了兩項措施以保護BGA腳位暴增的SFF封裝晶片，一項是「單體Roll Cage」設計，另一項則是在設計階段便進行「彎曲測試」，作為零件擺設位置、黏著劑使用最佳化等的重要參考。

X300內部設計除了散熱機制與超精密主機板之外，攸關機體強度的材質應用與結構設計也是Yamato Lab的拿手好戲之一，請待稍後介紹。

歷經了「過勞之三四月」，站長終於恢復ThinkPad X300測試連載，對於拖搞過久在此向網友表示歉意。站長預計在6月就能夠完成X300介紹特集，主要原因是站長有意重測「效能實測」章節。雖然先前已使用X300試作機完成效能以及續航力等測試項目，但試作機所使用的SSD後來並沒有被量產機所採用，站長便向原廠提出希望補測X300量產機的真實效能。在最後章節「結語---ThinkPad大未來」發佈時，ThinkPad有可能發表最新一代「Montevina」平台的T/R/X-Series，甚至傳聞中的平價版「SL-Series」都有可能揭開神祕面紗，本次的「X300介紹特集」算是見證到2008年ThinkPad大改版的承先啟後之作，作為TPUSER成立十週年紀念之作也算是冥冥中的安排吧（笑）。

左圖是X300與T61的對照圖。站長特別將兩台主機的光碟機、硬碟機與電池都取出，並依照安裝位置排列。T61採用沿襲自T40的傳統排列方式，光碟機位於機身右側；硬碟機位於Palmrest右側下方；電池裝於機身後方。此類做法雖然會造成Palmrst左右溫差大，卻擁有後置電池槽，支援各種容量的電池，T61 14.1吋寬螢幕機種就有4/6/7/9-cell四種組合。

X300則將光碟機置於機身右側；SSD位於機身左側中段；電池則置於Palmrest下方。X300也修正了X60-Series將無線網卡擺在Palmrest下方的缺點，讓X300成為近幾年來達到「Plamrest免高溫」目標的代表性機種。雖然少了後置電池槽的擴充彈性，X300仍舊可以裝載6-cell主電池，並搭配3-cell擴充槽專用鋰聚合物電池，提供「全天運算( Full Day Computing)」所需的長效續航力。

左圖是T61的2.5吋硬碟機與X300的1.8吋SSD對照圖。一般人對於2.5吋硬碟的印象是「很小」(相較於桌上型電腦用的3.5吋硬碟)，但在1.8吋SSD面前，2.5吋硬碟卻顯得巨大。Yamato Lab為了確保傳統硬碟機在遭受外力撞擊時能盡量降低損害程度，設計了多道防護措施，從APS系統(偵測外力便將磁頭停泊(parking)的機制)到硬碟機兩側加裝防震塑膠軌，顯見傳統硬碟對於外力撞擊的防禦有多麼脆弱。相形之下，新一代的固態硬碟SSD( Solid-sate Drive)採用Flash當儲存媒體，抗震性遠勝傳統硬碟，從左圖中HDD必須被層層保護，但SSD卻相當乾淨俐落可見一斑。

通常SSD具備以下的優點：

耐震性佳 (傳統硬碟非常怕磁頭撞擊到碟片導致壞軌甚至故障)
零噪音 (傳統硬碟需依賴馬達運轉，容易產生噪音)
低耗電 (傳統硬碟驅動馬達時須消耗大量電力)
運轉溫度較低 (傳統硬碟如果馬達轉速越高，溫度越高)
資料搜尋時間短 (傳統硬碟須靠磁頭在碟片上讀/寫資料，速度受限)
從上述各項優點可看出，SSD幾乎完美地修正了傳統硬碟的所有缺點，如果再把「體積小」以及「高效能讀取」這兩項優點列進入，SSD幾乎「階及神明」了，但事實真是如此嗎？

隨著高階筆電( ThinkPad X300或是Mac Air)相繼導入SSD，後來連低價筆電(例如eeePC)也號稱內建「SSD」(其實是把NAND Flash焊在主機板上)，一時之間SSD成為顯學，商業媒體也在不明就理情況下開始SSD造神運動。各大報紙、雜誌提到SSD遲遲無法大量普及的原因均指向「價格過高」，但notebook原廠卻有另外一項難言之隱，那就是「SSD資料災難論」。

傳統硬碟固然又吵、又脆弱，但只要有完善的抗震防護，至少不會讓使用者的資料無故「損毀」，甚至無法進行讀寫。使用者都必須先有一項認知，無論是傳統硬碟(HDD)或是固態硬碟(SSD)，「儲存使用者的資料」可說是「天職」，縱使SSD有無數的優點，一但連最基本的任務都無法確保時，SSD是否為稱職的「Storage」(儲存媒體)實有待商榷。

一般討論HDD與SSD資料保存特性時，會從兩個角度去討論：

Endurance（耐用度）：SSD中的Flash讀/寫次數限制。
Data Retention（資料保存度）：資料儲存於SSD/HDD的保存年限
傳統硬碟(HDD)並無Endurance(耐用度)上的物理限制，也就是不管碟片讀寫多少次，只要硬碟運作正常、碟片無壞軌，就可以持續讀寫資料。但SSD就麻煩了，由於SSD是靠 Flash所組成，每顆Flash都有其物理上的讀寫壽命，通常是3千到10萬次不等，換言之SSD是有讀寫壽命限制的，但HDD則無。

為增加SSD的耐用度，通常會採用兩種方式：

Wear Leveling(平均抹寫儲存區塊)機制
預留Flash空間

為避免SSD所使用的NAND Flash在某些block區塊遭受頻繁寫入進而「夭壽」，透過Wear Leveling機制可讓資料平均寫入各bolck內，進而達到延長SSD使用年限的目的。如果SSD當作單純的儲存媒體或許寫入耗損的損失並不是很嚴重，一但作為Windows作業系統的安裝磁碟時，就算Wear Leveling再神勇，遇到作業系統因為記憶體不夠而頻繁進行SWAP動作時，也是回天乏術。

由於Flash耗損是無可避免的，除了Wear Leveling機制之外，SSD原廠乾脆「預留Flash空間」，例如標準容量是64GB的SSD，實際空間其實大於64GB，多出來的空間就是用來遞補使用期間「陣亡」的區塊，類似「後備區塊」。

SSD對於Endurance(耐用度)雖然可依賴上述兩種方式延長使用時限，但對於Data Retention(資料保存度)卻是無計可施。傳統硬碟寫入的資料通常可保存10年且能夠正常讀取。但如果SSD的資料保存度卻與NAND FLASH抹寫次數有關，雖然SSD也能夠宣稱具備10年的資料保存期限，但前提是該NAND區塊抹寫次數在十次以內才有可能，一但SSD時常進行抹寫動作，不但該區塊的耐用度會下降，連資料寫進去之後能保存多久都在未定之天。這問題將隨著SSD改用MLC顆粒而有惡化的可能。

既然SSD有資料保存上的先天性弱點，但在媒體的渲染之下SSD卻儼然成為notebook的「救世主」，殊不知SSD仍算是「發展中」的產品，不但單價高、容量低，資料安全度更是一大隱憂。這也是為何Yamato Lab遲遲未採用SSD的主因。如果網友曾看過Business Week的X300封面故事，X300在即將量產階段因為SSD沒通過內部驗證，差點延遲到上市時程。

根據原廠所提供的參考數據，X300所內建的SSD假設使用者每天有20GB的「I/O Throughput」流量，然後連續365天使用，可持續5年使用。但SSD先天就是會耗損NAND Flash，故即使SSD並未故障，容量也會逐漸縮小，請網友能夠認知此項限制。

因此，為了避免搭載SSD的notebook因作業系統的SWAP動作，導致SSD「夭壽」，靠大量的記憶體組成「RAMDrive」也是一個延長SSD壽命的良方。通常Windows作業系統會在HDD硬碟取一塊空間當作「虛擬記憶體」，現在DDR2-SDRAM記憶體模組已經跌到谷底了，既然都採用SSD了，不妨將記憶體加到4GB，其中1GB設成RAMDrive作為虛擬記憶體之用。有興趣的網友請參閱：「[教學]如何讓ThinkPad X61在32位元Windows XP『用』到4GB記憶體?」

接下來談一下SSD的效能問題。站長曾經在主站Blog上發表過一篇「創見(Transcend)2.5吋 SATA介面固態硬碟 (SSD)大測試！ 」，即使受測的SSD已經採用高速SLC晶片，實測數據卻不是很理想。同樣的狀況也出現在Apple Mac Air所採用的1.8吋SSD上面，根據Engadget的報導「MacBook Air SSD 版沒有比較會飛」。Mac Air的SSD採用PATA界面，創見的SSD雖然是SATA界面，但實際上仍是靠一顆SATA橋接晶片將PATA訊號轉成SATA訊號。相較之下X300所採用的Samsung SSD則是原生SATA界面，循序讀取效能維持在70MB/s以上，傳統2.5吋HDD就無法維持等速讀取效能。

只要用過X300的「真．SSD」，就會被SSD的真實效能所吸引，很難回去用傳統硬碟了，遑論採用SATA橋接晶片的SSD。因此就算SSD有前面列舉的諸項先天弱點，站長不得不說「效能真的非常難讓人割捨呀」(笑)。特別是在操作X300時，不用擔心主機震動、運轉安靜無聲，短程移動時根本不用考慮關機或是休眠，螢幕蓋上就可以到處帶著跑，螢幕一打開馬上進入系統作業，如果用傳統硬碟就無法如此隨意了。因此就站長個人的想法，SSD適合使用在「輕薄攜帶」的筆記型電腦上，換言之並非主力工作機，不妨下面舉個例子來解釋好了。

站長最近買了一台T61準備拿到辦公室使用，主機會接在Advanced mini Dock上面，然後外接螢幕、鍵盤跟滑鼠，讓T61搖身一變成為名符其實的「桌上堡壘」，由於這台T61是日常工作的主力機，舉凡各式文件、簡報都會由這台機器產出，基於資料的保存性，站長仍選擇了裝配7200rpm的2.5吋傳統硬碟。此外，主機會再外接一個硬碟外接盒隨時備份主硬碟裡面的資料，將來會採用雙槽式的外接RAID設備來存放。

至於外出隨身攜帶的notebook，由於頂多播放簡報檔、瀏覽網頁、收發WebMail信件，主機本身「較少產出文件」，站長就會大膽採用SSD了，一但SSD故障也不至於讓心血結晶就此灰飛湮滅，因為主要資料仍舊存放在T61以及外接硬碟盒中。

沒有資料保存性的負擔之後，ThinkPad X-Series或是ideaPad U110便能夠享受SSD的相關優點，唯一的代價就是「成本過高」(笑)。站長推測即使到2009年，一顆原生SATA(能提供70MB/s讀取效能)的64GB SSD售價恐怕仍需要一萬元台幣，同樣的預算大概能買到兩顆7200rpm 320GB HDD了，使用者是否願意耗費鉅資卻僅買到64GB，恐怕將是SSD發展的最大隱憂。但就站長而言，如果只是隨身攜帶的主機，搭載64GB的SSD容量足矣，低耗電、零噪音、高效能以及耐震性佳才是此類輕薄攜帶主機所需要的