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    垃圾桶身世之谜 苹果新Mac Pro拆解评析

      [  中关村在线 原创  ]   作者:
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    1苹果新Mac Pro拆解评析

      销量最好的产品,并不是等于最好的产品,苹果的总挂在嘴边的一句话是“做最好的产品”,但也确实是这样做的,Mac Pro可以看作是在工作站领域中站在顶端的男人,它存在的意义是满足苹果公司对产品极致的追求,树立一个该领域的榜样,这关乎到企业文化,关乎到企业的进取心,即便是它还只是才诞生不久的新生儿。

      苹果的成功之处在于产品的错位竞争,也就是在别人不那么关注的产品线上发力,似乎这么说不是很准确,但这种反差确实可以带来巨大的“惊喜”,Mac Pro上一次的设计已经是十年前的事儿了,而内部设计也已经是7年前的事情,这么多年来,苹果只是在老款的Mac Pro上做着硬件升级这种相对廉价的工作。

      这一回新Mac Pro的改变可以说是大到无法无天的地步,确实要佩服这款产品的设计师,算是彻彻底底颠覆我们对台式电脑的认识,至少在造型上是如此的,设计上亦是如此的。当然也有人说,作为后PC时代的一款小众产品,无论新Mac Pro成功还是失败,都不会对苹果公司下一阶段的整体兴衰带来太大影响。依旧是那句“做最好的产品”时常勉励着我们,身为看客也尽看客之道将其一看到底。

    苹果垃圾桶身世之谜 新Mac Pro拆解评析
    垃圾桶身世之谜 苹果新Mac Pro拆解评析

      新Mac Pro的外观在我看来与流行的说法不太相同,新Mac Pro更加接近铝壳饮料罐的造型,但大多数人更加喜欢称之为垃圾桶,或许苹果推出一个“垃圾桶”产品更加吸引人。当然这只是对这款造型新颖的好产品的调侃,其实从顶端看起来既不像垃圾桶也不像铝壳饮料罐,让人有放上锅炖菜的冲动。

    2拆解“垃圾桶”简单易懂

    拆解“垃圾桶”简单易懂

      开始拆这机器的时候,发现一个比较奇怪而且不太苹果风格的设计:通过简单的滑动,我们就能很轻松的将Mac Pro外壳取下,甚至没有苹果惯用的那裸露的固定螺丝。至少这样看起来很漂亮,拆起来也较为方便。(以下拆机白底图片均来自iFixit拆解团队)

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    新Mac Pro整机的太小

      将圆柱形最外层外壳取下后,基本上我们就能比较完整的看到里面的内部结构了。 硕大的独立图形显卡主板屹立在两侧,我们还能看到一块SSD固态硬盘被固定在一块显卡主板之上,而与其对称的另外一块显卡上并没有。 稍微把Mac Pro来一个旋转,在这里能够发现整齐且垂直放置的内存条,同样是对称设计。

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    硕大的独立图形显卡主板屹立在两侧

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    内存位置也是对称设计

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    内存可以自行更换,并非板载

      卸除SSD固态硬盘很简单?当然只需用T8螺丝刀一拧,便可将SSD组件轻易地从显卡主板上卸除。好吧,在这里我必须承认,这个步骤十分简单,对于那些自行拆解的用户来说,只需要取下一个螺丝,就能把SSD模块拿出来,甚至螺丝也不是苹果专有的型号。

    垃圾桶身世之谜 苹果新Mac Pro拆解评析
    取下SSD固态硬盘十分简单

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    去掉外壳后的SSD固态硬盘

      硬件通用?不可否认,在新Mac Pro身上发现的固态硬盘,与之前我们看到那些被拆解的2013款MacBook Pro Retina和MacBook Air相同,只不过该模块最后几个数字有些许不同。

    3独特设计散热结构与模式

    独特设计散热结构与模式

      转个身瞧一瞧新Mac Pro的底面,上面注明了电压额定值为100-240伏交流电,因此把这个垃圾桶带到国外是没有问题的,符合国际标准。那么再看顶部,这里只能有一个风扇,散热模式如何?Mac Pro是由一个单一的风扇,其将空气从机体下方吸入,空气通过内芯带着热量,再从壳体的顶部排出。

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    Mac Pro底部设计与标签

      圆形和等腰三角形都是经典的形状,各自都蕴含着奇妙的力量,新Mac Pro将它们巧妙的融合在一起。我们可以从上面看到,圆形的切面被均匀的分成上下两个部分,上半部是一个等腰三角形的纯铜散热片模块,为了扩大散热面积还在中间增加了一些连接线——但这些连接线又不能太密,否则会影响通风效果,相信这个平衡点是苹果经过多次测试后才最终确定的。

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    从此处可以看出新Mac Pro的散热结构

      在这个等腰三角形纯铜散热模块的三个面上,都紧靠着三个发热量最大的芯片,左右两边是两片完全相同的显卡,它们通过交火来获得最强的图形处理性能。较长的那条边则是主板以及处理器。三颗芯片都会紧紧贴在三个面的铜板上,它们发出的热量会快速被铜板分散开来。

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    唯一的一个散热风扇

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    三菱柱形散热散热结构

      正如前面所说,如果其中某一个面的芯片发热量格外大,没关系,超出的热量会被另外两个面的铜板吸收,这就是新 Mac Pro 统一散热架构和核心理念。或许正是因为苹果的设计师想到了这个三菱柱形的散热结构,才有了重新打造 Mac Pro 的计划,为了那么一点点已被人说烂的创新。

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    新Mac Pro散热模式示意GIF图

      除了三菱柱形的纯铜模块之外,新 Mac Pro 的统一散热架构还有另一个重要的组成部分,那就是风扇。由于只有一个风扇,因此我们不能按照常理思考,把它简单的按在铜块上就完了,而是要从全局出发,去设计整个风道的路线——进风量和出风量要相等,中间不能有瓶颈和死角、也不能有漏风的地方。 

    4浓缩在小个子里的大内涵

    浓缩在小个子里的大内涵

      对任何一个品牌的台式机而言,无论它采用多么顶级的配置都算不上本事,因为这都是只要花钱就能从上游供货商那里买到的,普通用户也能轻松组装出来。但要把这些顶级硬件塞进一个体积只有普通机箱1/8的迷你机箱里面,还指望它散热良好、运行安静的话,就不那么容易实现了,新Mac Pro做到了吗?

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    定制专业级显卡的定制设计

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    拆解的这款新Mac Pro配备了两块AMD专业级显卡

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    图形芯片与闪存芯片的布局,对称设计无处不在

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    将SSD卡槽安放在显卡主板之上,温度是否太高?

      有句老话评价新Mac Pro再合适不过了:麻雀虽小,五脏俱全像新Mac Pro这种小车拉大货的设计思路通常都是工程师发了疯才想出来的,或许你们会说追求极致性能一般不会在意机箱的大小,只要速度够快、运行稳定、扩展性好就足够了。可实际上,那只是我们太容易满足而已,因此说知足是人类进步的绊脚石并没有错。

    5设计出人意料却符合情理

    设计出人意料却符合情理

      在DIY风靡的年代,攒机时机箱大小差不多是固定的,无论是ATX还是ITX,都是长方形的铁皮箱,或多或少都会有空间浪费的问题,这样的做法是最大限度的去适配各个尺寸的硬件,不会出现模块型号太大而放不进去的问题。产品线比较单一,并且软硬件一体化的苹果就不会有这样的顾虑,Mac Pro的“垃圾桶”机箱不存在硬件选取的问题,机箱圆筒型设计出人意料又合情合理。

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    除了三角就是圆形,两个稳定结构支撑着整个Mac Pro

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    电源模块紧靠处理器,温度能否扛得住?

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    几乎所有本该在一块逻辑主板上的部件都被模块化

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    连处理器的固定方式

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    将所有东西整合在一个小圆筒里,甚至还有本该硕大的供电系统

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    毕竟是台式电脑的高功耗,我们依旧会担忧这块小巧的供电电路能否扛得住

    垃圾桶身世之谜 苹果新Mac Pro拆解评析
    感谢iFixit提供的新Mac Pro拆机图片

      将以往看上去如此庞大的台式电脑压缩在如今看上去如此精小的圆筒里,苹果无疑是成功的产品你设计者。然而高浓缩也带来了许多不便,那就是用户DIY属性几乎为零,这一点在iFixit团队对这款新Mac Pro的拆解中被证实。新Mac Pro没有多余的硬盘托架,甚至连供老款硬盘使用的SATA接口都没有。内存位于逻辑主板两侧的扇形插槽里,倒是可以替换,但是选配新Mac Pro的用户想必已经在苹果官方定制全部。

      不可否认,这一次苹果对Mac Pro进行了脱胎换骨的改变,大幅缩小体积,而且破天荒的采用了圆柱形设计,但性能却是之前那个巨无霸的多倍。在对这款产品的内部结构进行了深入的了解之后,可以说苹果重新定义了桌面电脑。Mac Pro给其它品牌的台式机开启了新的思路,未来会有越来越多PC厂商效仿它的设计理念,引用前面那句话就是:设计出人意料却符合情理。

    6延伸阅读:为何无法复制

    延伸阅读:为何无法复制

      除了大多数的果粉之外,通过产品大获成功的苹果似乎一时间成了全世界的“公敌”,竞争对手眼红苹果赚走了大把钞票,媒体为了完成KPI,也心不甘的为苹果做着免费宣传,甚至一些苹果用户也希望免俗,不愿再被扣上果粉的帽子,尝试着去改换门庭……但几年过去了,苹果还是那个苹果,虽然被指后乔布斯时代的创新不足,新品保密能力下降等等,可一到新品发布会,大家还是准时为其熬夜,等着新品,这已经成了一种惯性,难以解释。对于苹果的对手来说,都希望复制苹果公司的产品,意想获得相同的成功,但最终也没能成为下一个苹果。

    不仅关乎设计 苹果Mac Pro为何无法复制

            后乔布斯时代,苹果再也没像iPod、iPhone这样令人振奋的产品问世了,而正在大家都在怀疑苹果将走下坡路的时候,今年苹果接连发布了iOS7和Mac Pro,对笔者来说,这两个作品分别代表着苹果在公司文化理念和产品工业制造能力上进入了新的境界,iOS7以后我们单说,这是苹果“去乔布斯化”的重要一步棋,而Mac Pro绝对是今年最令人激动的产品,虽然这这是一部工作站电脑。

            Mac Pro这次变化之大,令我们始料未及,这也让其他OEM厂商根本没料想到,谁会想到苹果会在已经几乎被厂商抛弃的工作站上倾入这么多的精力,PC市场不断萎缩,而且Mac Pro面向的是更为小众的专业群体,所以Mac Pro在对手看来,已经不是如何“复制”的问题?而是有没有必要“复制”的问题,

            但这些都是假设,2999元美元(折合人民币18275元)的新Mac Pro仍然有很大的希望来挑动PC市场,而不仅仅在于专业群体,甚至家庭、企业都有可能成为其潜在用户,小规模的引发震动并非不可能,红色的Mac Pro限定版已经被炒至天价,笔者身边的几位土豪同事也纷纷表达了对它的向往,所以没什么不可能,土豪才是促进社会进步发展的真正动力。

            好了,下面我们来聊聊,为什么Mac Pro无法“复制”。

      首先是关于产品制作工艺方面的,这是一个全部考验生产流程的工作,是对既定现状的颠覆和挑战,在苹果的官方页面上的介绍是这样的“Refined impact extrusion technologies are more material-efficient and give the polished aluminum enclosure its incredible shape and finish”,那么“Refined impact extrusion technologies”代表着什么呢?我们先通过下面的视频感受一下。

      显然Mac Pro用到了苹果之前从未触及过的技术,这是在设计前期确定了Mac Pro将采用圆柱型之后,才开始决定启用的技术,苹果将它命名为Refined impact extrusion technologies(液压深绘制冲压)。

    不仅关乎设计 苹果Mac Pro为何无法复制
    这块原始的金属材料就是用来生产Mac Pro的外壳

    不仅关乎设计 苹果Mac Pro为何无法复制
    将得到的金属材料进行深绘制冲压

      原则上说,苹果大可以将一块巨大的铝块直接放到车床中进行生产圆柱型外壳,但这样做很难没有瑕疵,而且会引起大量的金属切削,降低使用效率。苹果不得不重新考虑新的新的冲压技术。

      深冲压的做法,简单的说,通过另一个材料对原材料进行挤压、冲击,使其在模具中受到挤压后成型,有点像我们之前的捣蒜石臼,蒜被捣碎之后,按照模具(石臼)的形状,铺满在模具的底层。Mac Pro也是同样如此,将饼坯(原材料铝块)放入凹模中,凸模将其挤压成工件。挤压过程中,饼坯材料在凸模和凹模之间的间隙向上被挤压出来,最后在利用数控机床对顶部定型,进行精细加工。

      外壳加工只是生产环节的一部分,更多的生产工艺揭秘可以看这里

    不仅关乎设计 苹果Mac Pro为何无法复制
    冲压工艺

      冲压工艺可以减少一体成型工艺的制作步骤,并且节约材料,在阿里巴巴上有很多这种材料和技术的供应商,这对于其他厂商应该说不难“模仿”,但问题是这个有些不切实际的“想法”。

      另外一个在于工艺上的选择,是用灌注成型、冲压成型、Unibody,这不单要全方面的分析三种成型方式的特色,更是要结合Mac Pro产品为他选择一种最合理的方案。

    散热无法复制:重设计风扇 效率最大化

            在说Mac Pro的内部设计之前,我们有必要先了解一下Mac G4 Cube,这个在2000年8月推出的麦金塔电脑最大的创新,除了采用了一个 8×8×8英寸的正方形外观之外,还首次使用了完全不用电动风扇的设计,完全依靠倚赖对流原理散热,使G4 Cube运作时相当宁静。

            和Mac Pro相同的是,G4 Cube也都是极力争取外观视觉上的冲击力,而且在散热设计方面,热量经过对流从顶部排出,这样顶部的平面如果放上一张报纸或书的话,就会堵住出风口,造成死机,这也是后来G4 Cube在推出一年时就被迫放弃的主要原因。

    不仅关乎设计 苹果Mac Pro为何无法复制
    G4 Cube Mac(图片来自wiki)

            Mac Pro从某种意义上来讲,是向这个曾经被Jonathan Ive一手设计最终被科技博物馆收藏的经典产品致敬的,但我们看到,虽然Mac Pro采用了风扇设计,而且顶部最大限度的利用了圆柱体切面的空间,保证出风口不会被封盖住,这是Mac Pro相对于G4 Cube来说进步的地方,不单单考虑外观,而是更多的从全局设计去出发,这一次我们还是要研究一下Mac Pro的散热系统,看看这套散热系统的精妙之处。

    统一散热的奥秘 苹果新Mac Pro深度解析
     最后携带着热量从机身底部吹出

            我们一点点来看,新的Mac Pro只用了一个风扇就能为Xeon 至强 12 核处理器 + 两片 FirePro W9000 显卡实现了散热,散热的背后到底有什么样的秘密,苹果是如何做到的呢?答案就是:先将所有热量集中到一处,然后通过一个巨大的风洞来快速带走热量。

    统一散热的奥秘 苹果新Mac Pro深度解析
     Mac Pro 拆解后的俯视图

            圆形和等腰三角形都是经典的形状,各自都蕴含着奇妙的力量,新 Mac Pro 将它们巧妙的融合在一起。通过俯视图我们可以看到,圆形的切面被均匀的分成上下两个部分,上半部是一个等腰三角形的纯铜散热片模块,为了扩大散热面积还在中间增加了一些连接线——但这些连接线又不能太密,否则会影响通风效果,相信这个平衡点是苹果经过多次测试后才最终确定的。

    统一散热的奥秘 苹果新Mac Pro深度解析
     热量传导示意图

            在这个等腰三角形纯铜散热模块的三个面上,都紧靠着三个发热量最大的芯片,左右两边是两片完全相同的显卡,它们通过交火来获得最强的图形处理性能。较长的那条边则是主板以及处理器。三颗芯片都会紧紧贴在三个面的铜板上,它们发出的热量会快速被铜板分散开来。

            热量是会向上移动的,把出风口设计在机身上方更符合规律。在没有风扇的情况下,机身上部一定比机身下部更热,因此把风扇安置在机身顶部会带来更高的散热效率。而最为重要的是,要想提升风扇的性能只有两个方法,一是加快转速,二是加大尺寸,由于前者会增加噪音,所以加大风扇的尺寸就是最理想的选择。

            在过去的很长一段时间里,OEM品牌电脑厂商在散热设计上的做法是头疼医头脚疼医脚的,硬件发热量大,就使用大型机箱,增加空气流动空间,甚至在给机箱后方单独装上一个抽风风扇,而显卡也要再加上一个独立的风扇来为其散热,甚至在内存模组上都要增加额外的风扇,而风冷已经无法满足发烧友了,油冷、水冷、液氮等等都是目前很流行的做法,这样的做法确实能达到出色的散热效果,但解决问题的方式却不够优雅,当然对于DIYer来说,这并不是问题,但对于专业工作者来说,怕是欣赏不来那些蒸汽朋克风格的水冷插管和五颜六色的跑马灯的。

    硬件难复制:“苹果”定制于议价能力

      在来看看硬件方面,这也是其他OEM厂商有企图的领域,毕竟Mac Pro的竞争对手可以通过堆积配置来实现超越,但这一次估计要让他们失望了,虽然苹果并未对外公布每个硬件部分所选用的品牌(当然还有一部分为苹果定制),但一些用户已经通过攒机平台生生的攒出来一部Mac Pro,最终成本在不算外观和内部散热设计情况下,还是达到了3300美元,甚至超出了一向以高价格示人的苹果的Mac Pro。

      苹果和intel的关系一直十分微妙,虽然这次Mac Pro对外公布使用了新一代的Intel 至强 E5处理器,但从公布的数据上看应该已经是下一代产品了,而Mac Pro要在明年才发售,也可能是为了照顾Intel下一代的Brickland平台,在与intel的合作商中,苹果甚至还要超过其他OEM厂商,就像最新的Haswell平台笔记本,苹果总能提前拿到供货,而一些新技术像Thunderbolt 2,也是最先在苹果产品上使用,所以在方面,其他OEM厂商依然占不到什么便宜。

    Mac Pro
    苹果Mac Pro

      除了处理器之外,别忘了Mac Pro还有两块AMD FirePro D300显卡(苹果定制),从参数上看,更接近于AMD FirePro W7000,而后者两块显卡加起来的价格是1300美元。此外还有一块PCIe接口(速度翻倍)的256GB SSD,而同样接口标准和容量的固态硬盘也需要900美元左右,这还不算3条4GB内存、电源、外壳、以及一些列Mac OS下丰富且免费的软件

      接口方面,两个Gigabit Ethernet接口、一个HDMI1.4以及四个USB3.0加上六个Thunderbolt 2,加上802.11ac无线网络和BT4.0的支持,这应该是目前商用电脑的最豪华的配置了吧。

      可以看到,这样的硬件配置,即便是以攒机的思路去看待,一些厂商也无法像Mac Pro这样节约成本,一体化产品策略的优势,就是在配件采购环节可以获得更好的议价能力,让产品更具竞争力。

    气质难复制:追求极致,做最好的产品

      就算是Mac Pro在设计 工业制造以及硬件搭配,甚至美学品味上都是可以“复制”的,那么苹果依然有着自己独特的企业文化,笔者并非站在一个果粉的角度来讲,事实上,笔者是个不折不扣的乔布斯黑,只是想以一个相对平和的角度来审视苹果,为什么Mac Pro无法复制,归根到底,我们到底学不来的是什么?

      如果放在其他厂商,产品经理拿着Mac Pro的立项书去找总经理,那么肯定会被毙掉,毕竟这是个赢利点极低的领域,本身Mac Pro面向的专业群体非常小众,而且又要去投放如此多的热情在一个销量注定不高的产品上,最当家的两大拳头产品iPhone和iPad尚无创新的技术出来,怎么能在这样一个不起眼的产品上下功夫呢?

      而Mac Pro的诞生,说明了苹果在对待这类产品上有着不一样的视角,苹果认为Mac Pro必须更新,并且以这样高调的方式更新。

      首先,苹果认为Mac Pro是存在改进的空间的,而且空间还不小,iPhone和iPad都是看到了当年手机和移动电脑上存在的问题才应运而生的。可以说,这是一个观察的能力,之前的工作者机箱一个个都庞大无比,浪费了巨大的空间,散热差噪音大,而且不够美观,虽然这个领域不赚钱,但是苹果的希望先把坑站住,再慢慢的渗透,当年乔布斯一度考虑取消取消苹果的专业级产品,但最终没有那么做。

      Mac Pro面向的群体的确是专业群体,并且市场份额非常小,但对于大多数人来说,专业群体的意见在他们选择产品中起到了重要的作用,如果专业群体信赖Mac Pro,那么有助于通过专业群体的推广,来让非专业用户也认识到它的好,这让最终受益者都是苹果自己。

      销量最好的产品,并不是等于最好的产品,苹果的总挂在嘴边的一句话是“做最好的产品”,但也确实是这样做的,Mac Pro可以看作是在工作站领域上最好的产品,它存在的意义是满足苹果公司对产品极致的追求,树立一个该领域的榜样,这关乎到企业文化,关乎到企业的进取心。

    这些踮踮脚也许才能买的起的产品,对于消费者的吸引力无疑是巨大的,苹果新的Mac Pro台式电脑,从设计公布、产品推出至今,一直拥有相当高的关注度。今天编辑为大家带来了详尽的内部结构拆解分析,我们一起来看看。

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