Xbox One X是怎樣煉成的？詳解背後的設計哲學

Xbox One X即將於11月7日上市，離現在還有不到一個月的時間。最近外媒Xbox Wire發文解釋了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，是如何做到一台小體積卻實現「真4K」的遊戲主機。

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，合作是創新的驅動力。

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

我們從他們的口中得知，整個開發過程是一個讓人著迷的故事。在這方面，工程設計團隊執行Xbox One X開發初始就具有明確的具體目標 ：設計一台小體積的真4K遊戲主機。他們一起合作最終使夢想變為可能，而且開發過程中沒有任何妥協。最終的成果是大家有目共睹的。

計劃啟動

正如你可能想像的那樣，當一個人坐下來創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能提供什麼體驗?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遊戲」的核心去開發，而這將推動整個系統的架構的開發

主機的核心「天蠍」引擎就是以有史以來最強大的遊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製的。這提供個團隊有了很大的自由度，開發人員可以圍繞著光碟機、硬碟和內存組件等方面來設計。

「如果你從一袋零件開始，那怎麼將他們變成一個產品?」Del Castillo解釋說。 「設計主板就像建築學一樣，你需要一個設計方向和樓層規劃方向，地基是什麼樣的。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裡面。他們知道這將是Xbox One系列設備不斷增長的一部分，並希望吸取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麼能充分體現這個產品，」Sparks繼續說，「我們設想了這個黑色巨石（源自電影《2001：太空漫遊》）。每當你在電影里看到它的時候，它就向觀眾發出了一個信號：它是下一個進步階段的標誌。所以，我們把它作為一個設計目標：Xbox One X是發展的下一個目標。」

「我們不希望Xbox One X比Xbox One S更大，但這是一個巨大的挑戰，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。

機內架構

隨著工程團隊繼續關注設計的整體意圖，兩隊之間進行了大量緊密的協同工作，他們開始布置像主板這樣的組件，並確定內存如何路由到晶元與確定方案。在設計不停的迭代過程中，他們發現最有意義的是將主板倒置安裝在主機的「天花板」上，並將光碟機和硬碟疊著放進去，這樣可以創建最優的內部空間高度。

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，設計團隊希望實現這種整潔的設計風格。

另一個目標是將主機電源設計為內置，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%。團隊經過高效的設計，決定將內部部件變成小尺寸，他們最終將電源布置在光碟機後面。另一位方面來看，這樣的設計允許他們可以將系統背面的所有埠保持在與Xbox One S幾乎相同的位置，以便在升級到Xbox One X時，設置起來儘可能熟悉簡單。

左邊是底部，右邊是頂部：

散熱設計

有了這麼多組件，並且比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，然後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「天蠍」引擎不停增加散熱器尺寸是不可行的」Leo說，「我們為了得到新的技術啟發，於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於消費級電子產品。」

Vapor-chamber散熱片真的太厲害了。真空腔底部的液體在吸收晶元熱量後，蒸發擴散至真空腔內，將熱量傳導至散熱鰭片上，隨後冷凝為液體回到底部。這種類似冰箱空調的蒸發、冷凝過程在真空腔內快速循環，實現了相當高的散熱效率。雖然Leo的團隊看起來像是已經解決了散熱問題，但仍然需要通過風扇來把熱量帶離主機內部。

解決方案是定製的帶有導管的離心式風扇組件，它為Xbox One X專門定製的。這有助於將熱空氣從主機中排出，並使包括電源在內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，並模擬運行來不停改進設計，有助於在放置風扇之前確定主機內的任何「熱點」。

團隊已經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）發揮的地方。」 Sparks解釋說，「我們需要在功能實現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。」

關於這部分的設計，團隊首先要弄清楚哪些組件需優先接觸到空氣流。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。 但是設計團隊想在Xbox One S的設計基礎上更勝一籌。

「我們採取Xbox One S的通風孔樣式，但儘可能地將它們縮小到幾乎不可製造的地步。我知道做到這一點不容易。但我們不得不進行創新。」Sparks說。

為了做到這一點，工程團隊意識到必須創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，成千上萬的用於製作穿孔樣式的小別針，以及一面超薄的牆壁。

「但是我們最終做到了！我們可能創造了最創新同時複雜的注塑工具，」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塞進Xbox One X的小尺寸機殼中。Leo依次拾取每件作品，輕鬆將它們組合在一起，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後邏輯。即使將硬碟放入主機中，Leo也花時間解釋這樣的基本組件是否也需要特別定製。

「對於硬碟這類機械部件幾乎是工業標準的產品，」Leo解釋說，「 但我們還是要和我們的製造商合作，優化產品的固件性能。為了保持最優的表現，我們在安裝時絕不能隨便。」

為了解決硬碟安裝問題，團隊專門為硬碟製作了一個專用的安裝架，以減輕在運輸途中在機殼內的振動，因為太多的振動會損害硬碟的性能。特別是因為光碟機和硬碟兩個部件是緊貼在一起。

Leo然後拿起風扇組件並將其貼合在Vapor-chamber散熱片上，電源安裝在主板上方，並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。絕對不會出現這樣的情況：『首先我們設計一個主板，然後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品。」

完成的感觸

「在Xbox One S上，我們開發了一種全新的顏色——機器白（Robot White）。它體現了Xbox One S一台大膽卻平易近人的主機，」Sparks解釋說。，「對於Xbox One X，我們的目標是完全不同。我們想要一種能夠體現在這主機強大機能的顏色。」

有趣的是，在經過所有顏色組合測試之後，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，由於Xbox One X的設計是由兩個獨立的外殼組成的，並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感的紋理，所以最後一部分看起來真的很棒。」

當你在不同的光線下觀察主機時，你會發現不同紋理帶來的效果是非常明顯的，你會發現光線在主機上優雅地移動。由於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：太空漫遊》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，這項工作以及所有這些改進，都驅使著我們沿著創新的軌跡走下去。在我看來，Xbox One X是我們創造過最棒的主機。」Sparks說，「我們不是為了自己創造的，我們為了玩家創造它的，這是一次玩家的勝利。他們會得到這台主機，這台可能是我們創造出來最棒的主機。"