统一散热的奥秘 苹果新Mac Pro深度解析

　　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，至少在此之前，还没有哪个 PC 厂商能做到这一点。

　　反过来说，从常理思考，这种小车拉大货的设计思路也是在和自己较劲——追求极致性能的用户通常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。另一方面，今天的 PC 行业早已是夕阳产业，投入巨大资源来重新设计一款台式机，从制造商的角度来看似乎会是一桩亏本买卖。

　　但苹果显然不这么认为，这一次它对 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两倍。在对这款产品的内部结构进行了深入的了解之后，我认为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。

新一代 Mac Pro 揭秘

　　2001 年，iPod 重新定义了音乐播放器，随后类似的 MP3 如雨后春笋般涌现出来。2007 年，iPhone 重新定义了手机，今天的结果大家都看到了，我们都在用触屏手机。2008 年，Macbook Air 重新定义了笔记本，这才有了现在的超极本。2010 年，iPad 定义了平板电脑，至今仍难以被超越。

　　2013 年，无论从时间点还是从股价来看，苹果都必须再次推出一款颠覆性的产品，来证明自己依然 Think different，在智能电视、苹果眼镜、智能手表纷纷难产的情况下，重新定义一下台式机不失为一个明智的选择——作为一款小众产品，它本身并不能给苹果带来利润增长，但它让消费者看到苹果依然充满魅力，这有助于 iPhone 等主力产品的销量，同时稳住投资者信心，稳住股价。

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视频：苹果新 Mac Pro 曝光 （点击播放）

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　　苹果对新 Mac Pro 倾注全力，还有另一个更为重要的原因。你是否还记得，在过去的几十年里这家公司的注册名称一直是“苹果电脑”，直到 2007 年才更名为“苹果”。作为一家以 Mac 为基础的公司，苹果凭借独一无二的软件，在图形设计和视频制作等领域拥有大量的铁杆用户，包括《阿凡达》《复仇者联盟》在内的许多特效大片都是通过 Mac OS 环境下的专用软件开发出来的，这些行业用户很难迁移到 Windows 平台，也根本不打算那样做。因此，比起手机和平板，Mac 用户对苹果有最高的忠诚度，是苹果非常珍惜的核心客户。

　　在过去的几十年里，台式机的散热方式一直是处理器和显卡有各自的散热风扇，然后通过机箱后部的网状格栅自然散发出去，有的用户为了加快机箱内部空气流通的速度，还会在机箱后部增加一个抽风风扇。如果有两片显卡，自然是会有两个独立的风扇分别为它们散热。此外，部分发烧友还会给内存模组增加一两个额外的风扇。

　　总而言之，就是不断的做加法。这样做虽然能够改善散热效果，但同时也不可避免的会增加噪音。游戏玩家倒是可以把它想象成大排量跑车的引擎轰鸣声，但对于苹果的核心用户——那些专业工作者来说，这些噪音会让人心烦意乱，难以集中注意力和发挥创造力。

　　做加法容易，做减法难。在此之前，谁能想象仅用一个风扇就能为 Xeon 至强 12 核处理器 + 两片 FirePro W9000 顶级显卡这三大火炉同时进行散热呢？而且还是在那样狭小的一个空间中，还能保持运行安静。那么，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。

Mac Pro 的散热原理和“风洞”有异曲同工之妙

　　这就好比三个战士（一个处理器、两片显卡）分别有自己的医疗师（散热器），以前是当一个战士在奋力战斗（全速运行）时，只有他自己的医疗师在帮他补血（降温），另外两个医疗师则是游手好闲的在旁边观望，这就造成了资源浪费。如果这六个人组成一支团结的队伍，当哪位战士需要补血时三个医疗师会一起上，资源共享，从而大大提升了整支团队的工作效率。

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。

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。

　　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。有消息称，苹果的设计师正是先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。

　　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。

　　由于风扇是圆形的，因此若想让它完全掌控机身内部的空气流动，就要把出风口也设计成圆形。若想让进出风量达到均衡，那么进风口应该采取对称的设计，因此，圆柱形就成为了新 Mac Pro 最理想的外形。如果换成长方体，那么在风扇够不到的顶部四个角落，会不可避免的会出现热量堆积，从而提升机箱内的平均温度；如果换成圆锥梯形，那么进风的速度会比出风的速度慢，一部分热量会在机身底部淤积，同样也会影响整体的散热效果。因此，只有上下均等的圆柱形能带来最高效率的空气对流。

冷空气从新 Mac Pro 的底部被吸入

在均匀密闭的环境中，空气整齐有序的向上移动

　　众所周知，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。

　　我们看到新 Mac Pro 最大限度的利用了圆柱体切面的空间，风扇的直径几乎等同于圆形外壳的直径，这样一来机身内部没有死角，任何位置的空气都会直接受到向上的拉力，从而被快速吸出机身之外。有了这样高效率的风道路线，风扇通常也无需全速旋转，这就是新 Mac Pro 运行安静的原因。

最后携带着热量从机身底部吹出

热量与空气在机身内部的流动路线 GIF 动态示意图

　　为了最大化的提高吸风能力，风扇的叶片数量、间距、倾斜角度也是经过重新设计的，在对上百个模型进行反复测试后，最终确定下来一个性能最好的风扇，也就是新 Mac Pro 采用的这个。苹果对风扇这么执着的原因也是为了在保证散热效果的同时，尽可能的降低风扇转速——减少噪音。对苹果的目标用户来说，只有安静的环境才能发挥灵感与创意，从而更好的完成工作。事实上，这也不是苹果第一次对风扇的细节进行改进，在去年的视网膜屏 Macbook Pro 身上，苹果就已经在提升效率和降低噪音方面积累了丰富的经验（点击这里了解更多）。

　　顶级的配置，充满创意的散热系统，堪称艺术品的外观设计，新一代 Mac Pro 确实令人眼前一亮。但毕竟是一款未上市的新品，目前全球范围内都没有任何人对真机进行评测体验，真正使用起来难免会有一些现在还无法发现的问题。通过对目前掌握的资料进行分析，笔者发现几处似乎不那么尽如人意的地方，下面就谈一谈自己的拙见，与大家交流探讨。

遗憾一：将 DIY 爱好者挡在门外

　　对于 Mac Pro 的用户来说，新型号的推出是个喜忧参半的消息。首先，老款 Mac Pro 发布距今已经 7 年有余，配置逐渐落后，已被其他高端 PC 所超越。但从另一方面看，新款 Mac Pro 可能牺牲掉了用户所喜爱的灵活性，取而代之的是所谓的新造型。想要升级，只能通过购买时的配置选择了。

　　新 Mac Pro 没有多余的硬盘托架，甚至连供老款硬盘使用的 SATA 连接都没有。内存位于逻辑主板两侧的扇形插槽里，可以替换。就连知名的 Mac 升级服务商家 OWC 都表示，他们只能提供内存升级服务——每个插槽升级为 32GB，共计 128GB 。这样有限的扩展性对 DIY 爱好者而言，自然是难以令他们感到满意的。

遗憾二：雷电接口迟迟未普及

　　升级 Mac 一直都要比升级 Windows PC 更麻烦，苹果在新 Mac Pro 上想表达的似乎是，如果连接标准——雷电2接口将能带来如此高的性能，那为什么不可以设计出一款不支持 DIY 升级的产品呢？当然，这样做的弊端在于成本和可用性。雷电接口在 2011 年初就随着 MacBook Pro 一同问世了，但过了 2 年多，使用这种接口的配件依旧少之又少。市场上可以买到的都非常昂贵，而新 Mac Pro 对于雷电2接口的推广，似乎也不会改变这一点。

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 视频：新 Mac Pro 内部结构动态展示

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遗憾三：显卡驱动有待完善

　 　当笔者第一次看到新 Mac Pro 的显卡配置时，就在想苹果为什么选择了 AMD 而不是  NVIDIA？这两个品牌在消费级显卡领域基本旗鼓相当，但在专业显卡领域 AMD 则要弱一些，市场份额只有15％，比半年前丢掉了 3.4  个百分点，连续四年利润率也只有可怜的 5.1％ 。

　 　和 AMD 相比，NVIDIA 不仅在游戏显卡上有 The Way 项目，专业领域也与  ISV（独立软件商）合作密切，保证了其专业显卡与专业图形软件的兼容性、可靠性，这也是该领域内最为看重的地方。NVIDIA Quadro  得到的软件支持也比 AMD FirePro 更多，比如说 Adobe Premiere Pro 5.5 / 6.0 的“水银回放引擎”就仅支持 N  卡加速，甚至支持部分 GeForce。Adobe  CS 套装推荐显卡里就优先列举着 NVIDIA Quadro，而在 Adobe Photoshop 认证硬件中，N 卡有 21 款，A 卡只有  13 款。不要说不公平，这都是 NVIDIA 花了大量时间和金钱投资换来的，OpenGL 驱动和 CUDA 工具都不是白白写出来的。AMD  支持开放标准 OpenCL，但是投资力度明显不足，市场份额低也在情理之中。

　 　这一次，FirePro W 系列凭借新架构带来了强大的浮点性能，Quadro K 系列的开普勒架构则退步非常大，因此至少理论而言，AMD  有希望胜出一筹。但从测试成绩来看，对比上上代旗舰，AMD FirePro W9000  的流处理器、纹理单元、显存带宽都增加了六成，频率也高了，但平均性能提升只有可怜的  11％，空有理论性能却没能展示出来。不管是因为驱动程序优化不到位，还是测试软件版本较老无法发挥 GCN 架构优势，抑或是 NVIDIA  获得的支持力度更佳，至少现在看来，新一代 FirePro 的表现还无法令人满意，只是非常偶尔才有较好的表现，对比老产品进步也太小。

遗憾四：放弃主流市场

　 　新 Mac Pro  当前的定价我认为比较合理，因为它顶级的配置面向的是那些不差钱的专业用户。但我在想苹果为何不推出平民配置的版本，从而让更多喜爱新 Mac Pro  设计理念的消费者也能够拥有它。比如我个人就很想把家里那台服役近十年的老古董换掉，换成这部新 Mac Pro，里面的配置其实无所谓，换成普通 i5  处理器和中端独立显卡就行了，我主要是喜欢它那充满创意的外观，相信会给房间增色不少。但从目前的情况来看，苹果似乎只愿推出顶级配置的 Mac  Pro，面向小众群体，这对我们普通消费者而言不能不说是一个遗憾。

　　总之，新 Mac Pro 确实是一款具有变革意义的产品，通过它也让我们看到了苹果公司对待一款产品的专注和用心。虽然还有一些细节存在争议，但现在对它下定论还为时尚早，很多设计会在正式上市之前发生变化。但事实上，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。苹果要想对消费者继续保持吸引力，还需要尽快拿出一款像 iPhone、iPad 那样颠覆性的产品才行。

新 Mac Pro 确实做工精良，新的散热方案也让人眼前一亮，如果它再早诞生几年，相信会获得比今天更大的轰动，毕竟现在买PC的用户是越来越少了，更准确的说，是大家更换电脑的频率越来越慢了。苹果凭借这款产品证明自己依旧是个顶级的手艺人，但要想证明自己还是那个颠覆者，仅仅靠 Mac Pro 还远远不够。