Портативные компьютеры: от революции к эволюции
Не так давно, в конце 60-х годов прошлого столетия, молодой талантливый ученый из группы исследований компании Xerox PARC Алан Кей (Alan Kay) предложил совершенно невозможную по тем временам концепцию персонального компьютера, получившую название Dynabook (не путать с популярной маркой японских ноутбуков). Несмотря на то что этот проект так и остался на бумаге, именно он послужил прообразом современного портативного
ПК. Dynabook был задуман как универсальный аппарат, способный работать с тем, что мы сегодня называем мультимедиа, — изображениями, мультипликацией, звуком и текстом, причем по замыслу изобретателя его габариты не должны были превышать размеров обычной книги. Конечно, сейчас этим никого не удивишь, но не забывайте, что в те времена компьютеры еще не были персональными — они занимали целые комнаты, а о графическом интерфейсе можно было только мечтать.
Тем не менее идея создания небольшого устройства, способного удовлетворить запросы инженера или ученого, получила воплощение уже в 1976 г. — именно тогда был продан первый персональный компьютер, изготовленный компанией IBM. Personal Portable Computer (IBM 5100) был способен исполнять простые программы на языках Basic или APL (A Programming Language, созданный IBM). Его дисплей мог отображать 16 линий по 64 знака, объем оперативной памяти составлял 32 Кбайт, а «дисковод» работал со специальными кассетами, на которых можно было разместить до 200 Кбайт различных данных. Правда, стоил этот аппарат 14 275 долл., что не способствовало его популярности у массового потребителя.
В 1979 г. Билл Моггридж (Bill Moggridge) из компании GRiD Systems по заказу NASA приступил к разработке уникального компьютера под названием GRiD Compass 1100. Его корпус был выполнен из магниевого сплава, а сердцем системы служил мощный 8-МГц процессор Intel 8086. Дисковая система состояла из накопителя на основе цилиндрических магнитных дисков емкостью 340 Кбайт, а средством коммуникации выступал модем, работающий со скоростью до 1,2 кбит/с. В качестве экрана был применен электролюминесцентный дисплей с разрешением 320×200 точек, который в закрытом состоянии ложился на клавиатуру. В конце 1980 г. устройство массой около 5 кг было готово. Первые испытания, проведенные в рамках космической программы Space Shuttle, показали высокие надежность и удобство использования этой модели, и аппарат начали поставлять для армии США (United States Special Operations Forces) по цене 9800 долл. Компания просуществовала до 1988 г., после чего была приобретена корпорацией RadioShack.
Апрель 1981 г. ознаменовался выпуском компьютера Osborne 1, разработанного американским инженером Адамом Осборном, сумевшим угадать потребности пользователей. Аппарат работал под управлением стандартной для того времени операционной системы CP/M и имел в составе программного обеспечения текстовый редактор WordStar, электронную таблицу SuperCalc, СУБД dBase II и целых два программных инструмента — CBASIC и MBASIC. Он был построен на базе 4-МГц процессора Zilog Z-80A и 64-Кбайт ОЗУ, оснащался двумя дисководами для 5,25-дюймовых дискет объемом по 91 Кбайт. Для подключения внешних устройств были предназначены порты RS-232C и Centronics, а за связь с внешним миром отвечал модем, работавший со скоростью 1,2 кбит/с. Встроенный 5-дюймовый монохромный дисплей мог отображать 24 строки по 52 символа, а клавиатура состояла из 69 клавиш. Эту 10-кг модель, способную работать автономно, можно было переносить, правда, в сложенном виде аппарат напоминал не ноутбук, а скорее средних размеров чемодан. Самое замечательное заключалось в том, что стоимость компьютера составляла всего 1795 долл., что привело к массовому спросу на данное изделие — молодая фирма Адама Осборна буквально не успевала выполнять заказы. Однако уже в сентябре 1983 г. компания оказалась банкротом: популярность первой модели упала так же внезапно, как и возникла.
Естественно, подобный успех не мог остаться не замеченным другими участниками рынка — в 1982 г. сразу несколько компаний анонсируют свои модели портативных компьютеров. Dynalogic начинает выпуск The Hyperion Portable Desktop Computer, построенного на базе 4,77-МГц процессора Intel 8088 и несущего «на борту» 256-кбайт ОЗУ с возможностью расширения до 640 кбайт. Дисплеем служил 7-дюймовый ЭЛТ-монитор с возможностью вывода 80 строк по 25 символов в каждой, а для работы с носителями информации были предназначены два 5,25-дюймовых дисковода, вмещающие до 360 Кбайт пользовательских данных. Операционной системой являлась PC-DOS 1.25H, разработанная фирмой Dynalogic специально для этого устройства, а стоимость модели составляла 4995 долл. Практически одновременно с Hyperion (всего на три месяца позже) в продаже появляется Compaq Portable PC, также выполненный в компактном корпусе. Кстати, оба компьютера были очень похожи, что послужило почвой для многочисленных сплетен. Тем не менее, несмотря на схожий дизайн, архитектура была позаимствована отнюдь не у Dynalogic — жертвой патентных махинаций стала IBM, не удосужившаяся вовремя оформить необходимые документы. Так что можно считать, что Compaq создала первый в мире IBM PC-совместимый ПК, да еще и портативный. Compaq Portable был построен на основе 4,77-МГц процессора Intel 8088 (его при желании можно было дополнить сопроцессором Intel 8087), 128-Кбайт ОЗУ с возможностью расширения до 640 Кбайт и монохромного текстового ЭЛТ-дисплея с диагональю 9 дюймов. Для переноса информации использовались два 5,25-дюймовых дисковода (320 Кбайт), а в качестве операционной системы была выбрана набирающая популярность MS DOS, имеющая солидный запас совместимого программного обеспечения. Масса аппарата составляла 22,7 кг, а цена (для конфигурации с двумя дисководами) — 3590 долл. Несмотря на отнюдь не демократичный ценник и внушительную массу, Compaq Portable PC пошел, что называется, нарасхват — первый же год продаж принес компании свыше 100 млн. долл. чистой прибыли. Кстати, в январе 1983 г. журнал Byte опубликовал описание этой модели, ставшее первой публикацией, посвященной возможностям портативных компьютеров. Желающие могут ознакомиться с ним по адресу: http://oldcomputers.net/byte-compaq.html.
Разумеется, компания IBM не могла стерпеть подобную несправедливость, и уже в начале 1984 г. на рынке появляется новая модель — IBM Portable PC 5155, построенная на основе IBM PC XT (модель 5160). По компоновке компьютер практически повторял модель Compaq — в собранном состоянии 83-кнопочная клавиатура выполняла роль крышки, закрывающей переднюю панель, сзади располагались разъемы для подключения внешних устройств (RS-232C и Centronics) и тумблер включения. При необходимости пользователь мог самостоятельно модернизировать ПК — все платы расширения были полностью совместимы с IBM PC XT. Для переноски 14-кг ящика имелась откидывающаяся ручка, но портативность аппарата была весьма условна — питание от батарей или автомобильного «прикуривателя» не предусматривалось.
IBM Portable PC был построен на базе 4,77-МГц процессора Intel 8088. В отличие от конкурентов стандартная конфигурация включала в себя сопроцессор Intel 8087, 256-кбайт ОЗУ и 40-кбайт ПЗУ. Дисплеем служил монохромный 9-дюймовый ЭЛТ-монитор, поддерживавший помимо основного текстового режима (80×25) графические CGA 320×200 и 640×200 точек. В качестве ОС для IBM PC Portable предназначалась MS DOS версии 2.1, дебютировавшая в 1983 г. на провальном IBM PC Junior. Стоил аппарат 4225 долл., что по тем временам было весьма немало. Возможно, именно поэтому его появление не вызвало особого ажиотажа, и уже в конце 1984 г. производство модели было прекращено.
Та же участь постигла и первый в мире портативный ПК с 5-дюймовым цветным ЭЛТ-дисплеем — Commodore SX-64. Этот аппарат был оснащен 8-разрядным процессором MOS6510, работавшим на частоте 1,02 МГц. Объем ОЗУ не впечатлял — 64 Кбайт, зато графическая подсистема, реализованная с помощью специального процессора VIC II, была способна отображать палитру из 16 цветов с разрешением 320×200 точек. Еще одна отличительная черта устройства — великолепный трехканальный звук, реализуемый с помощью выделенного аудиопроцессора, делала Commodore практически идеальной игровой машиной. При стоимости аппарата всего в 995 долл. компания рассчитывала занять лидирующее место на компьютерном рынке, но несовместимость с популярной платформой IBM практически свела на нет все ожидания Commodore — за два года было продано лишь 10 тыс. аппаратов, и в 1986 г. производство модели прекратили.
Середину 80-х можно назвать временем зарождения современных портативных ПК. В 1985 г. японская корпорация Toshiba выпускает T1100, который по праву считается прадедушкой нынешних ноутбуков. Этот аппарат был действительно инновационным — он оснащался монохромным ЖК-дисплеем с разрешением 640×200 точек и 3,5-дюймовым дисководом, работавшим с носителями объемом 720 Кбайт. Сердцем системы являлся самый настоящий мобильный процессор Intel 80C86 (аналог 16-разрядного Intel 8086 с пониженным энергопотреблением), работающий на частоте 4,77 МГц. Базовая конфигурация включала 256-Кбайт ОЗУ (с возможностью расширения до 512 Кбайт), а также 64-Кбайт ПЗУ, в котором были «зашиты» MS DOS 2.11 и несколько основных программ. Подобное решение позволило отказаться от применения громоздкого жесткого диска и существенно ускорить начальную загрузку. Допускалось подключение внешнего 5,25-дюймового дисковода, что улучшало совместимость модели с существующим ПО (в то время 3,5-дюймовые дискеты не имели широкой распространенности). Присутствовал и встроенный модем, обеспечивающий обмен данными со скоростью до 14,4 кбит/с. Масса T1100 составляла всего 4,1 кг, а встроенный аккумулятор позволял работать в автономном режиме целых 8 ч (современные ноутбуки отдыхают). Отличные эксплуатационные параметры вкупе с относительно невысокой ценой (1899 долл.) позволили Toshiba существенно потеснить конкурентов. Аппарат пользовался небывалым спросом, что вызвало живой интерес именитых производителей.
В 1986 г. компания IBM представила свой вариант «наколенника» (laptop) — IBM Convertible PC (5140). По внешнему виду аппарат напоминал портативную пишущую машинку (каковой, в сущности, и являлся), а по «внутреннему содержанию» мало чем отличался от остальных ПК той эпохи. Стандартный 4,77-МГц процессор Intel 8088 дополнялся 256-Кбайт ОЗУ, а накопителями служили два 3,5-дюймовых дисковода. Единственное новшество — ЖК-экран с разрешением 640×200 точек. При желании его можно было отстегнуть, превратив ноутбук в обычный настольный ПК. Питалось устройство от внешнего 12-В адаптера, что упрощало использование компьютера в автомобиле. Цена Convertible PC составляла 1995 долл., а масса — 5,5 кг. В качестве операционной системы использовалась IBM PC DOS 3.2, что позволило снизить стоимость модели за счет отказа от лицензионных отчислений компании Microsoft.
Тем не менее, несмотря на складывающееся лидерство тандема IBM и Microsoft, конкуренция на рынке портативных компьютеров преподносила определенные сюрпризы. Так, в начале 1988 г. компания Amstrad начинает продажи модели PPC640, работавшей под управлением собственной ОС, а в 1999 г. появляется поистине уникальное устройство Atari Portfolio, ставшее прародителем субноутбуков и КПК.
Этот мини-компьютер был выполнен в виде раскрывающейся книжки. Клавиатура и экран располагались на внутренних поверхностях, как бы «вложенных» в наружный черный пластиковый корпус со сглаженными кромками. Справа размещался коммуникационный порт, слева — гнездо для модулей памяти, возле которого находился разъем питания. Несмотря на небольшие размеры, 63-кнопочная клавиатура была вполне удобной.
Машина работала под управлением DIP-DOS, адаптированной для загрузки из ПЗУ. Хотя эта операционная система по сути являлась клоном MS DOS, совместимость Portfolio с ПО сторонних производителей оставляла желать лучшего. Аппарат имел разъем расширения, в который пользователь мог устанавливать карты памяти, применявшиеся в качестве накопителей. Их объем составлял 64—128 Кбайт, а для сохранения информации в каждой карте размещалась миниатюрная батарейка.
Для подключения внешних устройств использовался фирменный 60-контактный разъем, допускающий подсоединение адаптеров параллельного или последовательного портов, модема, внешнего жесткого диска или другой периферии.
Atari Portfolio был построен на базе 4,77-МГц процессора Intel 80C88, имел 128-Кбайт ОЗУ и 256-Кбайт ПЗУ, предназначенное для хранения ОС и предустановленных программ. Монохромный ЖК-дисплей с разрешением 240×64 точки отличался высокой четкостью и контрастностью, а три пальчиковые (AA) батареи позволяли работать до 100 ч. Однако при использовании последовательного или параллельного портов рекомендовалось подсоединять сетевой блок питания — в этом режиме почему-то очень быстро истощались батарейки. Аппарат габаритами 197×103×29 мм и массой 454 г при цене 399 долл. для многих стал весьма привлекательным приобретением.
Следующий шаг в развитии ноутбуков сделала корпорация Intel, выпустив в 1990 г. процессор 386 SL, специально разработанный для портативных компьютеров. Конечно, он не отличался особым быстродействием — ширина шины составляла 16 бит, что ставило новый ЦП в один ряд с 286-ми собратьями. Зато новые технологии энергосбережения, основанные на понижении питания ядра, позволили существенно увеличить срок автономной работы.
Примерно в то же время на рынок портативных ПК выходит компания Apple со своей моделью Macintosh Portable, анонсированной 20 сентября 1989 г. В этом «малыше» воплотился целый ряд оригинальных технологических решений того времени: большой ЖК-экран с активной матрицей разрешением 640Ё400 точек, два 3,5-дюймовых дисковода и жесткий диск объемом 40 Мбайт, но. Свинцово-кислотный аккумулятор, обеспечивающий долгие часы автономной работы, был очень тяжел, а общая масса «ноутбука» превышала 7 кг. Тем не менее по производительности аппарат практически не уступал самым быстрым настольным системам того времени, поскольку нес на борту мощный 16-МГц процессор 68HC000, 1-Мбайт ОЗУ, 256-Кбайт ПЗУ и работал под управлением OS 6.0.4.
Несмотря на интересное инженерное решение, масса и размеры этого «чемодана» сыграли с ним злую шутку — продажи новоиспеченного «лаптопа» были равны нулю, а количество юмористических публикаций с его участием превышало все мыслимые пределы. В результате аппарат сняли с производства и «яблочная» компания была вынуждена временно покинуть перспективный рынок. «Бездействие» продлилось до октября 1992 г. — именно тогда на суд общественности был представлен первый аппарат знаменитой серии PowerBook с индексом 160. Эта модель, построенная на базе 32-битового 25-МГц процессора MC68030, оснащалась 4-Мбайт ОЗУ с возможностью расширения до 14 Мбайт и 40-Мбайт жестким диском стандарта SCSI, впервые примененным в портативном компьютере. Монохромный ЖК-монитор с диагональю 9,8 дюйма отображал 16 оттенков серого, что при известной сноровке позволяло работать с несложными изображениями. Имелись встроенные микрофон, динамик, два последовательных порта, а также модем, работающий со скоростью 1,4 кбит/с. Для ввода информации применялся 3,5-дюймовый дисковод, поддерживающий носители объемом 1,44 Мбайт, с гордым названием SuperDrive, а ОС служила популярная Mac OS 7.1.
В 1991 г. компания Toshiba анонсирует первый в мире ноутбук с цветным ЖК-дисплеем, а уже в ноябре 1992 г. — планшетный компьютер, оснащенный сенсорным экраном, — Dynapad Pen Computer. Аппарат был построен на базе 25-МГц процессора AMD AM-386 SXLV с пониженным энергопотреблением, имел 4-Мбайт ОЗУ с возможностью расширения до 20 Мбайт и 40-Мбайт жесткий диск. Как и современные «планшетники», Dynapad не был оборудован клавиатурой — ее роль выполнял экранный аналог, входящий в состав Microsoft Pen Services for Windows 3.1. Тем не менее устройство допускало подключение внешних клавиатуры и мыши с помощью стандартных коннекторов, выведенных на боковую панель. Для расширения функциональности использовался разъем, полностью совместимый со стандартом PCMCIA Type II. Дисплеем служил 9,5-дюймовый монохромный ЖК-монитор со стандартным VGA-разрешением 640×480 точек, поддерживающий 256 градаций серого. Никель-металлгидридная батарея позволяла работать до трех часов в автономном режиме, а при наличии электросети применялся внешний блок питания. Масса Dynapad составляла 1,5 кг, а цена — 3499 долл.
Прошло всего три года, и 7 марта 1995 г. корпорация IBM анонсировала модель, вошедшую в анналы истории «ноутбукостроения». ThinkPad 701 выделялся не только малыми габаритами и массой, но и очень интересной особенностью дизайна — раздвижной клавиатурой, прозванной Butterfly (бабочка). Этот механизм позволил сократить габаритные размеры ноутбука, оснащенного полноразмерной клавиатурой, до 246×201×43 мм.
Устройство было построено на базе 50-МГц процессора Intel 80486 DX-2 (или 75-МГц 80486 DX-4) со встроенным математическим сопроцессором. Максимальный размер оперативной памяти не превышал 40 Мбайт, стандартными же были модификации с 16 или 24 Мбайт. Объем жесткого диска составлял 360 Мбайт, а в качестве дисплея была использована активная ЖК-матрица с диагональю 10,4 дюйма и разрешением 640×480 точек. Аудиоподсистема включала контроллер, совместимый с Sound Blaster Pro, встроенный микрофон и монофонический динамик. Имелись стереовыход для наушников, а также линейный вход и разъем для подключения внешнего микрофона. Батарея представляла собой набор из девяти никель-металлгидридных элементов и обеспечивала автономную работу в течение 2,5 ч.
Несмотря на то что массовое производство этой модели продолжалось немногим более года, ноутбуку удалось завоевать не только место на рынке, но и множество поклонников. Дизайн этого компьютера еще долго будет служить примером нетрадиционного конструкторского подхода к преодолению, казалось бы, неустранимых противоречий. Созданный десять лет назад, он и сегодня выглядит вполне современно. За время своего существования этот мобильный компьютер получил 27 наград и призов в области дизайна, в числе которых IF Product Design Award 1996 в группе портативных компьютеров. Всего было выпущено 215 тыс. экземпляров, а в 1996 г. модель была признана лидером продаж, хотя ее цена достигала 5600 долл.
К концу 90-х годов на рынке ноутбуков началась эпоха массового пользователя. Компания IBM продолжила линейку ThinkPad, Compaq представила серию LTE, Hewlett-Packard — OmniBook. Внешний вид портативных компьютеров уже не изменялся — формфактор в виде раскладывающейся «книжки» оказался настолько удачным, что был безоговорочно принят всеми потребителями и сохранился до наших дней практически без изменений. Эксперименты с архитектурой также прекратились: любители «яблочной» платформы получили PowerBook, все остальные — х86-совместимые портативные компьютеры. Словом, развитие мобильных ПК пошло в виде вялотекущей эволюции — наращивались объемы ОЗУ и жестких дисков, поднимались тактовые частоты процессоров, увеличивалась мощность видеоадаптеров. Совершенствовались технологии ЖК-дисплеев, экраны становились тоньше и ярче, повышалось их разрешение и качество цветопередачи. Все это привело к тому, что к 2000 г. ноутбуки из разряда диковинных «игрушек» превратились в обычные предметы обихода, способные удовлетворить практически любые прихоти потребителя. Сейчас с уверенностью можно сказать, что портативный компьютер вытесняет своих стационарных собратьев. И это вполне естественно. Тем не менее имеющиеся технологические ограничения не позволяют в ближайшее время ожидать каких-либо значительных изменений вроде трехмерных экранов или речевого ввода, так что максимум, на что можно рассчитывать, — это продолжение снижения массы и стоимости портативных ПК. Особого внимания заслуживает развитие компьютерного рынка Страны восходящего солнца. Если в 2000 г. там выпускались аппараты с массой около 900 г и временем автономной работы до 3 ч, то сейчас полноценное устройство под управлением Windows Vista при массе около 500 г может продержаться без подзарядки свыше 6 ч. Правда, подобные «гаджеты» за пределы Японии не импортируются, оставаясь для европейцев и американцев предметом вожделения. Ничего не поделаешь: Восток — дело тонкое.
История автономных элементов питания
Принципы преобразования различных видов энергии в электрическую открыты человечеством достаточно давно. Нам кажется небезынтересным проследить основные вехи становления индустрии энергетики автономного питания в датах.
1745—1746 гг.
Физики Клейст и Мушенбрук из города Лейден создали прибор, позволяющий сохранять электрический заряд, полученный от электростатической машины. Этот прообраз современных конденсаторов назвали лейденской банкой.
1772 г.
Итальянским физиком Алессандро Вольтой начаты исследования, позволившие открыть основные принципы работы батарей, используемых и по сей день.
1780 г.
Итальянец Луиджи Гальвани проводит физиологические опыты, с которых и начинается история создания химических источников тока (ХИТ), используемых в многочисленных бытовых устройствах. Имя этого исследователя и было увековечено в дальнейшем в разработанных другими учеными приборах — гальванических элементах.
1800 г.
Создан знаменитый вольтов столб — первый источник постоянного тока. В знак признания заслуг ученого была названа единица электрического напряжения — вольт.
1802 г.
Русский физик-самоучка Василий Петров изобрел батарею, состоящую из 4200 медных и цинковых пластин (металлических кружков диаметром около 4 см) с помещенными между ними картонными прокладками, пропитанными раствором хлорида аммония. Теоретически такая гигантская батарея может давать напряжение до 2500 В. С ее помощью Петров провел множество опытов.
1802 г.
Г. Риттер открыл аккумулирующий эффект, что впоследствии привело к созданию вторичных элементов питания — аккумуляторов.
1836 г.
Английский химик Джон Дэниел усовершенствовал вольтов столб, поместив медные и цинковые электроды в емкость с серной кислотой. Эта батарея получила название «плоскостной элемент», или «элемент Дэниела».
1838 г.
Открытие водородно-кислородного топливного элемента принадлежит английскому ученому У. Грову. Исследуя разложение воды на водород и кислород, он обнаружил побочный эффект — электролизер вырабатывал электрический ток. По определению, топливный элемент — это гальванический элемент, в котором окислительно-восстановительная реакция поддерживается непрерывной подачей реагентов (топлива, например водорода, и окислителя, например кислорода) из специальных резервуаров. Так появилась важнейшая составная часть электрохимического генератора, обеспечивающая прямое преобразование химической энергии в электрическую.
1839 г.
Этот год был весьма насыщенным открытиями. Эдмон Беккерель впервые наблюдал явление фотоэффекта, что явилось предпосылкой создания полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей энергии — солнечных батарей, а уже упомянутый У. Гров продемонстрировал первые топливные элементы.
1854 г.
Немецкий военный врач В. Зинстеден в результате опытов вплотную приблизился к созданию аккумулятора. Однако он не реализовал результаты на практике.
1859 г.
Француз Г. Плантэ создал первый действующий кислотный аккумулятор — свинцовый, принцип работы которого используется и по сей день. Так было положено начало аккумуляторной техники.
1866 г.
Французский изобретатель Ж. Лекланше создал названный в его честь элемент, который послужил прообразом современных «сухих» батарей, а в 1867 г. он усовершенствовал гальванический элемент и сделал его удобным для практического использования.
1881 г.
Появился первый электромобиль, работающий на кислотных аккумуляторах.
1882 г.
Камилл Фор усовершенствовал технику изготовления аккумуляторов.
1887 г.
Карл Гасснер запатентовал сухие элементы. Несмотря на различные технологические доработки, современные сухие элементы основаны на концепции, разработанной Гасснером.
1896 г.
В первой экспедиции на Северный полюс полярник Фритьоф Нансен использовал электрическое освещение в ледяной ночи: аккумуляторы компании AFA, предшественницы Varta, выдержали испытание 50-градусным морозом.
Компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов питания Columbia. На американском рынке появляются гальванические элементы, в просторечии и поныне называемые батарейками.
1900 г.
Инженеры предрекли великое будущее топливным элементам. Предполагалось, что топливные автономные элементы питания превзойдут другие источники и станут главным поставщиком энергии в промышленности и в сфере транспорта.
Начало XX века
Томас Эдисон занялся усовершенствованием аккумулятора, пытаясь лучше приспособить его для нужд транспорта. В результате были созданы железоникелевые аккумуляторы с электролитом в виде раствора едкого кали.
1903 г.
Начинается производство новых портативных аккумуляторов, которые получили широкое распространение на транспорте, электростанциях и небольших судах.
1904 г.
Создана компания Varta (поставка, зарядка, ремонт портативных аккумуляторов), наследница AFA, выпускающая маленькие портативные свинцовые аккумуляторы для фонариков, систем зажигания двигателей и др.
1912 г.
Г.Н. Льюисом осуществлены первые работы по созданию литиевого аккумулятора.
1946 г.
Заводом портативных элементов питания компании BMF из г. Элльванген выпущены первые сухие батарейки.
1950 г.
Начало коммерческого использования никель-кадмиевых (NiCd) аккумуляторов.
1950-е гг.
Началось массовое производство щелочных элементов, которые по энергоемкости в несколько раз превзошли солевые батарейки. В щелочных элементах (Alkaline) анод состоит из мелких цинковых гранул в геле электролита, помещенных в стаканчик-сепаратор. Он касается внутренней стенки наружного стального цилиндра.
В это же время автономные элементы питания стали использоваться в фотоаппаратуре для питания встроенных экспонометрических устройств.
Наручные часы, слуховые аппараты, портативные радиоприемники — устройства становятся мобильнее благодаря применению в них маленьких батареек-«таблеток». Различные компании разрабатывают специализированные элементы питания.
1960—1965 гг.
NASA стала использовать щелочные топливные элементы в космосе.
1963 г.
Линия батареек Sanyo Cadnica открывает эру беспроводных электрических приборов.
1969 г.
Нейл Армстронг стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны. В его видеокамере был установлен элемент питания Varta.
1970 г.
Появились первые коммерческие экземпляры литиевых батарей.
С целью преодоления недостатков никель-кадмиевых аккумуляторов начаты исследования новых типов — никель-металлгидридных (NiMH; первые рабочие образцы появились только в 80-х годах). Эти аккумуляторы запасали на 40% больше энергии (на единицу массы), чем никель-кадмиевые. Но их стоимость достигала 1000 долл.
1977 г.
Начато массовое использование литиевых батареек, изобретенных компанией Sanyo.
1980 г.
Набирает популярность марганцево-щелочная технология. Ее преимущество заключается в исключительной мощности, а также в отсутствии токсичных элементов — ртути и кадмия.
Разработаны новые металлгидридные соединения, достаточно устойчивые для применения в аккумуляторах.
1986 г.
Компания Kodak объявила о начале производства первых в мире 9-В литиевых батареек Kodak Ultralife и вышла на рынок с серией батарей Kodak Supralife.
Конец 80-х гг.
Совершенствуется технология изготовления NiMH-аккумуляторов, что приводит к увеличению их емкости.
1990 г.
Начало коммерческого использования NiMH-аккумуляторов, применяемых в видеокамерах, сотовых телефонах и калькуляторах. В России появились представительства ведущих компаний — Varta, Panasonic, GP Batteries, Sanyo, Sony и др.
1991 г.
Sony начинает коммерческое производство наиболее перспективных на тот момент литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов, работающих в широком диапазоне температур и применяющихся в таких энергоемких устройствах, как цифровые фото- и видеокамеры, переносные компьютеры, сотовые телефоны и пр.
1992 г.
Начало коммерческого использования алкалиновых батарей многократного использования (Reusable Alkaline).
1995 г.
В США начали производить зарядные устройства, управляемые микропроцессором и предназначенные для восстановления заряда как аккумуляторов, так и батареек, причем и солевых, и алкалиновых.
Для обеспечения лучшей работы компания Duracell совместно с корпорацией Intel разработали систему «умных» батареек (Smart Battery). Она позволила упорядочить процесс зарядки с помощью отслеживающей схемы и передачи соответствующих сигналов на зарядное устройство.
1999 г.
Начало коммерческого использования литий-полимерных (Li-Pol) аккумуляторов.
2000 г.
Корейская компания LG CHEM начала разработку системы питания для ноутбуков на основе топливных элементов. Повышается интерес к внедрению портативных топливных элементов и у других компаний.
2001 г.
Компания Duracell представила новую литиевую батарею Ultra CR-V3, предназначенную для использования в цифровых фотоаппаратах. По заявлению компании, срок службы этой модели вдвое больше, чем любой другой, и при этом она не разряжается даже при длительном хранении.
Matsushita Battery Industrial, производитель элементов питания под торговыми марками National и Panasonic, сообщила о производстве стомиллиардной батарейки.
2002 г.
Первые примеры практического применения топливных элементов питания для бытовой микроэлектроники. Так, на основе метанольных топливных элементов DMFC в Германии начато производство блоков питания. Новая батарея, содержащая 125 мл метанола, обеспечивала непрерывную работу ноутбука более 8 ч. Размеры элемента питания позволяли использовать его в мобильных телефонах и других портативных устройствах.
Начинается изготовление нового поколения литий-полимерных элементов питания. Лидером их производства становится корпорация Rayovac (США).
2003 г.
Заметно возрастает энергоемкость никель-металлгидридных аккумуляторов. В апреле 2004 г. компания Varta представила на российском рынке ультраскоростную систему зарядки аккумуляторов 15 Minute Charge&Go, позволяющую в течение 15 мин зарядить до четырех фирменных NiMH-аккумуляторов типа АА емкостью 2000 мА•ч, оснащенных встроенным датчиком контроля уровня заряда. Ультраскоростные зарядные устройства для NiMH-аккумуляторов разрабатываются и рядом других фирм.
Корпорация NEC представила ноутбук, в котором в качестве источников питания используются топливные элементы.
2004 г.
Ведущие японские компании NEC, Toshiba, Hitachi, Canon, Sanyo Electric, Sharp, Sony и др. сообщили о создании альянса с целью унификации технических стандартов на топливные элементы, используемые в сотовых телефонах, ноутбуках, плеерах и других мобильных устройствах.
29 января компания Fujitsu объявила о разработке метанольных топливных элементов. Создан работающий прототип для ноутбука. Емкость одного элемента составила 300 мг 30%-ного метанола, а толщина батареи всего 15 мм. Это обеспечило полноценную работу ноутбука на протяжении 10 ч при потребляемой мощности 15 Вт. Эту батарею можно «дозаправлять».
Американская компания MTI MicroFuel Cells представила новую конструкцию топливных элементов питания DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) для портативного электронного оборудования.
У компании Casio появились самые маленькие топливные элементы для ноутбуков.
2005 г.
Компания Ansmann выпустила на российский рынок компактное зарядное устройство DIGISpeedUltra, способное зарядить никель-металлгидридные аккумуляторы Ansmann типа АА емкостью 2400 мА•ч за 10 мин. В этом полностью автоматизированном приборе имеется специальная система охлаждения и реализована технология микропроцессорного контроля.
Компания LG Chem в сентябре объявила о завершении разработки системы питания для ноутбуков на основе топливных элементов. Устройство с массой около килограмма подключается к ноутбуку через стандартный разъем питания. Топливом служит метиловый спирт, который заправляется в специальный картридж.
Компании IBM и Sanyo Electric продемонстрировали прототипы совместно разработанных топливных элементов для ноутбуков ThinkPad.
Инженеры Samsung Electronics также создали прототип метанолового источника питания для портативных компьютеров. Новинка имеет картридж для жидкого метанола емкостью 200 см 3 и способна питать ноутбук в течение 15 ч. Максимальная выходная мощность нового аккумулятора составляет 50 Вт, а средняя — 20 Вт. Устройство размерами 23×8,2×5,3 см имеет массу менее 1 кг.
Разрабатывают топливные элементы и компании Toshiba, NEC, Hitachi и Motorola.
2006 г.
Samsung объявила о новой системе питания для ноутбуков, в основу которой были положены топливные элементы. По словам производителей, в их системе достаточно энергии, чтобы питать модель Q35 беспрерывно в течение целого месяца.
Hitachi Maxell также представила опытный образец портативного топливного элемента для ноутбуков и другой переносной электроники. Этот элемент не требует заправки водородом или спиртом — реагентами служат алюминий и вода, содержащиеся в специальных картриджах.
Компания Casio разработала топливный элемент на основе твердых полимеров, который значительно компактнее конкурирующих решений. В этом элементе для получения электроэнергии водород извлекается из метилового спирта.
Подразделение Matsushita Electric Industrial, распространяющее свою продукцию под брендом Panasonic, на выставке CES 2006 продемонстрировало прототип топливного элемента для мобильных компьютеров. В качестве топлива используется почти чистый метанол, концентрация которого близка к 100%. К топливным электродам, где и происходит основная химическая реакция разложения, метанол подается помпой — это так называемый активный тип топливных элементов. Сообщается, что средняя и максимальная мощность подобных устройств составит 13 и 20 Вт соответственно.
2007 г.
Продолжают появляться сообщения о разработке новых портативных топливных элементов. Тем не менее сведений о сроках начала их массового коммерческого использования пока не поступало.
