البيئة الداخلية لنظام xbox360

**اسير الاحزان** · 2007-06-26, 08:07 PM

البيئة الداخلية لنظام xbox360

تصميم مطــور لســهولة الاسـتعمال والتنقـل.

- ارتقــاء في الأداء والعمليــات.

كما يتماشـى الجمـال مع العقـل، والقوة مع الأناقـة والرشـاقة، قامت مايكروسـوفت بتصميم XBOX 360 ليتماشـى الجمـال مع قوة المعالجـة، والأناقـة والذوق مع المزايـا الفعالـة الأخـرى. وعلىهذا الأسـاس كان لابـد لنا من التعرف إلى ماهو داخـل هذا النظـام المتميـز حقـا، والاطلاع علىأهم التفاصيـل الداخليـة التي تميـز بنـاءه الداخلــي. ومن أجل هذا الغرض، تمت مباغتـة الســيد / جيف رينتس/ كبير مهندسي الميكانيك لدى مايكروسـوفت XBOX 360، وتم طـرح الأسـئلة التاليـة على السـيد / جيف/ وأفـادنا بالإجابات التاليــة:

سـؤال: ماهـو كان التحـدي الأكبـر الذي واجهــكم فيما يتعلـق بالجانب الهندســي الميكانيـكي ضمنمشـروع XBOX 360 ؟

الجــواب: لقـد كان تحديـا صعبـا بكل المفاهيــم، وقـد كانت الصعوبـة أكبـر من تلك التي واجهتنـا بالنسـبة لـ XBOX العــادي، وذلك لثلاثـة أسـباب هي: أولا .. كان يجب علينا أن نضع مكونات أقوى من مكونات الإصـدار الأول بمرتيـن ضمن نموذج يتميـز بالحجم والحيـز الأقل عمومـا. وثانيـا.. كان يتوجب علينـا أن نتوافق مع عـدد من المواصفـات البيئيــة التي اقتضتهـا ظروف الحفـاظ على البيئـة. أما السـبب الثالث فقـد تجلى في ضـرورة تخفيض تكلفـة تصنيع الجهـأز إلى أقـل حد ممكن.

سـؤال: دعنـا نتكلم أولا عن التحـديات التي واجهتكم فيما يتعلـق بموضـوع القوة الكهربائيـة اللازمـة لتشـغيل الجهـاز. والسـؤال هنا هو هل أن XBOX 360 يحتاج إلى قوة كهربائيـة لتشـغيله تعـادل ضعف مايحتاجه اكس بوكس العادي؟؟

الجــواب: نعم .. هذا حقيقي. ذلك أن اكس بوكس العادي يحتاج إلى استطاعة قدرها 100 وات .. في حين أن XBOX 360 حتاج إلى 200 وات

لقد كنت أحد العشـرة الأوائل الذين تم جلبهـم من بيئـة الحاسـب الشـخصي للعمـل على أول اصـدار من اكس بوكس (أي اكس بوكس العادي).

سـؤال: ماهي القيـود والعوائق التي واجهتكم نتيجـة وضع هذا القـدر من القوة الكهربائيـة ضمن عبوة الجهـأز الجديــد الذي ربما أتـاح لها حيـزا أقـل.

الجـواب: الحـرارة بالدرجة الأولى كانت هي أهم العوائق التي كان لابد لنا من التغلب عليها. ذلك أن اسـتطاعة الجهـاز المذكـورة آنفـا تولد كما كبيـرا من الحرارة، لذا يتوجب ايجـاد طريقة لحفظ وحـدة الجهـاز باردة بالشكل الكافي. ورغم أننا فكرنا في الجانب المتعلق بالمروحـة وفاعلية تخصيص مروحـة ذات حجم كاف للقيام بعملية التبريد .. إلا أننا اصطدمنا بالحيز الداخلي المتاح الذي لم يسمح لنا بوضع مروحة ذات قطر 80 ملم، اما المروحة ذات القطر 60 ملم .. فهي لاتكفي لإعطاءالتبريد اللازم... وهذا بدوره ضطرنا إلى التفكير بحلول أخرى. ونشـير هنا إلى حقيقة علميـة مفادها أن قطر المروحة يتناسـب بشـكل أسـي مع معدل انسـياب الهواء لكل دورة من دورات المروحة مما يعني أن زيادة قطر المروحة كان يمكن أن يكون فعاللا ,, إلا أن الأنر استقر في النهاية على ان نضع مروحة قطرها 60 ملم .. وهذا ماكان. ولما كان هذا الكم من التبريد لايصل إلى القـدر المطلوب من التبريـد .. لذا كان لابـد من اللجوء إلى طريقة فعالة ومفيدة للتبريـد. وعلى هذا الأساس تم اللجوء إلى مبدأ البالوعة الحرارية المستندة إلى الماء المبرد لتبريد وحدة المعالجة المركزية لهذا النظـام.

ورغم أن مصطلح الماء المبرد هو مصطلح ذو مفهوم نسـبي بالنسبة لهذا التعبير الاصطلاحي .. إلا أنه لابـد لنا من شـرح هذه الطريقة. فالبالوعة الحرارية في الواقع هي عبارة عن قطعة مصنوعة من قاعدة نحاســية، ونهايات محكمة الإغــلاق من الألمنيوم، بالإضافـة إلى أنابيب دقيقة مصنوعة من النحاس. وقـد تم تصنيع هذه الأنابيب انحاسـية بحيث تم ملؤها بالمـاء وإحكام اغلاق نهاياتهـا بعـد أن تم تفريغ الحيز ضمن الأنبوب من الهواء بشكل كامل.

ووفقا للمبدأ المعروف الذي يقضي بأن درجة غليان الماء ضمن الحيز المفرغ من الهواء هي أقل من درجة حرارة غليانه (التي هي 100 درجة مئوية) في الهواء (أي تحت الضغط الجوي الطبيعي) فإنه وعند غليان الماء وتحوله إلى بخـار، يرتفع البخـار ويرفع درجة الحـرارة ضمن ضمن الأنابيب وتحديدا عند النهايات. ونظرا لوجود تيار هوائي ناتج عن المروحة وعلى تماس مع تلك النهايات فإن هذا التماس يؤدي إلى خفض درجة حرارة الماء المنساب عبر الأنبوب بفعالية أكبـر. ويسـتمر تبريد النهايات حتى يتكاثف البخار وينسـب على شـكل ماسء من جديد ضمن الأنابيب ومنها إلى القاعدة النحاسية التي هي متصلة بالأساس إلى المعالج المركزي. وتستمر الدورة على هذا الأساس بين تبريد وتكاثف مما يشكل دورة تبريد حقيقية ضمن الجهاز.

ســؤال: نظرا لاحتواء النظام على مروحتين من المقياس (60) ملم .. أليس ذلك يتسـبب في احداث ضجيـج مزعج ناتج عن صوت دورانس المروحتين يؤدي إلى تعكير المزاج أثناء اللعب أو الاستماع إلى الموسيقى أو مشـاهدة ألأفـلام أو التخاطب مع الأصدقاء من خلال الجهاز ؟؟

الجواب: في الحقيقية.. لقد كان عملنا لتحقيق التوازن بين شـكل الجهاز وحجم عبوته وموضوع التوازن الحراري والضجيج .. بالإضافة إلى عامل تكلفة انتـــاج الجهـاز .. عمــلا غير سـهل. ذلك أن مواصفـات محـددة وثابتـة تم اعتبـارها لتحقيق التوافــق بين عاملي شـكل الجهـاز وحجم عبوته من جهـة وبين كمية الهواء المنسابة اللازمـة لتبريـده وحجم المرواح من جهة أخرى. ولقد تم من أجل ذلك اسـتخدام صمامات حساسـة للحرارة داخل الدوائر الرئيسية لكل من وحدة المعالجـة المركزيـة ووحـدة معالجة الرسوم والصــور GPU. وتم التحكم بهذه الصمامات بواسـطة برامج مثبتـة داخل الذواكر الثابتة يمكنها قراءة درجة حرارة الصمامات. ووفقا لهذه القراءات تقوم بالتحكم بعدد دورات المروحة في الدقيقة .. وبالتالي يتم التحكم بسرعة دوران المراوح مما يجعل الدوران السريع كائنــا في حالات معينة وضمن أوقات قصيرة نسبية .. ما يؤدي بدوره إلى السيطرة على الضجيج واعطاء القــدر الكافي من التبريد لصالح وحدة المعالجة المركزية.

في الحقيقة .. تعتبــر طبيعـة الأداء (أو العمـل) الذي يقوم به النظـام العامل الأول في تحديد كمية التبريد اللازمـة. فالحاجة تكون إلى قـدر عال من التبريــد عندما نكون أمام تطبيــق (أي لعبـة) يتطلب قـدرا كبيـرا من اللعب والتفاعـل والعمليات التي يتوجب على النظام انجازها. في حين أن تكون الحاجـة لقـدر أقــل من التبريــد عندما نكون أمام فيــلم DVD على سيبل المثال. يضاف إلى ذلك عوامـل أخرى مثل درجة حرارة الجو المحيط وموقع الجهـاز .. الخ ..

ســؤال: ســمعنا عن اعتبارات معينـة تم أخـذها لصالح المواصفات ومتطلبات حماية البيئة التي تم اعتمادها مؤخـرا .. فهل أن XBOX 360 هي صديقة للبيئة أكثر من XBOX العــادي ؟؟

الجــواب: بالتأكيــد .. لقد تم أخذ هذه النواحي اهامة بعين الاعتبار. كما أننا أذعنا لقرارات الاتحاد الأوروبي الصادرة مؤخـرا والمتعلقة بضرورة بذل الجهـد للابتعــاد عن استـعمال مادة الرصاص أو القطع التي يدخل فيها هذا المكون. وتم تحقيق كون نظام XBOX 36 صديقا للبيئـة بامتيــاز.

ســؤال: ماذكرتـه يبدو جيدا .. ولكن ماهو المعنى التفصيلي لامتثالكــم لضواط البيئــة ؟؟ أو بالأحـرى .. ماهي المعاييــر التي توخيتموهـا لصالح هذا الأمـر ؟؟

الجــواب: إن امتثالنــا لصداقـة البيئة وفق القوانين المتبعـة يتمثل رئيسـيا في تجنبنا لاستمعال المواد التالية: الرصاص، الزئبـق، الكاديـميوم، مركب الكروم السداسي الرابطة، ومركبات و البولي برومين دي فينيــل PBDE (وهي مركبات تدخل في تصنيع البلاستيك الذي تصنع منه مواد كثيرة كشاشات الكمبيوتر أو مواد الاستعمال الاستهلاكية المنزلية الأخـرى.. الخ .. وهو عنصر غير صديق للبيئة ويتسبب في احداث اضطرابات تنفسية وجلدية وعصبية. نشـير إلى أنه تم منع استخدام هذه المواد في الولايات المتحدة عام 1976 نظرا لاعتبارات البيئة والعوارض الصحية الخطيرة أحيانا الناتجة هن استعمالها) وعليه فإنه قد تم تجنب استعمال الرصاص تماما ضمن نظام XBOX 360 سواء داخل وحدة المهالجة المركزية أو ضمن أي من توصيلاتهـا. ويمكننا اعتبار XBOX 360 جهازا خاليا تماما من مادة الرصاص.

ســؤال: هل هنالك اعتبارت أخرى تم أخذها لصالح السـلامة ؟؟ الجـواب: بالتأكيـد .. هنالك أشـياء أخرى تم اعتمادها ضمن هذا النظام لصالح جانب السلامة المتعلق بالمستعمل. فلقد بذلنا جهـدا واضحـا لكبـح انطـلاق الموجات اللاسـلكية بالقـدر الممكن. كما أن الجزء المعدني الداخلي ضمن XBOX 360 يتمتع بمزيـة قفص فاراداي ( وهو عبارة عن مجموعة من الموصلات التي تشكل درعا واقيـا حول أي مجال للبث الالكتروني دون أن تؤثر على الموجات الكهرومغناطيسية ) وعليه فإنه يمكننا استنتاج ضرورة كون الجزء المتعلق بأيادي التحكم اللاسلكية يجب أن يبقى خارج قفص فاراداي نظرا لضرورة صـدور الموجـة إلى مقصدهـا.

ومن ناحية أخـرى، ونظـرا لضـرورة أخـذ العامل الحراري بعين الاعتبـار، كان لابـد لنا من زيادة عدد الفتحات في عبوة الجهـاز لتيسـير وزيـادة معدل انسـياب الهواء عبرهـا .. إلا أننا اصطدمنا بمشكلة حقيقـة انفـلات كم أكبر من الاشـعاع عبر أية فتحـات يزيـد قطرها عن خمسة ميلمترات .. وهذا يعنـي أنه كان لابد من ايجاد حجم لفتحات التهويـة يحتوي الاشـعاع الصـادر من الداخـل ويسمح بالانسـياب الهوائي اللازم ويجتـأز اختبار UL Hot Flamming Oil Test المعروف والذي يطبق عادة لاختبار المكون ضد الاشتعال ومقاومة عبوته ومادتها ومواصفاتها للاشتعال (هو اختبار فيزيائي تطبيقي يتم اجراؤه لفحص مدى مقاومة المكون للاشتعال .. وهو مؤبف من سلسلة خطوات فيزيائية يستخدم فيها أوعية معينة ومواد مشتعلة معينة تقرب من المكون وفق أسس ومعايير محددة لاختبار مدى مقاومته للاشتعال. يعتبر هذا الاختبار ضروري في معظم الأجهزة الالكترونية التي تتصف بصدور حرارة عنها وتتبناه جهة معروفة في الولايات المتحدة رمزها UL وتطوره بشكل دائم ليتماشى مع متطلبات العصر).

السـؤال: عفـوا لم أتابع معك .. لقد قـلت اختبـار الزيت المشــتعل .. مـاذا يعني ذلك ؟؟

الجـواب: سـأشـرح لك .. عند الرغبة في فحص فتحـة ما يتوجب اتباع ذلك الاختبـار. وخطوات هذا الاختبار باختصار شـديد تتمثل في القيام بوضـع قطعـة من القماش على امتـداد القطعة التي يتوجب اختبارهـا أي تحت الفتحـات، ومن ثم أخـذ مامقداره خمسة اونصات من وقــود الديزل وإشـعالها وصبهـا على القطعة المعدة للاختبار. وحتى يجتاز الجسم المراد اختباره هذا الاختبـار فإنه يتوجب تمكن فتحـاته من حجب النـار عن قطعة القماش الممــددة في المنطقة السـفلى من القطعة .. وهذا يعني أن الوقود يجب أن يتخامـد من تلقاء ذاتـه قبل أن يصـل إلى قطعة القماش.

السـؤال: ماهو قـدر التوفيـر الذي تم تحقيقـه وتوخيـه عنـد انجـاز مشـروع XBOX 360 .

الجـواب: في الواقع اتبعنـا طريقين رئيسيين. فكما يعلم الجميع يوجد موردين متعددين لاجمالي القطع المتعلقة بنظام XBOX 360. وهذا يعني الكثير في موضوع التكلفة. ذلك أنه في حــال وجود مورد واحـد فالأمـر مختلف بالنسـبة لمناقشـة السـعر .. أما كون الموردين متعـددين فذلك يعني عدم وجـود الحرية الكافيـة لمناقشـة الأسـعار. كما أن وجود الموردين المتعددين يعني وجود اسـعار متنافسـة دوما.

ما الأمر الثــاني فقـد تمثــل في أننـا نفكـر في إنتـــاج الرقائق ضمن مصانعنــا في مايكروسـوفت خاصـو وأننا أصبحنا منذ لحظـة انتــــاج أول قطعـة من XBOX 360 نمتلك البرامـج التي سـيتم طباعتهــا على هذه الرقائق.

شـكرا جيف .. لقد علمنا الكثيـر عن هذا الجهـاز .. قوتـه، عوامــل الأمـان المتعلقـة به، وغنـاه بكل ماتحمل الكلمة من معنى. جيف هو أحد الأشـخاص الذين نشــؤوا في منطقة وســط الينيوي. وقد أنيطت بـه – عندما كان في المرحلة الثانوية – مهمة تصميم مثقاب بالضغط يمكنه ثقب ألواح وطبقات المعـادن. ولقد أكمل خمس سـنوات في الدراسـة وتحرق شـوقا للالتحـاق بالعالم المهني التطبيقي، وخاصة في مجال الهندسـة الابداعيـة والتكنولوجيـا في منطقة الينوي. وبعـد تخرجـه عمل بصغـة مديـر لقسـم تصنيع القوالب، ثم انتقل في منتصف الثمانينات إلى شـركة كومباك ليعمل لديها في تصميم وبنـاء الحاسـبات الشـخصية. التحق جيف بشـركة مايكروسـوفت منذ سـت سـنوات تقريبـا، وعمـل كمهندس ميكانيكي في مجـال ملحقات وقطع الحاسـب الشـخصي. ويضيف هو قائـلا: لقد كنت أحد العشرة أو الإثني عشـر الأوائل الذين احضـروا للعمـل ضمن قسـم اكس بوكس داخل مايكروسـوفت.

مع تحيات:امير الغرام