Xbox One X是怎樣煉成的？詳解背后的設計哲學

Xbox One X即將于11月7日上市，離現(xiàn)在還有不到一個月的時間。最近外媒Xbox Wire發(fā)文解釋了Xbox One X是怎樣煉成的，微軟是如何將性能和體積完美地平衡到了一起，是如何做到一臺小體積卻實現(xiàn)“真4K”的游戲主機。

本文轉自微博博主@維克多_Yip，原文如下：

花生醬與果醬，奧尼爾與科比，士官長和科塔娜。我們在地球上短暫的生命里肯定會學會一些東西，而這個東西絕對就是合作，合作是創(chuàng)新的驅動力。

我們最近采訪了（微軟設備設計團隊高級設計師）和Leonardo Del Castillo（Xbox設備主機開發(fā)總經(jīng)理），了解他們在如何一起合作開發(fā)Xbox One X的過程。

我們從他們的口中得知，整個開發(fā)過程是一個讓人著迷的故事。在這方面，工程設計團隊執(zhí)行Xbox One X開發(fā)初始就具有明確的具體目標 ：設計一臺小體積的真4K游戲主機。他們一起合作最終使夢想變?yōu)榭赡?，而且開發(fā)過程中沒有任何妥協(xié)。最終的成果是大家有目共睹的。

計劃啟動

正如你可能想象的那樣，當一個人坐下來創(chuàng)造世界上最強大的主機時，工程設計團隊會面臨很多問題：如何讓主機里不同部件系統(tǒng)共同工作?我們怎樣才能使主機變得小而緊湊?Xbox One X能提供什么體驗?它是如何通過它的外表來講述一個故事?

雖然這些都是團隊早期想要解決的重大問題，但他們都同意的最關鍵的一點，這一點就是以 “真4K游戲”的核心去開發(fā)，而這將推動整個系統(tǒng)的架構的開發(fā)

主機的核心“天蝎”引擎就是以有史以來最強大的游戲主機為目標而設計出來。它的所有功能都與Xbox One（和Xbox One S）兼容，而且要實現(xiàn)這一點，很明顯在安裝在主機中的所有組件都必須是專門定制的。這提供個團隊有了很大的自由度，開發(fā)人員可以圍繞著光驅、硬盤和內(nèi)存組件等方面來設計。

“如果你從一袋零件開始，那怎么將他們變成一個產(chǎn)品?”Del Castillo解釋說。 “設計主板就像建筑學一樣，你需要一個設計方向和樓層規(guī)劃方向，地基是什么樣的。為此，您需要依靠設計團隊。”

設計主機

“每當一個新的設計項目開始，它就是這一塊空白的畫布，你開始注入你的想法和限制，”Sparks解釋道,“最終，你會隨著工作進程的前進而看到成果。”

當開始主機的設計時，團隊知道所有部件必須安裝在一個緊湊的設備里面。他們知道這將是Xbox One系列設備不斷增長的一部分，并希望吸取Xbox One S所有的設計反饋，因為玩家社群都喜歡Xbox One S的設計。

“我們的另一個構思是有什么能充分體現(xiàn)這個產(chǎn)品，”Sparks繼續(xù)說，“我們設想了這個黑色巨石（源自電影《2001：太空漫游》）。每當你在電影里看到它的時候，它就向觀眾發(fā)出了一個信號：它是下一個進步階段的標志。所以，我們把它作為一個設計目標：Xbox One X是發(fā)展的下一個目標。”

“我們不希望Xbox One X比Xbox One S更大，但這是一個巨大的挑戰(zhàn)，因為Xbox One X的機能要比市面上任何主機至少強大40%。這就是我們必須與Leo和工程師們合作的原因。

機內(nèi)架構

隨著工程團隊繼續(xù)關注設計的整體意圖，兩隊之間進行了大量緊密的協(xié)同工作，他們開始布置像主板這樣的組件，并確定內(nèi)存如何路由到芯片與確定方案。在設計不停的迭代過程中，他們發(fā)現(xiàn)最有意義的是將主板倒置安裝在主機的“天花板”上，并將光驅和硬盤疊著放進去，這樣可以創(chuàng)建最優(yōu)的內(nèi)部空間高度。

將主板倒置安裝在主機的“天花板”上的另一個好處是，主機的頂部空間不需要任何通風口，設計團隊希望實現(xiàn)這種整潔的設計風格。

另一個目標是將主機電源設計為內(nèi)置，就像Xbox One S一樣，同時確保Xbox One X的機能要比市面上任何主機至少強大40%。團隊經(jīng)過高效的設計，決定將內(nèi)部部件變成小尺寸，他們最終將電源布置在光驅后面。另一位方面來看，這樣的設計允許他們可以將系統(tǒng)背面的所有端口保持在與Xbox One S幾乎相同的位置，以便在升級到Xbox One X時，設置起來盡可能熟悉簡單。

左邊是底部，右邊是頂部：

散熱設計

有了這么多組件，并且比Xbox One S擁有更強大的機能，Xbox One X肯定需要從主機底部排出更多的熱量。最初的方案就是散熱片其將作為整個散熱器的基座，然后在風扇疊加在它的頂部，但這個方案也帶來了問題，這樣會增加主機的厚度。

“為了“天蝎”引擎不停增加散熱器尺寸是不可行的”Leo說，“我們?yōu)榱说玫叫碌募夹g啟發(fā)，于是去可以使用的其他技術，最終決定使用Vapor-chamber散熱片，就像您在高端PC和顯卡見到那樣，我們相信這是第一次被用于消費級電子產(chǎn)品。”

Vapor-chamber散熱片真的太厲害了。真空腔底部的液體在吸收芯片熱量后，蒸發(fā)擴散至真空腔內(nèi)，將熱量傳導至散熱鰭片上，隨后冷凝為液體回到底部。這種類似冰箱空調(diào)的蒸發(fā)、冷凝過程在真空腔內(nèi)快速循環(huán)，實現(xiàn)了相當高的散熱效率。雖然Leo的團隊看起來像是已經(jīng)解決了散熱問題，但仍然需要通過風扇來把熱量帶離主機內(nèi)部。

解決方案是定制的帶有導管的離心式風扇組件，它為Xbox One X專門定制的。這有助于將熱空氣從主機中排出，并使包括電源在內(nèi)的所有組件保持冷卻。 事實上，設計團隊用電腦構建了風扇組件模型，并模擬運行來不停改進設計，有助于在放置風扇之前確定主機內(nèi)的任何“熱點”。

團隊已經(jīng)找到一個將空氣從主機中排出的解決方案，但是仍需要設計如何將空氣帶入Xbox One X?

“這是同步工程（concurrent engineering）發(fā)揮的地方。” Sparks解釋說，“我們需要在功能實現(xiàn)和設計目標之間來回溝通與選擇， 這正是團隊之間努力的地方。”

關于這部分的設計，團隊首先要弄清楚哪些組件需優(yōu)先接觸到空氣流。團隊參考回到Xbox One S的設計，它是通過主機兩邊的細孔讓空氣進入主機內(nèi)。 但是設計團隊想在Xbox One S的設計基礎上更勝一籌。

“我們采取Xbox One S的通風孔樣式，但盡可能地將它們縮小到幾乎不可制造的地步。我知道做到這一點不容易。但我們不得不進行創(chuàng)新。”Sparks說。

為了做到這一點，工程團隊意識到必須創(chuàng)造一個新的工具來滿足設計團隊越來越多的要求：5個有頂部外殼，零草稿，成千上萬的用于制作穿孔樣式的小別針，以及一面超薄的墻壁。

“但是我們最終做到了！我們可能創(chuàng)造了最創(chuàng)新同時復雜的注塑工具，”Sparks宣稱，“我們做到了這一切，使這個主機的外觀與我們一直在進行的工作的精度相同。”

部件組裝

Xbox One X所有的組件都放在桌子上，很難想像設計團隊如何將它們?nèi)MXbox One X的小尺寸機殼中。Leo依次拾取每件作品，輕松將它們組合在一起，看起來就像拼圖一樣。在此期間，他還不斷解釋著這種組件布局的背后邏輯。即使將硬盤放入主機中，Leo也花時間解釋這樣的基本組件是否也需要特別定制。

“對于硬盤這類機械部件幾乎是工業(yè)標準的產(chǎn)品，”Leo解釋說，“ 但我們還是要和我們的制造商合作，優(yōu)化產(chǎn)品的固件性能。為了保持最優(yōu)的表現(xiàn)，我們在安裝時絕不能隨便。”

為了解決硬盤安裝問題，團隊專門為硬盤制作了一個專用的安裝架，以減輕在運輸途中在機殼內(nèi)的振動，因為太多的振動會損害硬盤的性能。特別是因為光驅和硬盤兩個部件是緊貼在一起。

Leo然后拿起風扇組件并將其貼合在Vapor-chamber散熱片上，電源安裝在主板上方，并且順勢將組件中的導管接入卡位。

“每個單一的組件以及它所處的位置都至關重要。”Leo解釋說，“如果移動了接孔或組件，甚至只是移動了毫米級的距離，都可能會對其他部分造成干擾。因此，工程師之間必須同時進行設計。絕對不會出現(xiàn)這樣的情況：‘首先我們設計一個主板，然后我們在主板上設計一個機箱...’，如果我們這樣做，我們得到的只會是一個次佳的產(chǎn)品。”

完成的感觸

“在Xbox One S上，我們開發(fā)了一種全新的顏色——機器白（Robot White）。它體現(xiàn)了Xbox One S一臺大膽卻平易近人的主機，”Sparks解釋說。，“對于Xbox One X，我們的目標是完全不同。我們想要一種能夠體現(xiàn)在這主機強大機能的顏色。”

有趣的是，在經(jīng)過所有顏色組合測試之后，Sparks和他的團隊選回了黑色，特別是“無限黑（Infinite Black）”，它是一個印象深刻，豐富飽滿，中性的黑色，是一種與Xbox One X的簡約設計風格一致的顏色。

然而，由于Xbox One X的設計是由兩個獨立的外殼組成的，并且想讓主機顏色有水平方向的漸變和垂直方向的變化，Sparks和他的團隊感覺兩個外殼使用了同一顏色會讓主機失去亮點。

Sparks說：“我們做的是在頂部外殼加上非常有質(zhì)感的的紋理，上面就像粉刷出來一樣。而在底部的外殼上，我們使用一種有厚重質(zhì)感的紋理，所以最后一部分看起來真的很棒。”

當你在不同的光線下觀察主機時，你會發(fā)現(xiàn)不同紋理帶來的效果是非常明顯的，你會發(fā)現(xiàn)光線在主機上優(yōu)雅地移動。由于不同的紋理導致不同的折射效果，人們會被吸引注意主機的頂部和底部的外殼。也有部分設計靈感是來自Xbox精英手柄，將一些手柄的紋理的手柄帶到主機的底部。

如果還有一件事要做，那就是Xbox One X可以垂直立放，這正好回歸到像《2001：太空漫游》里黑色巨石的含義設計意圖，這絕對是Xbox下一個重大歷史時刻。

“所有這些細節(jié)，這項工作以及所有這些改進，都驅使著我們沿著創(chuàng)新的軌跡走下去。在我看來，Xbox One X是我們創(chuàng)造過最棒的主機。”Sparks說，“我們不是為了自己創(chuàng)造的，我們?yōu)榱送婕覄?chuàng)造它的，這是一次玩家的勝利。他們會得到這臺主機，這臺可能是我們創(chuàng)造出來最棒的主機。"