Batterier som varar

Igår köpte jag en julklapp till mig själv. Det blev en (till) liten netbookdator, till det facila priset av knappt två tusen kronor. Den här gången är bildskärmen större (nio tum mot sju), men batterilivslängden är fortfarande inte mycket att hurra för.
Därför tänkte jag den här gången lägga in en lite längre historia som jag skrev förra veckan på vägen från Frankfurt till Los Angeles (och lite på vägen tillbaka också). Allt är skrivet på en tio år gammal dator.
Alltså..
Nu har jag skrivit på den här datorn under större delen av resan från Frankfurt till Los Angeles och i en timma eller så på terminalen i Los Angeles. Datorn påstår att jag har 66 procent kvar av batteriet, vilket skall motsvara drygt fem timmar.
Att datorn sedan bara väger ett kilo och har ett batteri på bara 23 Wh gör det hela ännu märkligare. Vi talar alltså om en effektförbrukning på drygt två watt, trots färgskärm (nio tum). Datorn slår dessutom på och av på sådär en kvarts sekund, utan att kräva speciella vilolägen.
Man skulle kunna tro att det här är en ny fantastisk uppfinning, men faktum är att den lilla laptopdatorn är hela tio år gammal. De finns heller ingen vidareutveckling, utan HP Jornada är den sista i sin klass. Visst är det märkligt. Det hela är ett bra exempel på hur svår det ibland kan vara för bra idéer att få genomslag.
Men låt oss börja från början.
Det har alltid funnits en hyggligt stor grupp datoranvändare som vill ha bärbara datorer med låg vikt och med lång batterilivslängd. Målet har alltid varit en vikt under kilot och batterilivslängd över åtta timmar. Ännu lägre vikt och ännu längre batterilivslängd vore naturligtvis bra, men ett kilo och åtta timmar är acceptabelt för de flesta.
Det här har aldrig varit lätt att åstadkomma och det kräver att man antingen offrar prestanda eller står ut med ett högt pris. Med de ackumulatorer som fanns för tio år sedan blev effektbudgeten maximalt tre watt. Idag kan man tillåta nästan det dubbla med samma förutsättningar.
Om man utgår från en svartvit LCD-skärm och processorer i prestandaklass som en tidig PC eller Atari blir det hela mycket enkelt. Handdatorer som Palm III eller Palm V har en batterilivslängd på mer än 150 timmar, trots mycket små batterier. Vi talar om runt 1 Wh och en effektbudget på mindre än 10 mW. En större skärm och mer minne ökar effektförbrukningen, men inte särskilt mycket. Det är lätt att hålla sig under 100 mW. Men en traditionell svartvit (STN) LCD-skärm utan bakgrundsbelysning är inte särskilt kul att arbeta med.
Hewlett Packard var ett av flera företag som för drygt tio år sedan satsade på att ta fram en användbar dator i litet format, med färgskärm och med lång batterilivslängd. Faktum är att man tog fram två: en i ”fullstorlek” med nio tums bildskärm och en i ”halvformat” med nästan samma bredd, men med hälften så hög skärm. Fullformatsdatorn fick ett tangentbord som var ca 90 procent av normal storlek. Det är för övrigt samma storlek som dagens netbooks.
Operativsystemet var i bägge fallen Windows CE och bägge datorerna baserades på StrongARM-processorn med en klockfrekvens på mindre än 100 MHz. Allt minne är statiskt och batteriuppbackat. Dessutom finns plats för CompactFlash-kort för att lagra data och flytta data mellan datorer.
Microsoft tog tidigt fram förenklade CE-versioner av Office-sviten. Word, Excel, PowerPoint och Access finns med som standard. Så också emailklient och webläsaren Explorer. Den senare har inte riktigt hängt med under åren, så grafiken på websidor blir lite egendomlig. Men det går att köra Internet om man har ett Ethernet-PC-card till Jornadan.
Det är alltså den fullstora enkilosversionen av Jornada som jag sitter och skriver på nu. Det är inga som helst problem. Ordbehandlaren är alldeles tillräckligt snabb och tangentbord och bildskärm duger bra. Filformaten är kompatibla och det är inga problem att flytta det jag skriver från den här datorn till en annan. Det enklaste sättet är att använda CompactFlash-kort.
Vad var det då som sänkte Jornada och de andra CE-datorerna?
Delvis handlade det om en omfokusering från Microsoft. De var efter ett par år inte längre särskilt intresserade av att lansera CE på notebookmarknaden, utan satsade bara på mobiltelefoner och embedded. Det innebar att inga nya notebookapplikationer adderades.
Men också datortillverkarna drog sitt strå till stacken. Jornada hade visserligen USB-port, men det fanns bara drivrutiner för pekdon. USB-minnen och andra USB-enheter gick aldrig att använda. Och inga nya program kom till.
För användarna blev det hela till slut ohållbart. Grafikprogram, bildbehandlare etc måste köras på en separat dator. CE-datorn blev svår att använda som enda resedator och att ha med sig två datorer är inte optimalt. I så fall måste den lilla datorn vara ännu lättare än ett kilo (eller kosta väldigt lite).
I stället kom marknaden för små datorer under flera år att domineras av mycket dyra ”premium”-datorer med ”riktig” Windows, lågefekt-Pentiumprocessorer, dyra batterier och kraftful optimering. Allt runt ett kilo kostade plötsligt minst 20000 kronor. Bra för tillverkarna, men lite magstarkt för användarna. Så här var det tills netbookdatorerna kom och förstörde den marknaden för något år sedan.
Från mobilteleoperatörer och mobiltelefontillverkare satsar man på stora ”featurephones” och Intel satsar på en ny minimal klass av handdatorer kallad MID. I bägge fallen ligger fokus på video, prestanda och minimal storlek och i bägge fallen saknas ”riktiga” tangentbord. Och tillverkarna försöker hålla en förvånansvärt hög prisnivå.
Netbookdatorerna har definierat en ny prisnivå och de ligger alla runt ett kilo. Men alla har problem med energiförbrukningen. Till och med en liten netbookdator som Asus EEE PC slukar nästan 10 W utan att egentligen göra något. Mycket av förbrukningen går till periferikretsarna och om man aktiverar trådlöst nätverk blir situationen ännu värre. Så batteritiden hamnar strax över tre timmar och det är ju inte särskilt imponerande. Genom att öka batteristorleken kan man dubbla tiden, men då börjar det bli tungt.
Intel har lanserat effektivare I/O-kretsar, så det går att komma längre, men ettkilosgränsen verkar svår att slå. Eller rättare sagt – när tillverkarna har nått ett kilo väljer de genomgående att optimera för högre prestanda i stället för att minska vikten ytterligare.
Nåväl, vad kan man då lära av det här? Till att börja med att det går att tillverka ytterst strömsnåla datorer om man inte behöver köra tunga program. En niotumsskärm är betydligt strömsnålare än man kan tro, speciellt om den har LED-bakgrundsbelysning, och processorkraft för att klara ordbehandling och adressbok bör utan vidare klara sig under 1 W inklusive periferienheter. 2-3 W totalförbrukning, alltså samma som Jornadadatorn, räcker långt om man inte behöver ha ett trådlöst nätverk inkopplat.
De senaste tio åren har också batteritekniken utvecklats en del. En ackumulator på drygt 20 Wh väger betydligt mindre än för tio år sedan. Samtidigt har elektroniken integrerats radikalt. Kretskortsstorlek och komponentantal har minskat och därmed totalvikten. Det borde alltså vara fullt möjligt att komma neråt halvkilot och ändå klara mer än åtta timmars batteritid.
Det här förutsätter förstås att man struntar i högupplöst video, avancerade bildbehandlingsprogram och hårddiskar. Och det är här det mesta gick snett i de moderna datorgenerationerna. För alla tillverkare förutsätter att alla vill ha allt hela tiden. Och det kostar energi.
Vad som egentligen skulle behövas är en dator med dubbla operativsystem. Det finns ju egentligen ingen anledning att dra igång ett stort operativsystem bara för att skriva text eller kolla kalendern. För det behövs nästan inga operativsystemsresurser alls. Man kan till och med tänka sig en dator med dubbla processorer, där något i stil med en liten ARM-processor eller en 68000-processor tuffar fram i sakta mak utan att kräva någon nämnvärd energi eller någon större mängd RAM. När det är dags att köra större program är det bara att dra igång x86-processorn och se batterikapaciteten rinna undan i raskare takt.
På det här sättet skulle man dessutom komma runt kompatibilitetsproblemet. Om man förutsätter att det slutliga arbetet: rättstavning, slutkontroll av PowerPoint-bilder, verklig bildbehandling etc, görs med ”riktiga” program och med ett ”riktigt” operativsystem kan de enkla programmen hållas enkla.
En intressant variant av det här finns i många nya Asus-datorer. Där finns både Windows (XP eller Vista) och ett minimerad Linuxvariant för att dra igång en enkel ordbehandlare, en enkel Internet-browser och lite annat. Här är inte grundtanken att minska energiförbrukningen, utan bara att förkorta uppstartstiden. Men principen är inte dum och skulle lätt kunna översättas till ett lågenergiläge.
Den som lever får se.
God jul

Comments are closed.