TKK | Tietoverkkolaboratorio | Opetus
Kunnollinen mobiliteetti vaatisi että kaikki asiat voisi hoitaa paikkariippumattomasti vähintään yhtä helposti kuin pöytätietokoneella nykyään. Tämä tuo runsaasti ristiriitoja koska mobiilin laitteen pitäisi olla helposti kannettava, mielellään paidantaskuun tai lompakkoon mahtuva, ja kunnollinen käyttömukavuus taas vaatii suuren näytön ja näppäimistön sekä runsaasti prosessoritehoa, muistia ja akkuvirtaa.
Markkinoilla on olemassa paljon erilaista mobiileja laitetyyppejä erilaisiin käyttötarkoituksiin. Nämä vaihtelevat pienestä ja kevyestä kännykästä tehokkaaseen kannettavaan tietokoneeseen jolla voi tehdä kaikkea mitä pöytäkoneellakin. Päätyypit ovat:
Pöytäkoneen monitori on nykyään keskimäärin seitsemäntoistatuumainen ja näyttää vähintään 1024x768 pikseliä mutta tällainen ruutu painaa parikymmentä kiloa joten se ei sovellu kannettavaan laitteeseen. Paras vaihtoehto kannettavaan laitteeseen nykyään on nestekidenäyttö mutta nykyisellään se ei ratkaise mobiliteetin ongelmia. Jos näytöstä tehdään värillinen, riittävän tarkka ja terävä, tulee siitä helposti yhtä kallis kuin koko laite saisi olla ja se kuluttaa paljon arvokasta akkuvirtaa. Nykyään suurimmassa osassa pieniä viestintälaitteita on mustavalkoinen (tai oikeammin harmaavihreä) passiivimatriisinäyttö jonka resoluutio on korkeintaan 640x200 pistettä. Tämä ei riitä tarvittavaan käytettävyyteen videokuvasta puhumattakaan mutta tämän suuremman näytön saamiseksi taskukokoisiin laitteisiin tarvittaisiin vaikkapa paperinohut näyttö jonka voisi rullata ulos, pieni projektori jolla kuvan saisi vaikka seinälle, paloista koostuva taitettava nestekidenäyttö tai jotain vastaavaa. Tämän päivän näyttötekniikka ei yksinkertaisesti tarjoa mahdollisuuksia sopivan näytön toteuttamiseen. Muutamat yritykset maailmassa ovat valmistaneet prototyyppejä ohuista paperinäytöistä joten nämä saattavat tuoda suuret näytöt mobiileihin muutaman vuoden päästä.
Pöytäkoneesta tutut näppäimistö ja hiiri ovat tehokkaita ja laajalti tunnettuja syöttölaitteita mutta kokonsa vuoksi niitä ei samanlaisina voi pieniin mobiililaitteisiin laittaa. Pelkkä hiiri olisi helppo toteuttaa kannettavien tietokoneiden tyyliin ohjauspallolla, -sauvalla tai -levyllä tai yksinkertaisesti neljällä kursorinäppäimellä mutta kirjainmerkkien valinta oikealla hiirellä näistä vaihtoehdoista puhumattakaan on liian hankalaa joten myös näppäimistö täytyy jotenkin toteuttaa. Suosituimmat vaihtoehdot tähän ovat nykyään tietokoneen näppäimistö pienennettynä (Nokia Communicatorit, suuremmat PDA:t, Ericsson Mobile Companion) ja kirjoitusta ymmärtävä kosketusnäyttö (Palm Pilot, Windows CE-laitteet ym. pienet PDA:t). Näistä pienennetty näppäimistö on huomattavasti parempi henkilötietoja suurempien tekstimäärien syöttöön mutta näppäimistö pakottaa laitteen noin kaksi kertaa kosketusnäytöllistä suuremmaksi. Täysin henkilökohtaisessa käytössä kosketusnäyttö on tavallisissa mobiilisovelluksissa varsin käyttökelpoinen mutta uudelta käyttäjältä kestää aikansa ennen kuin merkkejä alkaa saada aikaan riittävän nopeasti edes puhelinnumeroiden kirjoittamista varten ja monissa perinteisemmissä sovelluksissa käsinkirjoitus on kankeaa.
Taskuun mahtuvien laitteiden suorituskyky seuraa pöytälaitteita mutta 5-10 vuotta myöhässä. Kannettavat laitteet ja niiden ohjelmistot on suunniteltu tätä rajallista tehoa silmälläpitäen joten tavallisissa mobiilisovelluksissa tämä ei suuresti häiritse mutta pöytäkoneiden suurta tehoa vaativia sovelluksia kuten ohjelmallista DVD-purkua, televisiokuvan hyvätasoista reaaliaikaista pakkaamista tai raskaita interaktiivisia kolmiulotteisia ohjelmistoja (pelit, simulaattorit, 3D-mallinnus) ei kannata odottaa taskukokoon noin viiteen vuoteen.
Suorituskykyä rajoittaa lähinnä virrankulutus ja koko. Pöytäkoneiden nopeille prosessoreille ei riittäisi taskulaitteen akusta virtaa moneksi sekunniksi ja kiintolevytkin mekaanisina kuluttavat paljon sähköä ja ovat suuria. Kannettavien tietokoneiden kautta prosessorit kehittyvät hiljalleen taskuun sopiviksi ja nykyään on alkanut ilmaantua erittäin pienikokoisia tuuman kiintolevyjä jopa gigatavun tallennuskapasiteetilla lähinnä digitaalikameroita ja suurempia PDA:ita varten. Gigatavukaan ei nykyään riitä pitkälle joten massamuistitekniikka saa kehittyä vielä paljon ennen kuin elokuvia taskulaitteisiin kannattaa tallettaa.
Nykyinen akkutekniikka riittää nykyään varsin hyvin perinteisiin kännyköihin pienimpiä malleja lukuunottamatta mutta tätä monimutkaisempien laitteiden suunnittelussa tehonkulutuksen minimointi on yksi tärkeimmistä seikoista. Jokainen osa ja sen vaihtoehdot täytyy harkita tarkkaan jotta saataisiin akku riittämään vähintään muutamaksi päiväksi. Moniviestimissä suuria virrankuluttajia ovat näyttö, prosessori ja mahdollinen kiintolevy joten näistä on täytynyt tinkiä valmiusajan lisäämiseksi. Nykyistä kaksinkertaisen kapasiteetin akku antaisi saman valmiusajan tuplasti enemmän tehoa kuluttavalle laitteelle joten tällöin voitaisiin ottaa käyttöön tehokkaampi prosessori, kunnollinen värinäyttö ja kiintolevy. Tosin nykyiset valmiusajat eivät usein ole vielä riittävän pitkiä joten akkukapasiteetin lisäys ei tule näkymään suoraan suorituskyvyssä.
Nykyiset akkutekniikat ovat metalli-hydridi halvemmissa laitteissa, litium-polymeeri joissakin uudemmissa kännyköissä ja litium-ioni muissa. Toistaiseksi litium-ioni tarjoaa parhaan hyötysuhteen mutta uudempi polymeeriakku menee luultavasti ohi kypsyessään ja siitä pystytään tekemään tilan paremmin hyödykseen käyttäviä akkuja koska se voi olla minkä muotoinen tahansa. Nykyisissä akkutekniikoissa ei ole suuria edistysaskelia näkyvissä joten huomattavia tehonlisäyksiä varten tarvitaan markkinoille uusia tekniikoita. Tällainen voisi olla alkoholia ja vettä käyttävä polttokenno joista on tehty jo kolikon kokoisia prototyyppejä. Polttokennon teho/painosuhde voi olla jopa kymmeniä kertoja parempi kuin nykyisillä akulla ja säiliön voisi tarvittaessa tankata täyttöpullosta verkkovirrasta riippumatta.
Turo Heikkinen, 40467U, 2000-12-08
Tämä sivu on tehty Teletekniikan perusteet -kurssin harjoitustyönä.