Apple TV拆解：模塊化電源、A系處理器堆疊封裝，放到現(xiàn)在做工依然抗打
電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠(chéng)）無(wú)論是手機(jī)、電腦，還是3C配件，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和做工一直以來(lái)都是蘋果引以為傲的點(diǎn)。雖然，在產(chǎn)品創(chuàng)新方面不及很多國(guó)內(nèi)廠商，甚至被網(wǎng)友調(diào)侃為“擠牙膏式創(chuàng)新”，但在產(chǎn)品做工方面，蘋果卻是眾多3C廠商的學(xué)習(xí)典范。
那蘋果的產(chǎn)品是否經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)?zāi)?？近日筆者對(duì)一款發(fā)布于2012年的Apple TV 3進(jìn)行了拆解，讓我們來(lái)感受一下蘋果當(dāng)年的做工吧。
外觀及拆解流程
本次拆解的Apple TV型號(hào)為A1427，是蘋果推出的第三代電視盒子，產(chǎn)品以黑色作為主色調(diào)，外殼采用圓角方形設(shè)計(jì)，非常符合蘋果一直以來(lái)簡(jiǎn)約的設(shè)計(jì)風(fēng)格，并且這一外觀設(shè)計(jì)也被一直沿用至今。
機(jī)身側(cè)面分別設(shè)有一個(gè)百兆網(wǎng)口、Optical光纖接口、Micro USB以及HDMI和一個(gè)8字電源接口。其中，Optical光纖接口為音頻輸出接口，該接口輸出信號(hào)與HDMI接口一樣用屬于數(shù)字信號(hào)，在傳輸過(guò)程中不會(huì)像模擬信號(hào)一樣，容易受到干擾，降低音頻質(zhì)量。
由于電視盒子不像手機(jī)一樣有氣密性要求，通常器件的連接都由卡扣進(jìn)行固定，因此這款電視盒子的拆解難度并不大。拆解時(shí)只需沿著底蓋與機(jī)身的縫隙，借助扁平的撬棒即可完成底蓋與主體的機(jī)身分離。
機(jī)身內(nèi)部器件依舊以黑色作為主色調(diào)，與外殼顏色相互呼應(yīng)。同時(shí)，模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將機(jī)身內(nèi)部分為電源和主板兩個(gè)部分，主板在黑色散熱板的掩蓋下，使得原本緊湊的機(jī)身顯得更加簡(jiǎn)潔。
內(nèi)置電源輕量化設(shè)計(jì)
通過(guò)拆解發(fā)現(xiàn)，Apple TV 3與一般緊湊型電子設(shè)備不同的是，它采用了內(nèi)置電源適配器的輕量化設(shè)計(jì)。這種將電源適配器集成在機(jī)身內(nèi)部的設(shè)計(jì)，可以保證供電穩(wěn)定的同時(shí)避免桌面線纜雜亂。
電源外部使用了一層膠帶進(jìn)行密封，側(cè)面標(biāo)注有電源序列號(hào)及供電參數(shù)。此款電源型號(hào)為OT9031，支持100-240V~50/60Hz 0.3A寬壓輸入，以及3.4V/1.75A輸出，并通過(guò)了CE認(rèn)證。
在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，Apple TV 3的內(nèi)置電源適配器與常見(jiàn)的手機(jī)電源適配器無(wú)異，均是將波動(dòng)的電源利用開(kāi)關(guān)電路轉(zhuǎn)化為恒壓直流電為系統(tǒng)供電。也正因?yàn)殡娫吹淖畲筝敵龉β手挥?.95W，所以它的外形尺寸非常小巧，使得Apple TV 3的整機(jī)設(shè)計(jì)更加緊湊，而且不會(huì)影響到設(shè)備的使用體驗(yàn)。
被動(dòng)散熱與改良版A系處理器
經(jīng)過(guò)拆解發(fā)現(xiàn)，Apple TV 3的外殼除了外設(shè)接口以外，并沒(méi)有預(yù)留透氣孔，這使得盒子內(nèi)部形成了一個(gè)相對(duì)密閉的空間。因?yàn)闊崃繒?huì)對(duì)處理器性能造成影響，而為了保證內(nèi)核在高頻狀態(tài)下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，Apple TV 3采用了被動(dòng)散熱設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)將主板嵌入兩塊鋁制散熱片之間，以此增大散熱面積，協(xié)助主板兩側(cè)電路進(jìn)行散熱。
此外，主板上每個(gè)功能區(qū)與散熱片之間都加裝了導(dǎo)熱硅膠，能夠有效提高電路與散熱片之間的導(dǎo)熱性能，優(yōu)化了整個(gè)散熱系統(tǒng)的效率。
除了以上提到的被動(dòng)散熱設(shè)計(jì)和導(dǎo)熱硅膠的加裝，Apple TV 3在設(shè)計(jì)主板電路時(shí)還采用了經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的低功耗處理器——改良版A5，以此減少整個(gè)系統(tǒng)的熱量產(chǎn)生，從而降低系統(tǒng)的整體溫度。這一點(diǎn)，也是散熱系統(tǒng)優(yōu)化中的重要一環(huán)。
實(shí)際上，Apple TV 3和iPhone 4S所使用的處理器都屬于同一系列的A5處理器，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)有所不同。具體來(lái)說(shuō)，iPhone 4S的A5處理器擁有雙核心設(shè)計(jì)，而Apple TV 3的A5處理器則是基于雙核心架構(gòu)設(shè)計(jì)的單核心處理器。并且，經(jīng)過(guò)改良后的A5比雙核A5芯片面積縮小了41%。同時(shí)，隨之而來(lái)的是更低的功耗，更高的能效比，使得其在節(jié)能和性能表現(xiàn)方面都有顯著的提升。
與手機(jī)一樣的PoP堆疊封裝和主板細(xì)節(jié)
Apple TV 3 提供了有線和無(wú)線兩種網(wǎng)絡(luò)連接方式，考慮到無(wú)線通信會(huì)產(chǎn)生電磁干擾對(duì)主板內(nèi)部的電路和電源造成影響，蘋果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，為板子上的每一個(gè)功能區(qū)都加裝金屬屏蔽罩，抵擋電磁波和干擾。
在做工細(xì)節(jié)上，蘋果一直以來(lái)都保持著高標(biāo)準(zhǔn)的要求，電路板的做工也不例外。為了在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能，蘋果采用了眾多小型封裝器件，并將每個(gè)功能單元的外圍電路井井有條的設(shè)計(jì)在芯片周圍。
為了讓計(jì)算核心更快速、更高效地訪問(wèn)內(nèi)存，同時(shí)降低延遲和功耗，Apple TV 3采用了層疊封裝技術(shù)，將內(nèi)存芯片放置于下層，處理器則被安置于上層。這種設(shè)計(jì)能夠顯著縮短數(shù)據(jù)傳輸距離、降低電阻和帶寬消耗，從而提供更快的計(jì)算能力和響應(yīng)速度。
值得注意的是，采用這種處理器和內(nèi)存芯片封裝技術(shù)，還可以減少設(shè)備零部件的堆疊高度和占用面積，從而極大地提高設(shè)備的密度和整體性能。對(duì)于Apple TV 3這樣的緊湊型設(shè)備來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)至關(guān)重要。同時(shí)，這種設(shè)計(jì)還增強(qiáng)了設(shè)備的抗干擾性能，提高了應(yīng)用程序處理性能和表現(xiàn)。
需要指出的是，該項(xiàng)技術(shù)不僅僅在Apple TV 3上有使用，近年來(lái)很多手機(jī)廠商也在采用層疊封裝技術(shù)提升處理器性能。
處理器芯片兩側(cè)各有一顆帶有蘋果logo的定制化芯片，具體功能未知。據(jù)筆者推斷，這兩顆芯片可能與視頻編解碼和HDMI信號(hào)輸出有關(guān)。
在該電路中，閃存芯片采用來(lái)自東芝的THGVX1G6D2HLA01 8GB NAND Flash，主要用于存儲(chǔ)固件數(shù)據(jù)。在當(dāng)時(shí)，大部分智能手機(jī)的閃存容量大多集中4GB至8GB之間，對(duì)于閃存容量達(dá)到8GB的電視盒子而言已經(jīng)很大了。即使放到現(xiàn)在，8GB閃存的電視盒子也仍然是市場(chǎng)主流。由此可見(jiàn)，Apple TV 3在設(shè)計(jì)和硬件方面的領(lǐng)先性和創(chuàng)新性，以及蘋果其對(duì)于市場(chǎng)需求的及時(shí)把握和預(yù)見(jiàn)。
無(wú)線通信模組采用了Broadcom的BCM4330解決方案，通過(guò)板載小板的方式堆疊在主板上。BCM4330可同時(shí)支持2.4 GHz和5GHz兩個(gè)WiFi頻段，最大傳輸速率可達(dá)150Mbps。
Apple TV的無(wú)線通信模組采用了Broadcom公司的BCM4330解決方案，通過(guò)板載小板的方式來(lái)堆疊在主板上。BCM4330可同時(shí)支持2.4 GHz和5GHz兩個(gè)WiFi頻段，最大傳輸速率為150Mbps，可為數(shù)據(jù)的傳輸提供穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。
與此同時(shí)，有線連接單元?jiǎng)t位于板子背面，由臺(tái)達(dá)8456E-R網(wǎng)口變壓器和SMSC的以太網(wǎng)控制器LAN9730兩顆芯片構(gòu)建而成。網(wǎng)口變壓器主要用于傳輸數(shù)據(jù)、隔離外部電壓、防止雷擊，而以太網(wǎng)控制器則主要用于連通互聯(lián)網(wǎng)、收發(fā)數(shù)據(jù)。據(jù)SMSC提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)，LAN9730支持100M Ethernet連接，最高傳輸速率可達(dá)12.5MB每秒。
盡管Apple TV 3所采用的無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)通信方式均為百兆帶寬，但對(duì)于只支持1080P分辨率的Apple TV 3而言，百兆帶寬已經(jīng)能夠滿足日常的視頻瀏覽需求。
結(jié)語(yǔ)
綜合來(lái)看，蘋果的這款電視盒子無(wú)論是在設(shè)計(jì)還是做工方面都做得非常出色，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密、部件分布清晰。此外，內(nèi)置電源適配器的設(shè)計(jì)，使得外置電源線不再臃腫。處理器PoP堆疊封裝也兼顧了算力和系統(tǒng)響應(yīng)速度，即使與現(xiàn)在的電視盒子相比較，也不會(huì)遜色太多。
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