比DIY还简单？解读模块化电脑

技术宅

最新专利申请文件显示，微软在去年7月申请了一份叫做“模块化计算设备”的专利。这份专利文件显示：当用户想要升级电脑时，只需要购买特定的组件即可。那么这个“模块化计算设备”和常见的DIY有什么不同？它又有什么新的特性，对未来家用电脑的发展会带来怎样的变化？

只是偷换概念？DIY和模块化有何不同

 DDR4内存条

大家知道随着各种电脑接口的标准化、模块化，即使是新手借助一把螺丝刀也可以轻松组装出一部完整的电脑，这就是前几年很流行的DIY概念。DIY是英文Do It Yourself的缩写， DIY电脑就是自己动手“做”电脑，这里的“做”主要是“组装”的意思。比如现在硬盘都是SATA接口，对于传统的品牌机出厂安装的都是固定品牌、固定型号的硬盘，DIY电脑则可以自行选择适合自己的硬盘，它可以实现硬件自由搭配，可以有更好的整机均衡性。

 微软模块化电脑图解

不过电脑硬件的发展日新月异，各种技术标准推陈出新。DIY前提是接口标准化和硬件的可适配，比如内存的技术标准从之前的SDRAM、DDR2、DDR3一直发展到现在的DDR4，内存支持的电压和接口都发生了变化。早期SDRAM采用3.3V工作电压，带宽64位，DDR4则支持1.2V（甚至更低电压），内存条外观也发生明显的变化，金手指变成弯曲状，金手指接口也与SDRAM明显不同（图1）。

显然DDR4内存要支持自行DIY，这就要求主板内存插糟支持1.2V电压，并且插口标准要和DDR4技术规范相符。对于旧版内存是无法在新的主板上运行的，因为支持电压不同而且接口也不同，也就谈不上什么DIY了。

为了解决DIY遇到的接口标准化和硬件的可适配的问题，微软这次提出了模块化设计的概念。模块化电脑简单地说就是将电脑各个组件制造成符合一定标准的模块，用户在后期通过购买和替换特定的模块就可以实现电脑的简单升级。比如微软这次专利技术文档就表明，它的模块化设计允许你随意添加和拆除组件，这些可堆叠的硬件可以通过铰链与显示屏连接，内置电池、处理器、显卡、内存、存储元件、扬声器、无线通信元件，甚至还可以植入手势识别组件或者全息投影组件（图2）。

模块化设计和DIY最大的区别是支持标准和硬件架构不同，模块化设计是厂家自行设计的标准（而不像DIY支持的是业界统一标准），这样只要是同一厂家设计的模块，那就无需考虑接口问题实现即插即升级。模块化硬件架构和常见DIY硬件单一架构不同，它可能是多个硬件组合成一个模块，从而实现一个架构升级多个硬件。

模块化升级——微软专利技术的背后

那么微软这次申请的“模块化计算设备”的专利是怎么样实现模块化升级？其背后又有什么样的技术支撑？

说到模块化电脑概念，这其实并非微软首先提出的概念。IT界的另一巨头谷歌早在2013年10月份就开始推出Project Ara概念项目，这个项目的核心是基于模块化理念，通过小型单个的零件让消费者来进行组装，这样做不仅可以加快更新换代的速度，还能缩短产品的开发周期。举个简单的例子，根据Project Ara设计厂家可以预留一个指纹识别模块，这样用户购买手机后如果需要指纹识别，那么只要购买该模块安装即可（图3）。

 谷歌Project Ara概念图解

微软的“模块化计算设备”专利核心理念与之类似，根据其技术文档的介绍，模块化设计的电脑会通过设计单元外部的磁性外壳连接实现各种模块的连接，从而实现更为简单高效的模块化升级，模块可以是单一功能，也可以是多个功能的组合。这种模块化的电脑首先根据一定的标准进行制造，然后在电脑内部根据特定的标准预留未来设备的升级接口，这种接口可以类似USB一样的通用端口。这样在以后升级的时候，当模块化电脑添加了特定的模块后，Windows系统可以自动识别从而实现硬件的升级和功能的扩展（图4）。

通过叠加模块实现升级

因为模块化电脑使用模块实现升级，它不像传统DIY那样只是简单的标准硬件的升级，可以实现更全面的兼容性升级。比如类似上述的内存升级，即使面对的是旧主板，新的可升级的内存也可以通过在模块内部添加电压转换设备和转换接口来兼容旧的主板，这样只要是微软生产的模块化设备，任何时候都可以轻松进行升级了。当然在PC界并不只是微软在提倡模块化设计，另一IT巨头宏碁已经推出模块化设计的实体设备Revo build mini PC，这种PC集成模块化硬盘、模块化音响以及模块化无线充电，通过这些模块可以实现硬件的升级和功能的扩展（图5）。

 宏碁模块化Revo build mini PC

模块化 省钱又省事的新升级方式

现在硬件发展的速度很快，即使是现在购买最顶级配置的电脑、平板或者手机，不超过三年基本就变成落后的“破铜烂铁”。如何更好地保护用户投资，同时又能够避免硬件升级带来的不适配？现在很多厂家纷纷提出模块化设计概念，在智能手机领域，LG发布的LG G5将采用独特有趣的模块化设计。LG G5显示屏底部可以整个拆卸，只需要滑出电池便可以进行更换。而这也意味着，该机的USB插口和耳机孔，以及扬声器均可以与机身上半部分断开。这样在以后的手机升级中，用户可以在保持原来手机屏幕的前提下，自行升级硬件，比如更换电池，甚至其他配件，实现自主、低价的升级。此外G5还将配备“神奇的插槽”，通过这个插槽，LG G5将能连接虚拟现实设备、外部键盘和音频放大器，让用户自主实现更多扩展功能的升级（图6）。

 模块化设计的G5手机

显然微软的模块化电脑和LG设计是殊途同归的同一设计理念，模块化设计最终目的都是为了节省用户投资，同时提供简单、可靠的升级方式。这也是未来IT设备设计的主流思想，作为消费者我们期待未来有更多设备可以实现类似模块化设计。