Construindo o Xbox Series X: por que a Microsoft redefiniu o formato do console
A história por trás da caixa.
Undoubtedly the biggest surprise of The Game Awards back in December 2019 was Microsoft's decision to reveal Xbox Serie…
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Sem dúvida, a maior surpresa do The Game Awards em dezembro de 2019 foi a decisão da Microsoft de revelar o Xbox Series X: o nome, a marca - e, mais importante, o fator de forma. Era um console bem diferente de tudo que vimos antes, possivelmente o design de console doméstico mais original desde o GameCube da Nintendo, em 2001. Durante nossa recente visita ao campus da Microsoft em Redmond WA, tivemos a chance de conhecer os principais membros do console. equipe de hardware que criou esse dispositivo de aparência notável - e, no processo, obtivemos uma compreensão muito melhor do
motivo pelo
qual o Xbox Series X exigia uma reformulação de ponta a ponta do formato tradicional do console.
"Quando começamos a pensar em como projetaríamos isso, tudo era teórico", diz Chris Kujawski, designer principal da Microsoft. "Não tínhamos coisas que pudéssemos testar, não tínhamos medidas que pudéssemos fazer, sabíamos que seria poderoso e sabíamos que exigiria uma maneira totalmente diferente de pensar sobre como projetar um console. "
O principal problema enfrentado pelos projetistas se resumia ao poder e ao desempenho-alvo. Os arquitetos do sistema Xbox decidiram desde o início que o console da próxima geração tinha que oferecer um mínimo absoluto de duas vezes o desempenho geral de gráficos do Xbox One X, ou seja, 12 teraflops de computação de GPU, sentados ao lado dos núcleos Zen 2 que forneceriam um 4x melhoria na potência da CPU. Ao mesmo tempo, foi estabelecido o mandato de que a máquina também fosse igual ao desempenho acústico do Xbox One X - uma tarefa difícil quando a energia do sistema aumentaria significativamente.
O desafio entrou em foco quando os grandes requisitos de energia do novo hardware entraram em foco. Com base no protótipo de hardware que vimos, o Xbox Series X é fornecido com uma fonte de alimentação de 315 W e, de acordo com todos os designs de console da Microsoft desde o Xbox Series S, isso seria entregue
internamente. Com a enorme quantidade de energia elétrica bombeando pelo processador, os reguladores bombeiam até 100W por polegada quadrada, fornecendo até 190A. O que fez com que tudo isso se unisse ao fator de forma que temos hoje é a principal decisão de mudar para um design de placa-mãe dividida: uma placa abriga os componentes de alta potência, como o processador Série X, o GDDR6 e os reguladores de energia. A outra é a placa Southbridge, lidando principalmente com E / S. As placas ficam em ambos os lados de um bloco de chassi substancial - uma fundição de alumínio pura.
"Gosto de pensar nas nossas gerações passadas como tendo um exoesqueleto, para que você tenha uma estrutura mecânica com blindagem elétrica por fora e tenha todas as entranhas por dentro", explica Jim Wahl, diretor de engenharia mecânica da Hardware Xbox. "E o que fizemos nesta geração é que transformamos isso completamente de dentro para fora ... e, portanto, esse chassi central forma essencialmente a coluna vertebral, a base deste sistema e então construímos as coisas a partir daí".
"Esta é realmente a minha parte favorita do console por dentro", acrescenta Chris Kujawski. "É como se fosse a parte mais legal que quem realmente compra o console nunca verá." Também é essencial para manter sob controle as demandas térmicas dos componentes mais quentes. "Ele cria o que chamamos de arquitetura de refrigeração paralela, para que você receba ar fresco - e fluxos de ar fresco através de zonas separadas do console", acrescenta Wahl. "A segunda coisa que faz é realmente distribuir as fontes de calor de maneira um pouco diferente no console - então essas duas coisas juntas são realmente eficazes para resfriar um console. E a terceira coisa que faz é ... tocamos esse tipo de Jogo 3D Tetris, onde você está tentando descobrir para onde os componentes devem ir e o que '
Enquanto tudo isso está acontecendo, Chris Kujawski está literalmente construindo um Xbox Series X bem à nossa frente, usando todos esses componentes - um exercício que estaríamos realizando no dia seguinte, quando produzirmos o conteúdo de vídeo no topo desta página. As duas placas principais são de tamanho amplamente equivalente, encaixando-se nos dois lados do chassi. Lembro-me mais do design antigo do Apple Mac Pro, em vez de qualquer tipo de console que eu já tinha visto antes. "Então você já pode ver como esses componentes maiores estão sendo tetrissados juntos", diz Kujawski. "Você já pode dizer que será um tipo de produto muito diferente do que já fizemos antes".
Juntamente com a unidade óptica Blu-ray 4K UHD e a fonte de alimentação 315W, a blindagem elétrica é adicionada à construção. Há um verdadeiro ato de equilíbrio nisso. Essencialmente, a radiação eletromagnética precisa estar contida na máquina, mas, ao mesmo tempo, o Xbox Series X precisa dissipar muito calor. "O interessante é que, se você procurar as gerações anteriores, sempre tivemos um pedaço de metal muito bom em torno dos internos como uma gaiola de Faraday", diz Andres Hernandez, diretor de engenharia elétrica do Xbox. "Desta vez, tivemos que pensar um pouco fora da caixa. Temos escudos no nível da placa. Temos blindagens localizadas, em vez de termos aquela enorme peça de blindagem de metal."
Xbox Series X | Xbox One X | Xbox One S | |
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Dimensions | 15.1cm x 15.1cm x 30.1cm | 30cm x 24cm x 6cm | 29.5cm x 23cm x 6.5cm |
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Total Volume | 6.86 litres | 4.32 litres | 4.41 litres |
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Weight | 4.45kg/9.8lbs | 3.69kg/8.14kg | 2.90kg/6.4lbs |
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Ports: | HDMI 2.1 output, 3x USB 3.2, networking port, expanded storage slot, power input | HDMI 2.0b output, HDMI 1.4 input, 3x USB 3.2, Toslink audio, IR output, Gigabit Ethernet, power input. | HDMI 2.0a output, HDMI 1.4 input, 3x USB 3.2, Toslink audio, IR output, Gigabit Ethernet, power input. |
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Optical Drive: | 4K UHD Blu-ray | 4K UHD Blu-ray | 4K UHD Blu-ray |
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Depois disso, veremos a unidade de armazenamento de estado sólido - um módulo personalizado criado para o Xbox Series X, que tem seus próprios desafios térmicos. "O que é realmente impressionante é que este é um módulo interno de 1 TB e roda a 2,4 GB / s a 3,8 W, portanto esse é um grande desafio para nós", diz Hernandez. "Quando você está em um formato de 22x30 mm [SSD], isso é realmente minúsculo ... como você dissipa todo esse calor? Então essa é uma das partes em que tivemos que repensar grande parte de nossa estratégia térmica, porque é muita largura de banda necessária para um formato tão pequeno ".
Os SSDs para PC NVMe geralmente perdem o desempenho simplesmente porque ficam muito quentes - e isso exigiu alguma engenharia inovadora para o novo Xbox. "Temos esse conjunto de fontes concorrentes que chamamos de fontes termais", diz Jim Wahl. "O que isso faz é que ele realmente incline a placa contra esse dissipador de calor grosso superior, para que a placa transfira calor através de seu conector para o chassi para o ar de resfriamento à medida que passa pelo sistema ... há toneladas de engenharia que apenas meio que afia o lápis e acerta. "
Chris Kujawski continua a construir a Série X e é hora de apresentar um dos maiores componentes individuais de todo o projeto - o dissipador de calor. É relativamente grande, relativamente falando, uma pesada câmara de vapor de cobre com um dissipador de calor de alumínio leve conectado. É grande o suficiente para cobrir a grande maioria da placa SoC - mas não apenas aspira o calor do processador principal. "Temos esses reguladores muito poderosos, então um dos desafios é como realmente resfriamos tanta densidade de energia? Então, acabamos usando a câmara de vapor para várias coisas", diz Andres Hernandez. "O primeiro é também dissipar nossa memória GDDR6 na câmara de vapor. Isso fazia muito sentido, porque quando você está pressionando muita largura de banda, esses chips são termicamente altos. E a segunda parte é: como eu mencionei, os reguladores. É uma das peças mais poderosas da nossa caixa. "
Para manter o mesmo tipo de desempenho acústico visto no Xbox One X, são necessários vários componentes, mas começa com o hardware incorporado no próprio processador. As leituras de 64 diodos no SoC são monitoradas continuamente, alimentando um algoritmo de ventilador no firmware do sistema que mantém o sistema o mais silencioso possível, enquanto fornece energia de resfriamento quando necessário. "Com todo esse poder, você precisa mover muito ar e deseja movê-lo silenciosamente", diz Jim Wahl. "Estudamos muitas maneiras diferentes de fazer o movimento do ar em um produto e um único ventilador axial foi o mais eficiente, o motor de ar mais silencioso para o nosso sistema ... fazemos várias personalizações aqui, portanto, o número de pás, particularmente a pás geometria, é altamente otimizado para operar dentro dos limites de nosso sistema.
"Existem várias coisas ocultas, como as superfícies dos rolamentos e os tipos de rolamentos, para mantê-lo muito silencioso, para garantir que esse poderoso ventilador permaneça silencioso por toda a vida", acrescenta Wahl.
"E depois há coisas que são mais sutis, como a curvatura da cobertura para os cantos, até esses pequenos detalhes melhoram a eficiência da movimentação do ar pela caixa e pela parte superior".
Sentado ao lado da construção do Xbox Series X tomando forma, está a caixa principal na qual todas essas partes serão compactadas. No entanto, o que é óbvio imediatamente é que este dispositivo é
denso. Haverá muito pouco espaço livre dentro dele depois que as peças componentes forem colocadas. É uma antítese completa ao conceito de fluxo de ar como o conhecemos dentro, digamos, de um gabinete de PC. "Também precisamos de um bom ar para dentro do gabinete, para que você tenha certos orifícios de ventilação e grandes", explica Jim Wahl. "Você esgota a parte superior e temos grandes orifícios de ventilação, mas o efeito final de juntar tudo isso, ter caminhos paralelos, ter uma ventoinha silenciosa realmente poderosa na parte superior, é que
temos 70% a mais de fluxo de ar através neste console que a geração anterior e temos 20% a mais de fluxo de ar somente através do dissipador de calor do que na geração passada ".
E no nível mais fundamental, há um conjunto muito básico de 'regras' que definem o fator de forma do Xbox Series X além dos requisitos de energia sem precedentes do processador, como Chris Kujawski explica: "Jim mencionou como o ODD [unidade de disco óptico] define uma dimensão, o volume do dissipador de calor define a outra dimensão, a altura é definida pelo fluxo de ar e durante todo esse tipo de negociação complexa para descobrir como essas coisas se combinam, chegamos a um fator de forma quadrada que amamos ".
Certas realidades térmicas também ajudaram a definir a aparência da caixa. Os grandes orifícios na parte superior da máquina existem devido à necessidade de expelir uma boa quantidade de ar quente. "Decidimos realmente focar nisto como a superfície de assinatura do produto", explica Kujawski. "Começamos criando uma profundidade extra, tornando-os cada um com cerca de um centímetro de profundidade. E então esculpindo essa superfície, ela muda a aparência à medida que você se aproxima - e quando você eleva e abaixa sua linha de visão, vê mais ou mais então aumentamos adicionando a camada verde embaixo e a profundidade é variável, por isso é mais espessa no meio e mais fina nas bordas. "
E com isso, a estrutura interna é essencialmente completa. Kujawski segura a construção pelo dissipador de calor e a encaixa na carcaça externa. E o ambiente plástico certamente deve ser um dos aspectos mais simples do design, certo? Afinal, é uma peça de revestimento retangular. De fato, as dimensões do shell criaram uma nova série de desafios, principalmente devido à sua profundidade. Os robôs constroem o Xbox Series X na linha de produção, com as ferramentas entrando e saindo da carcaça - e a certa altura, simplesmente não havia mais subsídios no design - as ferramentas não podiam sair do caso, exigindo outro momento Eureka para fazer o fator de forma da série X é possível produzir em massa.
É justo dizer que a equipe de hardware não esperava ver alguns dos memes surgidos no Game Awards, mas foi divertido ver a Microsoft reagir com humor a algumas das mais divertidas comparações de fatores de forma - às ponto em que a
famosa série X x refrigerador enfrentou a própria mídia social da Microsoft. No entanto, permanece o fato de que é um projeto fundamentalmente diferente e desafiador e, com isso em mente, foi enviado para focar os testadores em seus pensamentos.
"Apresentamos a eles e dissemos: 'o que você acha, isso funciona para você? Desconecte o Xbox, conecte-o. Ele se encaixa no seu gabinete? Você gostaria de mostrar isso aos seus amigos?' E ficamos aliviados e satisfeitos ao descobrir que a grande maioria das pessoas adorava totalmente ", diz Chris Kujawski. "A pegada é muito pequena - quando você a compara a um console de formato tradicional bastante profundo, você tem uma pegada muito pequena; portanto, quando você conecta todos os seus cabos, pode colocá-lo em uma prateleira muito mais rasa ou isso em um gabinete mais raso do que você poderia antes. Isso foi muito mágico para nós recebermos esse feedback tão cedo no programa e para termos a confiança de que isso iria funcionar, que as pessoas responderiam bem a isso ".
Com a Série X construída, o foco muda para o controle Xbox revisado. Para o nosso briefing, a equipe de design montou um painel de apresentação mostrando todos os seus joypads dos anos anteriores ao original 'Duke' 2001, até dispositivos recentes como o Elite Wireless Controller Series 2 e o aclamado Adaptive Controller da Microsoft. Sentado no canto superior direito do quadro, está o novo painel do Xbox Series X. Obviamente, há uma jornada aqui de evolução gradual, embora obviamente o Adaptive Controller seja uma partida radical.
"O que foi realmente interessante foi que a acessibilidade e o design inclusivo são agora uma parte básica de todos os produtos que projetamos", diz Chris Kujawski. "Assim como falaríamos sobre desempenho, especificações e confiabilidade, a acessibilidade é parte dessa conversa agora em todo o nosso hardware e embalagem. Isso tem sido muito legal em termos de processo para nós e acho que ajudou muitos de nós a crescer e se tornar apenas melhores fabricantes de produtos, tem sido realmente uma grande coisa fazer parte ".
Em vista disso, o novo controle Xbox não parece muito diferente dos blocos que vimos antes, com a exceção óbvia do botão de compartilhamento e um novo d-pad que parece compartilhar muito em comum com o design visto nos controladores da série Elite. O feedback número um que a Microsoft recebeu de seus players mais comprometidos é que eles estão satisfeitos com o design existente - a chave era estender esse nível de satisfação a mais usuários. "Alguns dos temas que surgiram, o número um, eram ergonomia", explica o designer sênior da Microsoft Ryan Whitaker. "Você pode tornar isso mais confortável? Tenho mãos pequenas. Você pode fazer isso se encaixar melhor nas minhas mãos? Conectividade - tenho todos esses novos dispositivos, quero jogar jogos do Xbox em todos esses dispositivos, você pode facilitar o par? Compartilhar - capturar e compartilhar se tornou uma parte realmente importante do estilo de vida dos jogos ".
A Microsoft manteve o mesmo design básico, garantindo que os periféricos existentes, como o teclado de bate-papo, funcionassem perfeitamente com o novo controlador - mas passou a trabalhar na re-escultura do design. Acontece que pequenas alterações podem tornar o teclado muito mais confortável de usar para muitos, muitos outros usuários. O controlador existente foi projetado para caber confortavelmente nos tamanhos de mão do quinto ao 95º percentil, mas pequenas alterações podem percorrer um longo caminho em termos de acessibilidade. "Uma das coisas que descobrimos é que, se podemos realmente reduzir os percentis na extremidade inferior, se atingirmos o terceiro percentil até o percentil 95, esses dois pontos percentuais realmente representam centenas de milhões de pessoas", diz Whitaker. "E apenas diminuindo ligeiramente algumas áreas do controlador,
Mas esta é a próxima geração do Xbox, então por que não continuar com um design mais radical? Uma olhada no painel de apresentação à nossa frente, mostrando a evolução do controlador, demonstra que os fundamentos realmente não mudaram. Atrás de nós em um flipboard, há fotos de como os usuários interagem com o bloco existente - e digamos que existem algumas formações estranhas de dedos e mãos lá. Segundo a Microsoft, a decisão de evoluir o design existente nasce essencialmente do fato de que os usuários gostam da configuração atual. Eles estão acostumados e felizes com isso.
"Eles têm muita memória muscular lá", resume Whitaker. "Algumas das maneiras pelas quais descobrimos que podemos aumentar a acessibilidade são as curvas do para-choque. Fizemos a abertura em alguns milímetros e o ângulo de ataque mudou um pouco. Há coisas que sabíamos que não queríamos mudar, isso inclui coisas como a altura dos dedos, queremos garantir que as memórias musculares das pessoas ainda estejam lá ".
Existem outras mudanças simples que também podem ajudar mais do que você imagina. "Você pode ver que agora temos um acabamento fosco nos para-choques e gatilhos, em vez de brilho", diz Ryan Whitaker. "E o que isso nos ajuda a fazer é - se você tem mãos secas ou é realmente intenso e seus dedos estão ficando suados, na verdade, ajuda a manter a mesma postura, aderência e atrito para que seu desempenho não mude hora extra." Novamente, centenas de milhares de horas de teste são feitas em novos designs de controladores. "Todos esses ângulos, alturas, texturas estão finalmente afinados - estamos falando de 0,1 mm e as pessoas percebem a diferença", diz Whitaker. "Você pode realmente medir o desempenho e ver como as coisas aumentam ou diminuem com base em como você ajusta essas superfícies".
Um ponto interessante de discussão é o fato de que o controle Xbox ainda é fornecido com baterias AA, em oposição ao tipo de células recarregáveis embutidas que encontramos no painel Dual Shock - e essa tradição também se estende ao painel Série X. O influenciador tecnológico Austin Evans (também participando deste evento) pergunta se é hora de seguir em frente, enquanto John Linneman, da Digital Foundry, mostra como seu filho precisa voltar instantaneamente ao jogo quando as baterias morrem, além de argumentar que o suporte a baterias AA significa que o controlador ainda funcionará perfeitamente daqui a muitos anos, enquanto as células internas desaparecem e morrem.
Jason Ronald, diretor parceiro de gerenciamento de programas do Xbox - também conhecido como 'Xbox Beard Guy' do trailer da E3 2019 Scarlett - considera que a opinião de 50/50 sobre a opinião na sala reflete quase perfeitamente o feedback do cliente: "O que se resume é quando na verdade, conversando com os jogadores, é meio polarizador e existe um campo forte que realmente quer AAs. Portanto, apenas dar flexibilidade é o caminho para agradar a ambos [grupos de] pessoas ... Você pode usar uma bateria recarregável e funciona exatamente como isso acontece na elite, [mas] é uma coisa separada ".
Tivemos a chance de usar o teclado e, fundamentalmente, ele oferece exatamente o que a equipe do Xbox diz que faz. É familiar, mas mais fácil de segurar, o botão de compartilhamento aborda o acesso fácil a clipes e capturas de tela do jogo, enquanto o d-pad extra clicável parece uma grande melhoria em relação ao bloco existente. Sob o capô, o rádio Bluetooth mais recente é integrado para facilitar a conectividade com o hardware que não é do Xbox, enquanto a interface sem fio existente é refinada para menor latência. É uma reformulação baseada em software no painel, pelo que a unidade da equipe Xbox para diminuir o atraso de entrada será adaptada aos controladores existentes, enquanto o novo modelo emparelha com o Xbox One também.
A revelação inicial do Game Awards da Microsoft terminou com uma olhada no console da Série X, com o novo controlador apoiado nele - e essa imagem resume efetivamente os contrastes na abordagem do design de próxima geração. Por um lado, há uma revolução na forma do console, seu fator de forma renovado, design de placa dupla e fluxo de ar prodigioso. E há o controlador - um design totalmente mais cauteloso, talvez, mas com novos recursos que valem a pena e uma abordagem de acessibilidade que abre o controlador para mais usuários, tornando-o mais confortável para aqueles que já estão acostumados.
Ainda há muitas perguntas sem resposta. Quanta energia o console realmente consumirá da parede? O varejo final da série X realmente será tão discreto quanto o Xbox One X sob carga? Já mostramos o formato em relação ao X, mas e a integração real em um gabinete de mídia? E finalmente - a maior questão de todas. Se houver outro console Xbox ao lado da Série X, como será
isso ? Mal podemos esperar para descobrir.