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Xbox 360:內部構造


內容摘要
  • 進步的工效學設計
  • 功能再進化
  • Xbox 360 按鍵

有外表又有大腦的女孩子才算是真正的美女,所以在看完Xbox 360™ 的流線型外表 後,現在進一步來看它內部的乾坤吧。所以我們找來了Xbox 360 的首席機械設計師 Jeff Reents 來為我們解答一切問題。

Lead Mechanical Engineer, Jeff Reents.
首席機械工程師Jeff Reents 。

Xbox.com : 你覺得參與這個計畫所遇到最大的機械工程挑戰為何?

Jeff Reents : 相較於第一代 Xbox® ,下列三個問題是我認為比較棘手的:首先,我們必須將兩倍的電力供應塞進更小的空間中。第二,還要合乎更嚴苛的環境標準考驗。另外,就連成本我們也還得要斤斤計較。

Xbox.com: 那我們就從電力問題來討論起吧。Xbox 360 的電源供應真的要比 Xbox 還要高上兩倍嗎?JR : 是的。Xbox 使用不到 100 瓦的電力,但 Xbox 360 的電力卻超過了 200 瓦。


「我是Todd Holmdahl 最早從電腦部門
被挖角進入Xbox 小組的頭十幾位員工之一。」


Xbox.com : 要將這樣的電力裝入這麼小的機殼中會有什麼樣的限制?

JR : 首先就是溫度的問題。只要有電力就會產生高溫,因此得先解決降溫的問題。我們花了點心思在風扇的大小上,原本要使用一具80mm 大小的風扇,但卻無法將其裝入最終採用的機殼中而作罷。

但是又不能以一具 60mm 的風扇來代替,因為它並不足以提供降溫所需— 風扇的直徑越大,氣流的循環也就能相對增加。因此我們最後決定改用兩具60mm 的風扇,以及水冷式的散熱片,同時提供電源及CPU 的散熱功能。我們還因此申請了專利。

嚴格說來,那並不是真的完全利用水來降溫,事實上那是一個銅製的散熱片,有著鋁製的鰭片及銅製的導熱管。導熱管中裝有水,並在導管封口之前,其中的空氣就被抽出而成為真空狀態。

相較於一般壓力中的水分,真空中的水分會在較低的溫度下產生沸騰現象。就在水沸騰蒸發成氣體時,蒸汽便會上昇並將高溫帶至鰭片,而鰭片內的氣流便能有效率地將高溫導出。一旦蒸汽的溫度下降,就會壓縮成為水並回流至處理器上的銅製散熱片導管內。如此週而復始,不斷進行著壓縮及冷卻的循環動作。

Dig that sexy water-cooled heat sink.

水冷式的散熱片看起來很酷吧。

Xbox.com : 這兩具風扇在我玩遊戲或連線聊天時,會不會吵得我沒辦法專心?

JR : 我們試著為主機的外型、高溫的控制、噪音管理以及成本控制找出完美的平衡。在主機外型及系統電力上我們有固定的規格( 決定最小的氣流需求和風扇大小) 。我們在主要 ICs (GPU 及 CPU) 上使用熱感應真空管,以及可以判讀真空管溫度的熱量演算韌體。並改變風扇的電壓,將其轉速降低,如此便能兼顧系統所需的冷卻能力,卻又不會發出惱人的聲響。

風扇所需的冷卻力是由系統中的電子處理感應器來決定:執行緊湊的遊戲應用程式時,就需要高冷卻力;而純粹觀賞DVD 影片時,便不需要太大的冷卻力。另外還要考慮到主機的實際操作環境,像是大氣溫度與海拔高度等。

Xbox.com : 既然說到這方面,可以瞭解它的環境標準為何嗎?Xbox 360 是不是一部夠環保的主機?

JR : 絕對是的。Xbox 360 絕對達到無鉛規定的要求,同時也符合RoHS 的規定。

Xbox.com : 這 RoHS 是什麼東西來著?

JR :RoHS 的意思是「有害物質限制」。這是歐盟在2002 年通過的一項法律,規定所有的電器裝置都需要在2006 年的 7 月 1 日前符合當中的限制。目的是讓製造商能跟得上全球環境保護的腳步。

Xbox.com : 聽起來不錯。不過這項法律對於 Xbox 360 產生了哪些實質規範?哪些限制規範是你們需要特別處理的?

JR : 因應這項法律,Xbox 360 主機中沒有使用以鉛、水銀、鎘、六價鉻、多氯聯苯(PBB) 、多氯二苯醚 (PBDE) 或其他違反 ROHS 的物質。因此我們的主機板與銲錫都是無鉛的材質。

Xbox.com : 除此之外,還有其他安全措施嗎?

JR : 我們還有效阻擋了電波輻射。Xbox 360 內部的金屬部分為法拉第靜電屏蔽筒,能將電波輻射擋在主機之內。也因此無線控制器的無線電需要設置在法拉第靜電屏蔽筒之外,才能順利發射信號。如果主機沒有破損的話,就能完全隔絕電波輻射了。

若以散熱的角度來看,多孔設計的主機較有助於氣流的流通。不過以這台主機的實際情況看來,如果散熱縫的直徑超過5 公釐的話,電波輻射就有向外擴散之虞了。所以折衷的方法,就是計算出可讓最多氣流通過,卻又能隔離電波,最後還能通過保險商實驗室熱油測試的散熱縫大小了。

"Hey Bill, check out my airflow."

「欣賞我的降溫裝置嗎?」

Xbox.com : 哇!聽起來真夠深奧的,還有熱油測試?

JR : 我來說明一下:當我們決定好要測試的散熱縫大小,就先把一片布料放在測試物體下方,取來5 盎司的柴油,點燃後把這些燃油倒在散熱縫上。測試的重點是,那片布料不得因此起火燃燒。也就是說,在燃燒的柴油流到布上的時候,就必須先行熄滅。

Xbox.com : 嗯,我還真想見識一下當初測試的情形。不過算了,我們還是談到節省成本的問題上吧。你們是如何控制成本的?

JR : 有兩個方式。每個 Xbox 360 的零件都有多家供應商可提供,因為如果讓一家供應商獨佔的話,那麼議價空間就極為有限,而多家供應商則能有效控制價格。另外,這次我們擁有了晶片的IP ,因此便能在自己的廠房中生產。

Xbox.com : 還有什麼內部組件的獨家消息嗎?

JR : 這次我們不想讓那些有研究狂的人將主機大卸八塊,所以在主機外部看不到任何一顆螺絲;另外,我們還貼上許多辨識標籤。只要你自行拆開Xbox 360 的機殼,一定會留下明顯的證據。

Xbox.com : 而跟第一代 Xbox 主機相同的,只要你拆開了主機,保固也就隨之失效對吧。

JR : 沒錯。

Xbox.com : 看來這是一部內外安全、性能兼具的超級主機囉。謝謝你,Jeff !

其他關於Jeff Reents 的小資料:
Jeff 出生於伊利諾州中部,而他在高中的第一份差事則是擔任金屬沖床技工。他當了五年的學徒,接著就到伊利諾州大主修塑料工程技術。畢業後,他任職於射出鑄模部門的經理,而在80 年代中進入 Compaq 設計並製造個人電腦。

他在 Microsoft 已經有超過 6 年的資歷了,職稱為個人電腦硬體與周邊的機械工程師。「我是Todd Holmdahl 最早從電腦部門被挖角進入 Xbox 小組的頭十幾位員工之一。」

  • 最喜歡的電影 : 《鐵窗喋血 (Cool Hand Luke) 》
  • 想跟著巡迴演出的團體 :Lynyrd Skynyrd
  • 最喜歡的遊戲 : 《最後一戰:Combat Evolved 》
  • 最喜歡的書:David McCullough 的《John Adams 》

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