[第九届机王争霸赛]专业MOD组——买椟换珠 by binne
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开篇
2013年10月,Phil Schiller在苹果发布会上说, Mac Pro 2013 是 “接下来十年的 新外形 新设计 新功能”,“真正革命 真正激进”的产品。那么十年之后,来到了2024年,这“垃圾桶”早就力不从心了,老了,芯老了,但是我觉得不应该被丢进垃圾桶,这机箱设计还是值到保留的,这样就有了这个“买椟换珠”方案。
“买椟换珠”这个方案,核心就是升级CPU,其他部分最大可能保留了原来的硬件。但是由于这Mac Pro 2013 没有图纸可查,需要摸索这些保留硬件的接口针脚定义,难度很大,这是项目的风险所在,也是最大的乐趣所在。
原装Mac Pro 2013,单风扇散热,在跑满400w时,风扇2200RPM,有点吵。根据使用经验,控制在200w以下,风扇1500RPM以下时候,噪音表现很好。
所以由于散热的限制,再加上小主板的供电极限, 不期待CPU功耗维持在80w以上的表现,所以选用了65w的非K处理器。这还是能满足买椟换珠方案的预期,就是通过更换CPU来实现“垃圾桶”延寿的目的。
[2月16日,贴照片]
桌面照
2013年10月,Phil Schiller在苹果发布会上说, Mac Pro 2013 是 “接下来十年的 新外形 新设计 新功能”,“真正革命 真正激进”的产品。那么十年之后,来到了2024年,这“垃圾桶”早就力不从心了,老了,芯老了,但是我觉得不应该被丢进垃圾桶,这机箱设计还是值到保留的,这样就有了这个“买椟换珠”方案。
“买椟换珠”这个方案,核心就是升级CPU,其他部分最大可能保留了原来的硬件。但是由于这Mac Pro 2013 没有图纸可查,需要摸索这些保留硬件的接口针脚定义,难度很大,这是项目的风险所在,也是最大的乐趣所在。
原装Mac Pro 2013,单风扇散热,在跑满400w时,风扇2200RPM,有点吵。根据使用经验,控制在200w以下,风扇1500RPM以下时候,噪音表现很好。
所以由于散热的限制,再加上小主板的供电极限, 不期待CPU功耗维持在80w以上的表现,所以选用了65w的非K处理器。这还是能满足买椟换珠方案的预期,就是通过更换CPU来实现“垃圾桶”延寿的目的。
[2月16日,贴照片]
桌面照
全家福
配置单
Mac Pro 2013 【A1481】 | 买椟换珠 | |
机箱 | “垃圾桶”机箱 (5.5升体积) | 继续用 “垃圾桶”机箱,改背板 |
电源 | 450w 电源,12v only | 继续用 450w电源,改开机接口线 |
主板 | x79主板 | 华擎 B760M-stx主板,改12v 输入 |
CPU | Intel E5-2690V2 | Intel i5-14500 |
内存 | 海力士8GB DDR3 ECC x4 | 英睿达 16GB DDR4 x2 |
硬盘 | 苹果1TB | 英睿达 T500 1TB |
显卡 | Dual AMD FirePro D500 | Tesla P4 计算卡 |
风扇 | Nidec 10w 风扇 | 继续用 Nidec 风扇,加焊接口线 |
散热器 | “三棱柱” 散热器 | ID cooling IS-55 (拆掉风扇) |
*开贴前简单咨询过版主,改装旧机箱可以参加mod组。若还有不妥之处,还望指正,感谢。
配件都是“家常菜” ,贴几张图,算是开箱吧。
(其他mod配件在二楼)
CPU Intel i5-14500
盒子正面 | 盒子背面 |
产品标签 | CPU和其他部件 |
内存 英睿达 16GB DDR4 x2
包装正面 | 包装背面 |
内存条正面 | 内存条背面 |
硬盘 英睿达 T500 1TB
盒子正面 | 盒子背面 |
硬盘正面 | 硬盘背面 |
Worklog (改和装 记录)
改1,电源开机
二月一日 星期四
ATX电源把PS-ON接地就能打开电源,但是对于这个苹果定制的电源,没有找到相关资料。一块万用表,控制线针脚的各种电压电阻测了一遍又一遍,猜了个大概,不管名称对不对,按照这种设置,电源能开机了。
二月一日 星期四
ATX电源把PS-ON接地就能打开电源,但是对于这个苹果定制的电源,没有找到相关资料。一块万用表,控制线针脚的各种电压电阻测了一遍又一遍,猜了个大概,不管名称对不对,按照这种设置,电源能开机了。
控制线接口 【6针】
针脚 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
针脚定义(猜测) | 信号1 | 信号2 | GND | 低,开机信号 | 低,未知 | 低,机箱关闭 |
电源打开方法 (已经验证) | 悬空 | 悬空 | GND 接地 | 通过 200欧电阻 接地 | 悬空 | 通过 200欧电阻 接地 |
二月二日 星期五
自制 电源开机线。(电烙铁手艺不行,还要练习)
完成图, | 零件图, | 电阻连接图, |
待机供电接口 【11针】
一共11针,#1~5是开机后+12v,#6是待机+11v(接通220v电源就有待机电压)#7~B 是接地。
主板和显卡用12v供电 两组接线柱
图中红表笔是+12v,黑表笔是地。【注意,接错烧板子】
12v电源接线柱 | 电源开机测试 |
第一组供电 | 第二组供电 |
无损 上了这个6pin接口,短接两根线,上电,拿到12V电压。 成功开启电源。
改2,风扇转起来
二月三日 星期六
电脑用的调速风扇,一般都是四根线,12v电源正负极,pwm控制信号和转速返回信号。看看这个Nidec 风扇,用的是A5930LPT芯片,像很多苹果的配件一样是定制的,没有公开资料。但在Allegro网站,用16pin的SOP封装过滤之后,就没剩下几款了,查datasheet,发现一款A5943,对着风扇PCB上的电路走线比较,和这一颗的针脚定义很像。然后根据芯片针脚定义,发现风扇PCB设计时候预留的测试点可以引出PWM调速风扇需要的四根线。差不多就是这样。把线焊接上,接主板上,风扇转起来了。
图片中pin (风扇测试点) | 1 | 2 | 3 | 4 |
pin定义 | +12v | 转速 | PWM | GND |
主板风扇pin(参考主板手册) | 2 | 3 | 4 | 1 |
风扇转起来了 | 风扇电路板 |
风扇测试点 | 风扇WPM调试四线 |
二月四日 星期日
意外来了,风扇在铭瑄的主板上测试没问题,插在华擎的这块板子上时候,开机转一下就停下来了。一阵万用表操作之后,判定,pwm信号有问题,网上找了 一圈,也没找到答案,但是看到芯片方案pwm信号接入风扇是要接10k上拉电阻的。信号线破皮,接电阻,接到主板内部USB的+5v针脚上,又能转起来了。
风扇”5pin线“ | pwm线的上拉电阻 |
改3,主板12V供电
二月九日 大年三十 星期日
【重头戏来了,跨过了最难的一步,最小系统已经成功点亮】
这块华擎B760M-stx主板是19v DC供电,需要改12v供电支持。B站有玩家采用加焊电阻的方式把供电的低电压的限度打开了。 虽然没主动向他买图纸和方案,不过看了他的视频和照片也悟出了个大概,但毕竟是沿着别人的脚印在走,所以不能说的太多,妨碍人家做生意。有兴趣的可以私信交流。话说回来,这个板子太小了,非常难焊,谨慎!谨慎!别冲动!可以找人改。
另外两个部分的改动是给io背板的准备的。12v电源供电就不用从外面插5.5mm的圆口了,需要在内部走线所以焊接了两根线,另外,没用的vga口对于io背板diy来说有点碍手碍脚,拔了,但这高温焊锡,有点难搞,花了一个多小时才拆了下来了。
这三板斧下来主板就是成这样了,留下了三个伤疤。
主板正面 | 主板背面 |
加电阻和拔VGA口 | 加焊电源线 |
使用12v供电会有两个副作用,有弊有利。先讲坏处,当使用低电压(12v)供电的时候,风扇供电是通过buck电路得到的,那么风扇的电压会小于12v (少10%),这样风扇最高转速会比额定转速慢,不过这块主板很少有人会把风扇拉满,cpu供电是短板。改12v,还有意外的好处。主板CPU为3+1相供电,华擎吹牛说NCP302155 可以跑到55A,看了datasheet,控制在20A以下比较稳妥。另外数据手册里面有12v和19v输入电压的两组输出电流和芯片功耗曲线,输入12v比19v芯片功耗更低,效率更高,也就是说当输入12v输出3相65w时的芯片功率损耗和输入19v输出三相55w的功率损耗相当。这样改用12v后,在不改动供电散热的情况下供电电路温度更低,或者说PL1有额外10w的提升空间。
二月十六日 初七 星期五
装4,拆散热器
看了几款散热器,比较侧面面积的大小,最后选了ID cooling IS-55。
需要拆风扇,鳍片是顺着机箱气流方向,上下竖直。另外螺丝孔位,用锉刀锉平或者往下扳弯,避免安装的时候顶到旁边的电源。
散热器带风扇 | 散热器拆掉风扇 |
装5,M2口转PCIe 显卡
空间有限,塞入一张半高短卡(Tesla P4),主要是为了验证一下方案。没有输出接口,也好,不用去找转接线了。
如果有人问能不能装更大一点的显卡,比如你有18cm的,那不行,太大了,塞不进, 机箱内部上下高度空间只有17.5cm,会顶到风扇保护外壳。
显卡 | 显卡和转接线 |
装6,机箱IO背板和内部支架
学习是快乐的事情。
为了这个支架,从零基础学3D打印和极光切割,从1月20日的3D打印课程开始,每一次尝试都有收获,经过了几轮的摸索和修改,主板终于可以站站起来了。
机箱内部支架第三版 | IO背板第一第二版 |
支架设计图 | IO背板设计图 |
机箱内部支架 | IO背板 |
装7 , Chiphell logo
用的LED背光板功率有点低,IO背板上的Chiphell logo灯暗了才能看清,和观察角度也有关系。在晚上还是能看看的。
CHH logo | LED背光板 |
【工程已完工】
测一把
二月十七日 初八 星期六
二月十七日 初八 星期六
换珠前后,CPU-Z 得分大约翻了一倍。这么简单一比较就看出了10年CPU性能的提升幅度。
单核得分提升120%,十年平摊下来每年8%。可以等十年之后再来看,或许5年之后,再换一次珠。
CPU-Z 换珠前 | CPU-Z 换珠后 |
鲁大师 换珠前 | 鲁大师 换珠后 |
烤一轮
Aida64 FPU,开始95w,接着降到75w,温度升到91度,风扇维持在1350转,没有意外,那悄悄地用吧。
小结
改机后整体性能达到了预期,Intel非k处理器65w的TDP还是能应付的,显卡也通过M2转PCIe线挂上了,受限于显卡仓空间狭小,这显卡也只是验证一下方案。至于烤机时候的机器噪音表现非常优秀,性能也能满足了日常使用需求,很满意。
题外话,“换珠”之后是跑windows,也许有人问为什么不黑一把嘛?因为我没这个需求,但是现在这个门已经打开,要搭最强 "垃圾桶MacPro",再等等看以后有黑果大佬来解决。
参赛感言
二月十七日 初八 星期六
二月十七日 初八 星期六
参加机王赛之前纠结了很久,没有把握,看到已经有了这么多优秀的设计方案,再看看自己的方案,风险很大,如果改外形改散热,至少能开机,我这改电路,有点问题就是机器点不亮,那就是超级大翻车。而且时间这么紧张,从元旦那天 主板下单 开始算起,在一个半月的时间里面这么多子方案需要设计实验验证,不容易。还好,坎坎坷坷,终于装起来了。很多时候就是这样,平平淡淡就能过,适当给自己一点压力,成功的时候的满足感也会多一点点。
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