[第九届机王争霸赛]专业MOD组——买椟换珠 by binne

binne · 发表于 2024-1-31 22:31

本帖最后由 binne 于 2024-2-18 14:32 编辑

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

全家福

一楼配置单
二楼改和装
三楼测一把
四楼参赛感言

binne · 发表于 2024-1-31 22:31

本帖最后由 binne 于 2024-2-18 19:44 编辑

一楼配置单

	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

binne · 发表于 2024-1-31 22:32

本帖最后由 binne 于 2024-2-18 21:49 编辑

二楼 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。

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】

binne · 发表于 2024-1-31 22:32

本帖最后由 binne 于 2024-2-18 21:41 编辑

三楼测一把
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。

binne · 发表于 2024-1-31 22:33

本帖最后由 binne 于 2024-2-18 20:25 编辑

参赛感言
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。
最后祝大家在新的一年，龙腾虎跃，财源滚滚，步步高升！

恫吓 · 发表于 2024-2-1 08:40

半个月出MOD，大佬！

Rainwolf_Q · 发表于 2024-2-6 16:22

我服了！

binne · 发表于 2024-2-9 19:21

Rainwolf_Q 发表于 2024-2-6 16:22
我服了！

有点慌。摸着石头过河，边改机边学习，没把握。
今天算是有点突破，主板改好了，最小系统下电源cpu内存风扇成功点亮。

sandyware · 发表于 2024-2-14 21:22

改12V方案应该是我的那套哈哈，没想到在chh碰到有人用了，非常荣幸。没公开也是因为自己的作品没出怕被国外的抄走了，实际上有过几个找我问方案的都是免费提供了。

binne · 发表于 2024-2-14 22:44

sandyware 发表于 2024-2-14 21:22
改12V方案应该是我的那套哈哈，没想到在chh碰到有人用了，非常荣幸。没公开也是因为自己的作品没出怕被国外 ...

原来你就是B站的沙包啊。看在眼里就拔不出来了，我就拿来用，也没贴出来。如果，后面有人要问，到时候，我就转给你。
谢谢了。

ilas · 发表于 2024-2-18 08:41

改得不错，就是图片太小，修改一下效果会更好，图片宽度是980

binne · 发表于 2024-2-18 08:45

本帖最后由 binne 于 2024-2-18 19:57 编辑

好，我改。

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很好建议，谢谢。已经改好了。

mzjlwang · 发表于 2024-2-18 10:39

这个是啥，把内部改成INTEL？安装WIN？？黑苹果好像没啥意义啊。

binne · 发表于 2024-2-18 11:00

mzjlwang 发表于 2024-2-18 10:39
这个是啥，把内部改成INTEL？安装WIN？？黑苹果好像没啥意义啊。

MacPro2013 本来就是intel处理器，10年的老机器，跑不动了。舍不得丢这机箱，所以内部翻新了一下，还能用几年。

funny20 · 发表于 2024-2-18 23:52

真是典型的技术人才啊。

yhgg · 发表于 2024-2-19 00:08

动手能力太强了

tommylin · 发表于 2024-2-20 15:29

苹果的垃圾桶，满满的回忆

youzhusky · 发表于 2024-2-22 00:30

性能再次提升

shuntong · 发表于 2024-2-27 16:11

有创意，没有用垃圾桶原装的散热片？

binne · 发表于 2024-2-28 12:36

shuntong 发表于 2024-2-27 16:11
有创意，没有用垃圾桶原装的散热片？

这原装散热器是好东西，10年前苹果就用了大面积的均热板。但是没法用，主板和散热器螺丝孔位都是定制尺寸，找不到匹配的主板。

giganet · 发表于 2024-3-1 15:08

这个要赞一下

gloomysunday · 发表于 2024-3-18 18:48

后续可以多点时间细化风道和散热器选择，再精修一下定好。

mpfh9q72 · 发表于 2024-4-5 00:38

楼主可以详解一下风扇的电阻是怎么样串的，和具体型号以及有什么bug吗？最近我也在研究这个方案，期待回复

binne · 发表于 2024-4-5 15:38

mpfh9q72 发表于 2024-4-5 00:38
楼主可以详解一下风扇的电阻是怎么样串的，和具体型号以及有什么bug吗？最近我也在研究这个方案，期待回复 ...

可能没讲清楚，再试一试。
把PWM信号线（图中黑色线）破皮，串联接10k欧姆电阻，然后接到主板内部USB的+5v针脚上。这样这个风扇需要5根pin才能工作。GND，PWM信号，转速，+12V，+5V。

如果你可以去找一下 “上拉电阻”的介绍，可以更好的理解这个改法。
当然有的主板不用上拉电阻就能把这个风扇转起来。

看看图中摆搭的方式就是实施的方案。