2008年秋季日－本Yamato Lab参访回忆录(上)－－－TP非官方情报站【转】 Yamato, Lab

domingo

距离上次组团拜访日.本已经整整两年，今年适逢本站十週年纪念(也是ThinkPad 600发表十週年纪念)，非常感谢Lenovo-tw排除万难，顺利举办2008年Yamato Lab参访团，让台.湾的TPUSER们能再次踏上日.本，前往ThinkPad设计殿堂—Yamato Laboratory(大和事业所，文后简称Yamato Lab)。 本站自从2003年举办首次的Yamato Lab参访团，今年是第三次。全世界除了日.本本国有举办类似的使用者参访行程之外，台.湾是唯一的例外，而TPUSER非常荣幸能代表台湾组团前往Yamato Lab。每次站长都感受到日方对客人的尊重，例如活动内容的安排均由我方提出，日方配合安排相关的人员出席。说来惭愧，站长每次都劳烦Yamato Lab安排某几位重量级设计人员能够上台简报或是与进行会谈，日方不但都顺利安排，今年甚至还出现「神祕嘉宾」(笑)，着实让一行人大出意料之外。 下面便是今年最后定桉的行程，通常上午会针对专题进行简报，下午安排Yamato Lab内部测试设施参访以及与开发人员对谈。往年的主题都是各款ThinkPad，例如两年前是依序介绍T-Series与X-Series，今年站长特别修改成针对ThinkPad「三大神器」进行深入的介绍，这三大主题便是：「机构及材料开发」、「散热设计」与「键盘设计」，下午则与T-Series及X-Series的PM与网友对谈。三大主题的主讲者都是站长指定的，承蒙Yamato Lab的小笠原 明生所长的大力协助，顺利安排主讲人员的出席时间。站长在此表达感激之意。

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2009-1-30 17:27

今年的11月14日(星期五)东京天气十分晴朗，早上八点不到TPUSER参访团一行人便从新宿的下榻饭店出发，搭乘Lenovo-tw安排的游览车一路朝神奈川县大和市出发。原本担心路上会塞车，实际上只花了一小时不到便抵达Yamato Lab。这次Lenovo-tw随行的是公关经理沉汝康先生，本次活动也是由沉经理与日方接洽。至于日方负责招待的则是高桥 达(Takahashi)先生，高桥先生引领大家到简报室之后，便由横田 聪一(Yokota)先生(职称为Executive Director)开始介绍第一个专题简报：「Yamato Overview & ThinkPad History」。由于第一个简报内容算是概略介绍Yamato Lab及ThinkPad历史，故站长就不在此说明。 紧接着开始的是连续三场的专题简报，第一场由大谷哲也(Tetsuya Ohtani)先生担纲，负责介绍「ThinkPad Mechanical Design & Material Development」(ThinkPad机构设计与材质开发)。大谷先生的职称为Platform机构设计担当，站长曾在日.本媒体上看到大谷先生讲解ThinkPad的材料开发，没想到Yamato Lab真的如愿安排大谷先生为大家说明ThinkPad引以自豪的材料开发历程。

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2009-1-30 17:28

由于三场简报的内容非常丰富，站长无法逐页介绍，仅针对几张在台.湾难得一见的简报以飨网友，尚请大家见谅。 大谷先生多年来负责ThinkPad的材质开发，故简报内容特别介绍「强化碳纤维」(Carbon Fiber Reinforced Plastic,文后简称CFRP)的开发历程。由下图可以看到ThinkPad所使用过的CFRP已经推进到第六世代。第一代的CFRP用于ThinkPad 700/750-Series，甚至还通过NASA测试而被带上太空使用。大谷先生甚至拿出ThinkPad 750实机给大家鑑赏。第二代的CFRP用于ThinkPad 600-Series，之后的ThinkPad 570-Series则使用第三代CFRP，其实570与560都是同属第三代CFRP。站长有询问大谷先生，为何ThinkPad 600比560晚上市，却使用第二代CFRP，答桉是第二及第三代CFRP其实开发时程非常接近，站长个人推测ThinkPad 560机身较薄，故採用第三代的CFRP。第四代CFRP便广泛用于 T20/30-Series，也就是大家常听到的「Titanium Composite」(钛合金複合碳纤维)。第五代CFRP首度出现在Z60t-Series，取名为「Hybrid CFRP」。为了解决无线网路讯号遭外壳材质遮蔽的问题，Yamato Lab特别将Hybrid CFRP与玻璃碳纤维(Glass Fiber Reinforced Plastic,文后简称GFRP)「融合」，开发出第六代CFRP，目前已使用在X300-Series以及X200s上。

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2009-1-30 17:29

在说明第六代CFRP之前，就必须先解释第五代的CFRP架构。第五代便是Hybrid CFRP，将碳纤维以交叉方式编织成多层（MultiLayer），两层碳纤维中间则是「低比重发泡材料层」比传统CFRP更为坚固且轻量化，大谷先生特别强调Hybrid CFRP能够浮在水面上。至于第六代CFRP则是融合了Hybrid CFRP的坚硬特性，以及GFRP电波传导性佳的优点。大谷先生也带来了一片採用第六代CFRP的ThinkPad背盖样品，请参阅下图，可以看到CFRP与GFRP的锯齿状融合线，咖啡色的部份就是GFRP材质，因此背盖是由两种不同的材质「融合」相拼而成。根据 Yamato Lab的内部评估，X300比起T61採用LCD Roll Cage的设计降低了47%的重量，而且实测的抗冲击效果甚至比T61更佳，X300的无线网路传输效果也比T60更佳。

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2009-1-30 17:30

既然第六代CFRP具备这麽多的优点，为何不全面应用于T-Series呢？大谷先生表示目前暂时无法大量生产，故T61之后改由机构上强化抗压性，也就是不完全依赖背盖材质。下图也是大谷先生带来的「LCD Roll Cage」实物样品，站长觉得中间的蜂巢状构型挺像STAR WARS星际大战裡面的Tie Fighter驾驶舱造型(笑)。T61或T400背盖採用的材质是超弹性聚碳酸酯(Super-Elastic PolyCarconate，文后简称SEPC)，究竟有多「超弹性」呢，大谷先生现场直接示范给大家看，将T61的背盖(当然LCD Roll Cage已经取下)直接对折！之后再将背盖交给大家传阅。SEPC可不是光有弹性而已，SEPC本身具有耐热、抗冲击、阻燃等特点，搭配镁铝合金建构而成的LCD Roll Cage提供T-Series强大的抗压防护。(但即使如此大费周章…第六代CFRP抗压力其实是胜过SEPC+Roll Cage的。)

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2009-1-30 17:30

[ 本帖最后由 domingo 于 2009-1-30 17:30 编辑 ]

domingo

接着几张简报大谷先生介绍为何从T60开始进行机构变革，要从美国的高中学生机故障率偏高开始谈起，在美国的某些高中学校有提供ThinkPad供学生使用，根据当时的统计数据，T40/R40的硬碟、主机板、键盘维修率明显高于一般商业用途，由于这些学校都是集体大量採购ThinkPad，Yamato Lab为了探究故障原因所在，特地派遣人员实地造访当地学生的使用情境。实际访查的结果发现ThinkPad是在非常「艰困」(笑)的情境中运作，例如高中生通常都「不关机」直接把萤幕阖上之后，往背包一扔然后接上耳机，边骑脚踏车边听音乐，把ThinkPad当随身听使用，难怪硬碟容易因为震动而发生异常（当时还没有内建APS硬碟防震系统）；或是(美国)学生习惯在电脑前吃零食，为了清除键盘上的碎屑，常不小心将键帽拔起导致「剪刀脚」断裂；再者随着南北桥以及显示晶片的BGA封装脚位越来越多，T40-Series常发生的「晶片锡裂」自然也出现在将机器随处摆的高中校园机身上，主机板维修率自然也居高不下。

凡此种种现象，如果单以一般商业用途时可能不会那麽严重，但既然是ThinkPad就必须加以克服。为此Yamato Lab开始重新设计机构以及键盘，从T60开始全面採用Roll Cage强化主机抗震能力，全新设计的按键设计让键帽能够轻鬆地拔起并安装回去。所以这些变革竟然不是来自于商务人士，而是一群「活泼好动」的高中学生。

下图是大谷先生特别介绍X300底部防震橡胶的特殊设计：「Landing foot」，几乎每台notebook底部都有类似的橡胶垫，Yamato Lab已申请专利的「Landing foot」则是在造型上进行修改，号称可降低主机碰触到平面时所产生的震动尖峰G值达30%。

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2009-1-30 17:31

最后大谷先生特别提起为了减轻Intel晶片组的锡裂问题，Yamato Lab建议Intel将南北桥晶片的四个角落把几个BGA脚位设为「不作用」，后来Intel在「Santa Rosa」平台的Centrino notebook开始採用此项建议。所谓的Santa Rosa平台对应到ThinkPad便是T61/R61/X61-Series。

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2009-1-30 17:33

第二场主题是「ThinkPad Thermal Design History」(ThinkPad散热设计历史)，由中村 聪伸(Fusanobu Nakamura)先生主讲。中村先生在ThinkPad还未问世前就在IBM进行notebook的机构及散热研究，之后历任ThinkPad 600/T30/T40以及TransNote(一台可变形的10.4吋特殊机种)的机构设计师，目前在Yamato Lab的先端技术研究所担任Technical Master of Thermal/Mechanical Design。站长与中村先生有过数面之缘，最早回朔到2003年参访Yamato Lab时，当时日方询问台湾想邀请哪些人出席，站长当时从日.本媒体的报导知道中村先生担任T40的机构设机师，便希望能与中村先生见面，有兴趣的网友可参阅站长当年写的访谈过程，事隔五年再对照当年的经历，也算是见证了ThinkPad的发展过程。2006年拜访Yamato Lab时，中村先生也应邀出席T-Series开发团队的座谈会，会上釐清了T60的散热机制，让站长获益良多。故今年特地请中村先生主讲ThinkPad散热设计，可为实至名归。

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2009-1-30 17:33

关于ThinkPad的散热设计，必须从四个构面「同时」去考虑： 温度(内部元件的温度以及机体表面温度) 运转噪音等级(攸关风扇转速及机构设计) 效能(CPU及显示晶片的运转速度) 散热装置规格(尺寸及重量) 中村先生强调如果放掉其中一个构面去处理散热问题就会很容易（例如不顾虑风扇噪音，一味的提高风扇转速），但最难的是要同时兼顾四个构面，后面的简报内容也与这四个构面紧紧相扣。

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2009-1-30 17:33

下面的这张「Thermal Design History」简报堪称本节简报的精髓，由不同年份的散热设计与对应机种贯串主题，其实站长在ThinkPad X300的测试文章中便提起ThinkPad散热历史，但实际听到中村先生讲解时仍大为感动。ThinkPad最早仅使用散热片，例如早年的ThinkPad 750C（80486SL／33MHz）其CPU TDP(Thermal Design Power)仅1.7W，随着Intel的CPU运转热量越来越高，当Intel推出486DX4（75MHz）CPU时，TDP暴增为3.3W。Yamato Lab为了将这颗CPU用在ThinkPad 755C而伤透了脑筋。后来决定採用热导管(Heat Pipe)解决散热问题。

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2009-1-30 17:35

站长之前在日.本媒体看到下列简报所示的「冰淇淋剪」时一直大惑不解，只知道中村先生到美国参访时受到启示，却一直不知道「冰淇淋剪」与热导管有何渊源。直到中村先生本人解释之后才豁然开朗，原来中村先生在美国偶然使用到一把採用热导管技术的「冰淇淋剪」，它能将体热传导到前端的勺子，方便挖取冰淇淋，中村先生便联想到热导管应该可以应用在ThinkPad上面，回国后中村先生开始着手开发热导管设计。无怪乎「冰淇淋剪」会在ThinkPad散热设计史上佔有一席之地(笑)。

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2009-1-30 17:35

下图是热导管的运作示意图，热导管这项14年前的经典设计，从对付TDP「3.3W」的CPU一直进化到用来对付TDP 35W的Intel双核心CPU，甚至高速GPU在内， 显见技术不断的演进而未退流行。除了热导管之外，其实散热片也有进步，例如从ThinkPad 600开始在铜(导热性佳)与铝(重量轻)金属中取得平衡，採用「Material Hybrid」材质组合。ThinkPad的散热设计可以说从散热片然后演进到热导管，之后加入散热风扇，但ThinkPad首次採用散热风扇已经是1997年的事情了。

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2009-1-30 17:35

[ 本帖最后由 domingo 于 2009-1-30 17:35 编辑 ]

domingo

虽然Yamato Lab一直到1997年推出ThinkPad 760XD时，才首次採用散热风扇，当时所搭载的CPU是Pentium 166MHz。Yamato Lab迟迟未採用散热风扇的原因在于可靠度以及噪音问题。为了进一步解决这两项问题，Yamato Lab开始投入「Hydro Dynamics Bearing」 （台湾通称为「液态轴承」）的风扇研究。终于在ThinkPad 600首次採用液态轴承的新型散热风扇。

散热风扇除了在马达轴承上改进之外，Yamato Lab也在叶片造型上费尽苦心。传统思惟是「提高马达转速、增大风量以压制CPU热度」，但此举却会带来提高运转噪音的后遗症，使用者长时间使用时往往被噪音所恼。既然风扇转速不能随意提高，Yamato Lab便开始思索其他的改进方式，首先从ThinkPab T60採用的「Silent Owl Blade」(猫头鹰羽毛造型叶片)开始，这项设计灵感取自猫头鹰的羽毛造型，目的是藉由改进叶片造型，达成降低运转噪音的目的。

目前「猫头鹰羽毛造型叶片」已经推进到T400所使用的第三代设计，下图则是T61/R61所使用的一系列叶片造型。有网友询问T61与R61有何不同，从中村先生的简报才知道，原来T61与R61的散热风扇还是有区隔。

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2009-1-30 17:36

到了推出ThinkPad T61时，由于採用Intel Core 2 Duo (Merom) CPU，TDP又增加了，Yamato Lab这次不单从散热机制上着手，转而从机构设计下手。最后交出的亮丽成果是T61即使搭载更高TDP的CPU，机体底部温度竟然还比T60低了五度！关键设计便是「通风断热」设计，师法住宅建筑技术的发明，在高温的发热体下方装设进气孔，达到导入冷空气的目的。 如果T61不採用通风断热设计，也想达成比T60低五度的结果，必须能确保增加15%的风量，相当于散热片需增加2mm厚度或是提高2dB噪音量，很显然地Yamato Lab决定同时兼顾机体散热与降低噪音。「通风断热」设计后来也运用在X300-Series以及后继的T400/R400等机种。事实上使用者对于T61或是T400的机体底部温度都很满意，相较于其他友商的同尺寸主机，ThinkPad的散热设计成效良好。

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2009-1-30 17:36

中村先生的最后一张简报谈到ThinkPad未来的散热设计，其中「Keep Investment（持续投资）」让站长深为认同。notebook的散热机制研发是一条不归路，诚如中村先生所言，随着未来CPU/GPU的TDP不断提高，更能彰显ThinkPad散热设计的价值，这些都必须靠「Studying basic technologies(研究基础科学)」以及「Simulation facility(模拟设施)」来累积经验，也就是持续研究「基本功」并使用先进设施进行验证，这些其实都是要长期投注研发资金的。就像「通风断热」设计以及「猫头鹰羽毛造型叶片」，说穿了均取经自生活周遭以及大自然，但要如何实作到ThinkPad却需要不断的验证、改进，才有今天的成果。 最后站长对于前面介绍过的「Thermal Design History」简报中，提及「Liquid Cooling」询问中村先生，他表示Yamato Lab一直有进行「水冷散热」的研发，大家颇为惊讶。从1996年左右开始研发，目前已经进行到「Project D」，但中村先生并没有透露何时会正式採用。至少Yamato Lab已经默默研发12年，对于研发的坚持可见一番。

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2009-1-30 17:37

上午的第三场简报是由notebook Development Lab的堀内光雄(Mitsuo Horiuchi)副部长向大家介绍ThinkPad键盘设计。其实大家私下都称呼崛内副部长为「Keyboard桑」，因为崛内副部长这十六年来一直参与ThinkPad键盘设计，故每次的参访行程都会邀请出席。

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2009-1-30 17:38

[ 本帖最后由 domingo 于 2009-1-30 17:38 编辑 ]

domingo

崛内副部长不但准备了两份简报内容，也特地准备两个键盘让大家见识见识，其中一个就是颇负盛名的「Butterfly」蝴蝶机键盘。当年为了在10.4吋小萤幕机型中摆入全尺寸键盘，Yamato Lab破天荒地设计出这个折叠机构键盘。但随着LCD面板越来越大，再加上「Butterfly」键盘厚度不低且构造複杂(代表成本很高…)，除了ThinkPad 701之外，就不再使用了。当年的IBM经常开发此类堪称经典设计却卖相欠佳的商品(苦笑)，例如OS/2或是日后的TransNote。

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2009-1-30 17:38

崛内副部长也准备了X300的键盘，近期的ThinkPad机种裡面，站长个人认为X300的键盘是最佳的，无论敲击触感或是键帽涂装都让人印象深刻。不愧是600继承人所採用的键盘。或许崛内副部长认为「Butterfly」键盘与X300键盘值得远道而来的网友亲自接触吧。

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2009-1-30 17:39

其实崛内副部长有讲解第二份简报，但内容过于敏感故表示不方便开放拍摄，本份简报是针对其他两台友商机种的键盘与ThinkPad进行比较。即使不比较敲击触感，ThinkPad在按键排列、键帽造型以及防泼水等功能面上仍旧优于友商所採用的键盘。真不愧是「压轴」的简报内容，也是唯一一份必须亲赴Yamato Lab才能拜读的「键盘大乱斗」。

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2009-1-30 17:40

以上便是上午的参访行程摘要，听取完简报之后也到了中午用膳时间，此时Lenovo-tw的公关沉经理突然说中午有「神祕嘉宾」会一起用餐，原本只有安排上午的几位主讲者出席，究竟是谁临时出席？下午的参访内容有何惊人之处，请期待下回介绍！

[ 本帖最后由 domingo 于 2009-1-30 17:40 编辑 ]

domingo

「Butterfly」键盘厚度不低且构造复杂(代表成本很高…)，
除了ThinkPad 701之外，就不再使用了。

IBM经常开发此类堪称经典设计却卖相欠佳的商品,例如OS/2或是日后的TransNote。

mingrui_xidian

难得有转帖了！

zlx_8609102

好好啊 呵呵

zhangeddie_07

想亲手用用这个butterfly的键盘

domingo

原帖由 zhangeddie_07 于 2009-1-30 18:48 发表
想亲手用用这个butterfly的键盘

以后北京有很多thinkpad相关活动，报名参与，一般都可以体验IBM老本。包括蝴蝶机

Mr.lao

都是好帖,支持下