从历史追述未来 机箱架构变革大事记

互联网 | 编辑: 潘轲 2010-05-07 00:00:00原创 返回原文

2010机箱如何抉择? 从历史追溯未来

从世界上第一台电脑出现起,机箱就与电脑形影不离,它担负着保护机箱内部硬件不受外力损坏的重任,同时还能避免电磁辐射危害用户健康,是每一台电脑、每一个DIYer的必备之物,延续至今已经有数十年的历史,一直跟随电脑硬件不断革新。


每一代APPLE都离不开精致的机箱

老旧的机箱架构有诸多不合时宜,新产品才值得DIYer拥有,正如同2010年攒机的焦点是Core i5而不是赛扬667一样。机箱产品在一路革新,优胜劣汰,但这并不意味着新机箱能够一统天下。在2010年这样一个潮流涌动,标准不一的环境下,新锐的设计理念或许会短命,38℃仍旧有众多簇拥,笔者也很难断定那种机箱才是最好的选择。


G5的平行风道机箱达到一个巅峰

38℃机箱、电源下置位机箱、超薄HTPC机箱、Mini机箱……市场中规格不同,特性各异的机箱产品让人无从抉择……历史的意义不仅仅在于让我们记住过去,更多的是让我们看清未来。今天我们追忆机箱进化史上的每一个重大变革,从历史追述未来。

为P4而生 2001年Intel CAG 1.0标准

在电脑诞生之后的很长一段时间里,PC机箱一直没有制造与设计标准,因为在当时性能极度匮乏的情况下,消费者唯一关注的是CPU频率,率先突破1GHz的Athlon震撼业界,接踵而至的频率大战使CPU一路飙升……转折点出现在2001年,这一年INTEL发布了Northwood核心的Pentium 4处理器,创造出在当时2.4GHz的巅峰频率,为了给这颗0.13nm制造工艺的发热大户一个“空调房”,Intel制定了CAG 1.0标准,机箱制造行业终于开始进入秩序的时代。

CAG的英文全称为Chassis Air Guide,意为“机箱空气引导器设计规范”,INTEL的官方中文名为《机箱设计指南》,是INTEL对于机箱内部散热设计的标准,这个标准并不是强制所有机箱厂商遵守,但因为INTEL在业内的影响力,CAG 1.0成为实际上的行业规范。

Intel CAG 1.0标准:http://cache-www.intel.com/cd/00/00/06/20/62085_62085.pdf

CAG 1.0标准诞生的背景是2001年的CPU频率大战,可想而知,这个标准中的大部分内容都是针对加强CPU散热制定的,例如针对CPU位的导风筒,前面板进风位等等。

在当时显卡功耗并不高,CPU正在狂飙频率的环境下,Intel的CAG标准确实发挥了巨大的作用,它使机箱从闷热的铁壳子变成了散热性能良好的硬件空调房,缓解了当下之急,但是从长远看,CAG标准并没有考虑到显卡、主板、电源、硬盘等配件的散热,它仅仅针对CPU散热做出了优化,这一点注定了CAG标准沦落的命运,也为2009年的机箱设计大爆炸埋下了诱因。

CAG1.0规范给CPU设计了一个独立风道:在处理器对应的侧板位置开设一个6cm的导风孔。在内部有一个可伸缩的导风管和导风罩,罩在CPU散热器上方, CPU的散热器风扇通过导风管,直接从侧板外面吸入冷空气给处理器进行散热,加热后的热空气通过机箱后板上的8cm机箱风扇排出。

在CAG的规范中,之所以将导热管设计为可伸缩的,目的是为了调节与CPU之间的距离。这一点不仅对处理器的热性能,对其他组件也是至关重要的。如果这个距离大于20mm,那么冷空气就会在到达CPU之前就散发了,CPU的散热就会受到影响。如果距离小于12mm,由于处理器接收到了大部分的冷空气,那么其他系统组件就不能得到足够的冷气流。
 

CAG标准制定了前进后出的风道,这种设计在当时起到了至关重要的作用,使得高发热的Pentiun 4 3.0E处理器能够稳定运作,这种风道架构即便在今天也足够集成显卡的平台使用。

 

继CAG 1.0标准之后,Intel制定了TAC认证,TAC认证是包括CAG/EMI等设计标准在内的认证体系,也就是说,如果想获得TAC认证,机箱必须按照CAG标准来设计。两者并不重合,也不是从属关系,我们可以认为所有通过TAC认证的机箱必须使用CAG标准来设计和制造。

INTEL TAC 2.0标准:http://cache-www.intel.com/cd/00/00/38/71/387155_387155.pdf

38℃机箱诞生 2003年Intel CAG 1.1标准

2003年,Intel在CAG 1.0的基础上做出细节上的改动,以便获得更好的散热效果。

1、将侧面板气导管增大到 80mm。

2、将机箱后侧排风扇增大到 92mm。

3、在图形卡和加插卡插槽之上新增了一个侧面板通风口。

Intel CAG 1.1标准:http://cache-www.intel.com/cd/00/00/06/20/62086_62086.pdf

Intel CAG 1.1标准强化了为CPU导风筒与出风风扇,加强了CPU散热器周围的空气对流,进一步加强了机箱针对CPU的散热设计,这种改动虽然比较细微,但对于当时的Intel而言是非常有必要的。时值Intel NetBurst架构的火炉级CPU面世,Pentium E系列处理器在功耗和发热量上完胜对手,被DIYer誉为火神之U,所以才有CAG 1.1的匆匆面世。

CAG 1.1设计规范中透漏出Intel对高功耗显卡的隐忧,它让机箱侧板针对显卡位设计了一个长方形的通风孔,但Intel显然低估了GPU崛起的速度,之后的GeForce Ti 4200、Radeon HD 9800Pro、GeForce 7900GT、Radeon HD 1950Pro、GeForce 8800Ultra、Radeon HD 2900XT纷纷面世,这些高功耗显卡成为撼动CAG标准的最强力武器。

CAG 1.1标准基本上主导了2003年-2009年之间7年内的机箱设计潮流,市售所谓的38℃机箱都或多或少遵循了一些CAG 1.1设计规范,直至目前,机箱市场中的大多数产品仍旧是基于CAG 1.1规范,即便它其实已经不再适用于如今的硬件环境。

其实Intel曾经也尝试改变整个机箱架构,使之为机箱内所有硬件散热,而不仅仅给CPU提供散热支持,这就是BTX架构。

生不逢时 2004年Intel BTX标准诞生

在2002年春季IDF上,Intel正式提出BTX标准,包括主板规格,也涵盖机箱、散热器及电源等组件,以面对当年处理器频率和显卡功耗不断提升而带来的散热问题,寻求更佳的系统散热设计,提供系统高性能的同时保证各部件的散热良好。2004年,在NetBurst架构Pentium 4处理器尤其是Prescott的散热问题日渐严重的时候,Intel正式推出BTX标准主板。

BTX(Balanced Technology eXtended)机箱是为了适应CPU、显卡、硬盘、主板的高功耗趋势出台的新解决方案,他一改ATX机箱以往内部机构的布局,并对机箱内部气流回路进行重新设计,达到更好的散热和减噪效果,可谓是对机箱的散热和静音做了一个革命性的举动。

 


BTX主板


BTX机箱风道


BTX装机效果

这张BTX的热量分布图能更好的帮我们了解BTX散热的特性,首先是发热量最高的CPU被移到了系统的前端,能够直接抽取冷空气帮助CPU散热,因此CPU周边区域的温度比ATX系统有大幅降低。CPU也可以更有效的散热,可以适应今后更强劲的CPU。同时CPU散热器又是整个系统中的主风扇,同时为芯片组和图形卡散热,内存插槽的位置也由水平安置变成垂直安装,这和服务器主板的DIMM设计概念是一样的,这样可以更好的让空气流通,帮助内存模组散热。我们看到,空气由前到后形成风道,系统散热没有阻碍,这样也有利于搭建小尺寸的数字家庭媒体中心电脑。

BTX架构无疑是革命性的,但BTX要求主板重新布局,才能适应新的一整套架构变动,问题就在于主板厂商对于BTX架构并不感冒,响应这种架构变动的寥寥无几,所以目前Intel已经放弃了BTX计划,而BTX机箱就随之夭折……

末日革新 2008年Intel TAC 2.0标准诞生

TAC 2.0(Thermally Advantaged Chassis)是继TAC 1.0、TAC 1.1之后,intel主导的第三个机箱认证,在风道设计方面,它主要针对CPU和GPU发热源距离缩短和GPU发热大增而设计。

相比TAC 1.0与TAC 1.1认证,TAC 2.0标准有两大改进之处,第一是去掉了毫无意义的导风管,不再妨碍较高散热器的安装;第二是把侧板的CPU孔和GPU孔合二为一,并且增加了散热面积,使显卡获得了较强的散热能力。

TAC 2.0对机箱的影响在于,大面积通风孔可以获得更强的空气对流效果,使显卡热量快速流出,降低整个机箱的散热环境,使用户使用多个高功耗硬件成为可能。

迟了数年之久,Intel终于更新了TAC 2.0认证,把毫无意义的通风管去掉,取而代之的是对整个散热系统都大有裨益的大面积通风孔,但笔者怀疑这种改变为时已晚,很多机箱厂商已经开始脱离CAG设计框架,自行使用了更加高效的架构,这些新的设计理念在2009年普及到整个机箱行业。

半代革新 2009年酷冷开拓者机箱诞生

2009年对于机箱行业是不平凡的一年,创新的设计理念从未象今天这样频繁出现,仿佛从2002年就再未出现过的机箱变革积蓄7年后集中在2009年全面爆发。这一年我们看到几个脱离了CAG规范的重大变革,这些新设计理念更多地考虑机箱整体性能,例如电源下置位、平行硬盘位、前面板冲孔网、背板走线等等,这些实用的新设计一起组成了推翻38℃王朝的力量。

新设计理念一览:

电源下置设计

1、电源直接吸入箱外冷空气,大大延长电源使用寿命。

2、降低电源风扇转速,减少噪音。

3、机箱顶部留出风扇位,加强CPU及主板供电散热。

4、机箱重心下移,防止共振。

5、PCI-E位上移,超长显卡可以延伸至5.25寸位。

 

 


酷冷至尊开拓者

2009年3月酷冷至尊发布了开拓者机箱,这款产品成为当时新设计理念的代表之作,它第一次把电源下置位设计应用在400元以下的机箱产品上,挑战守旧的CAG规范,在业内引起了轩然大波,延续全年的上置与下置之争由此开始。最终,伴随着下置电源设计成为主流,开拓者作为新机箱设计理念的先驱广为人知。

背板走线设计 使机箱内部干净整洁,提升风道效率,增强散热性能。

冲孔网 加强机箱内部冷热空气的交换效率,提升箱内所有配件的散热性能。

2009年是旧的机箱设计标准被推翻,而新标准尚未确立的动荡时刻,新的理念与旧的标准激烈碰撞,如果从未来看今天,2009年必然是新时代机箱的起点,这一年诞生的新机箱会作为启蒙者被人们牢记,而这一年诞生的设计理念主导着机箱的未来。

颠覆与革命 2009年银欣乌鸦2机箱诞生

机箱设计规范应该由机箱厂商而不是CPU厂商来制定,但是从2001年以来,没有任何机箱厂商敢于挑战CAG规范的权威,机箱渐渐沦为硬件容器的地位。幸运的是,机箱制造业还有一群反权威主义者,一群不满现状者,一群完美主义者,他们不断提出全新的设计理念,一次次挑战落后保守的规则,从未放弃探寻机箱存在的真正意义。

乌鸦II——面对这款机箱,我们无法想出任何华丽的词藻来形容它的设计。事实上,在这个“经典”与“王者”被滥用的时代,所有浮云般的称赞对于某些产品更像是侮辱。乌鸦II——没有任何产品比它更忠实地履行机箱的使命;乌鸦II也无需修饰,它诞生的意义仅仅是为了重新诠释机箱的本质。
 

乌鸦II底部有三个180mm的风扇向上吹风,这三个风扇的转速可以通过机箱上的按键来调节高转速和低转速两种状态,冷空气通过这三个风扇从机箱底部抽入,垂直向上流动,带走箱内硬件的热量后,由顶部的12cm风扇和通风孔流出。直击要害,简单有效。

从乌鸦I开始,银欣引入了垂直风道的概念,众所周知,热空气是向上流动的,垂直风道一直被机箱发烧友视为最完美的状态,即便是把平行风道发挥到极致的苹果主机也难望其背。银欣的乌鸦出现之前,我们一直把机箱变革的希望放在BTX机箱上面,如今竟然被银欣实现。

展望未来 2010年机箱风道设计趋势

Intel在2002年制定了CAG规范,这个规范的子集“38℃机箱风道”主导了从2002到2009年的机箱设计,基于38℃风道的机箱搭配今天的电脑硬件已经不合时宜,机箱规格理应由机箱厂商而不是CPU厂商来制定,这句话是对2009年机箱行业发展的最好解释。

打破了CAG束缚之后,电脑机箱在功能方面更强大,在设计上更个性,但同时再次面临无序的环境,一系列新的设计理念被模仿,但尚未整合成为统一的标准。

伴随着电脑家电化的趋势,机箱行业也逐渐分化成几种类型:适合家庭使用的HTPC机箱、针对DIYer的游戏和发烧机箱、针对准系统的Mini机箱等等。在未来,DIYer攒机时可以有多样的选择,一些HTPC和Mini机箱同样能够容纳一整套电脑硬件,并且能为客厅和卧室平添光彩,而传统机箱会渐渐形成统一的标准,2009年诞生的一系列新设计理念将陆续登上舞台,被广大DIYer接纳认可,以下置电源为代表的次世代机箱将会牢牢占据未来几年内的主流市场。

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