台积电N3P制程工艺,苹果Mac Studio迷你主机拆解
前言
本期拆解带来的是苹果Mac Studio迷你主机,这款主机内置M5 Max芯片,采用台积电N3P制程工艺,内置18核CPU和32核GPU,其中CPU具备6个超级核心和12个性能核心。可选内存从36GB到256GB,存储支持512GB到8TB,M5 Ultra芯片支持512GB内存和16TB存储配置。
苹果Mac Studio迷你主机在机身前方设有两个USB-C接口,SD读卡器和电源指示灯,机身背面设有4个雷电5接口和两个USB-A接口,还设有万兆以太网和HDMI接口。下面服务器电源网就带来苹果Mac Studio迷你主机的详细拆解,一起看看内部的设计和用料。
苹果Mac Studio迷你主机开箱

苹果Mac Studio迷你主机采用立方形包装,三面印有主机前面外观,苹果标识和Mac Studio字样。

包装盒顶部设有提手。

包装盒侧面印有产品信息。

苹果Mac Studio迷你主机内置M5 Max芯片,具备36GB内存和512GB储存空间。M5 Max芯片内置18核CPU和32核GPU。具备4个雷电5接口,2个USB-A接口,2个USB-C接口,HDMI接口,万兆以太网接口和SDXC插槽,型号MHL64CH/A A3545。

包装盒正面印有Mac Studio迷你主机正面外观。

包装盒反面印有Mac Studio迷你主机背面外观。

撕开密封条拆开包装,迷你主机通过纸盒保护。

迷你主机机身表面粘贴保护膜。

包装内含苹果Mac Studio迷你主机,电源线,说明书和保修卡。

迷你主机顶部设有苹果logo。

机身前方设有两个USB-C接口,SD卡槽和电源指示灯。

机身背面上方设有大面积散热孔,下方设有雷电5接口,网线接口,电源接口,USB-A接口,HDMI接口,3.5mm音频接口和电源按钮。

机身背面4个雷电5接口特写。

万兆以太网接口特写。

梅花电源输入插座特写。

USB-A接口特写。

HDMI接口和3.5MM音频接口特写。

电源按钮特写。

机身背面散热孔特写。

机身底部为铝合金后盖,设有环形防滑圈和散热孔,并设有安全锁孔。

机身底部印有Mac Studio字样。

机身底部标注:桌上型个人电脑,型号A3545,原产地中国,美国苹果公司
输入:100-127V~ 50-60Hz 6A / 220-240V~ 50-60Hz 2.5A,产品已经通过了CCC认证。

机身底部安全锁孔特写。

机身底部散热孔特写。

测得机身长度约为197.2mm。

测得机身宽度约为197.2mm。

机身厚度约为94.9mm。

测得机身重量约为2580g。

附带的电源线为三脚插头。

测得电源线长度约为186cm。

将Mac Studio接通电源开机,电源指示灯亮起。

使用POWER-Z KM003C测试仪测得前置两个USB-C口不支持任何快充协议。

测得后置四个USB-C接口均支持PD3.0协议。

PDO报文显示USB-C接口支持5V3A固定电压档位,四个接口支持的档位相同。
苹果Mac Studio迷你主机拆解
看完了苹果Mac Studio迷你主机的开箱展示,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料。

首先撕下机身底部的防滑圈。

防滑圈采用PC+ABS材质。

防滑圈底部设有固定螺丝。

拧下固定螺丝,拆下迷你主机底盖。

底盖设有固定螺丝孔和散热孔,边缘粘贴导电布屏蔽。

边缘粘贴的导电布特写。

机身中间位置设有圆形电源模块,边缘设有固定支架和WiFi天线。

电源模块通过螺丝固定在边缘框架上,输出正负极粘贴麦拉片绝缘。

绝缘片下方设有固定螺丝。

WiFi天线特写。

电源输入线通过插接件连接。

拆下电源模块,在电源模块下方设有扬声器。

电源输入滤波器特写,通过导线连接到电源模块。

计算板通过排线连接到电源模块。

万兆网口通过螺丝固定在壳体内部。

电源模块正面一览,上方设有电源插座,保险丝,压敏电阻,安规X2电容,共模电感。下方设有整流桥,薄膜滤波电容,滤波电感,PFC升压电感。中间位置设有高压滤波电容,外套热缩管绝缘。
右侧设有LLC谐振电感,谐振电容,下方设有LLC变压器,滤波固态电容。其中PFC开关管,PFC整流管,LLC开关管和同步整流管均覆盖散热片。电源模块设有两个PFC升压电感,为交错式设计。

电源模块背面覆盖绝缘板。

绝缘板下方覆盖塑料盖板。

取下塑料盖板,盖板背面对应PCBA模块设有支撑结构设计。

PCBA模块背面一览,右侧设有MCU,左侧设有LLC开关管驱动器,右侧下方设有PFC开关管驱动器和非隔离降压芯片,左侧下方设有同步整流驱动器。

电源模块来自光宝科技股份有限公司,型号PA-1461-1A,输入100-240V~ 50-60Hz 6A,输出:12.1V ⎓39.67A,输出功率为480W。

交流输入插座特写,具有防反接设计。

保险丝外套热缩管绝缘,标称规格为T8A 250V。

热敏电阻外套热缩管绝缘。

安规X2电容来自基美,规格为0.47μF。

共模电感设有绝缘塑料框架。

整流桥设有散热片。

滤波电容来自TDK,规格为1μF450V。

滤波电感采用漆包线绕制,外套塑料壳绝缘。

另一颗滤波电容特写。

主控MCU来自意法半导体,型号STM32G474RBT3,内置ARM Cortex-M4 MCU,主频为170MHz,集成FPU和DSP,内置128KB FLASH和128KB SRAM,具备标准和高级通信接口,采用LQFP64封装。

降压芯片来自帕沃英蒂格盛,料号ZN1203D,采用SO8C封装。

降压电感外套热缩管绝缘。

另一颗电感外套热缩管绝缘。

滤波电容来自丰宾,规格为100μF25V。

稳压芯片来自安森美,丝印51A,型号NCV2951,支持30V输入电压,支持1.25-29V输出电压,输出电流100mA,采用SOIC-8封装。

驱动器来自德州仪器,丝印7517,型号UCC27517,是一颗单通道、高速、低侧栅极驱动器,支持4A拉电流和4A灌电流,支持4.5-18V工作电压范围,采用SOT-23封装。使用两颗用于交错PFC开关管驱动。

散热片下方设有PFC开关管和PFC整流管。

PFC升压电感采用利兹线绕制。

另一颗PFC升压电感相同。

高压滤波电容外套热缩管绝缘。

散热片下方设有LLC开关管。

谐振电感采用利兹线绕制。

薄膜滤波电容规格为1μF450V。

贴片NPO谐振电容特写。

两颗驱动器来自德州仪器,型号UCC27517。

LLC开关管设有散热片。

检测开关管电流的互感器特写。

隔离驱动变压器特写。

驱动器采用德州仪器UCC27517。

LLC变压器特写。

Y电容料号B102K。

另一颗Y电容料号相同。

亿光EL1014K光耦用于输出电压反馈和保护控制。

同步整流控制器来自恩智浦,型号TEA2095,是一颗双路同步整流控制器,内置两个驱动器,可以同时驱动两个同步整流管,并支持独立工作,适用于LLC谐振电源使用,采用SO8封装。

同步整流管设有散热片。

滤波电容来自丰宾,为PX系列固态电容,规格为470μF16V。

稳压芯片来自德州仪器,丝印SDG,型号TPS70933,是一颗30V输入电压,3.3V输出电压,150mA输出电流的低压降稳压器,峰值输出电流200mA,具备热关断保护和过流保护,采用WSON-6封装。

一颗丝印AZV的芯片特写。

电源板设有连接插座。

拆下内部固定支架,继续进行拆解。

支架为铝合金材质,中间设有屏蔽板。

屏蔽板采用螺丝固定在框架上。

屏蔽板外层为塑料绝缘层,内层为铝合金。

雷电5接口通过排线和小板连接。

万兆网络接口焊接在小板上,通过螺丝固定,使用排线连接。

电源输入设有滤波器,通过螺丝固定。

USB-A,HDMI和3.5mm音频接口焊接在独立小板上,小板背面设有屏蔽罩,通过排线连接。

电源按键通过排线连接到小板上。

前置USB-C接口通过排线连接。

读卡器使用螺丝固定,通过排线连接。

扬声器通过螺丝固定在主板上。

拧下固定螺丝,拆下扬声器腔体。

扬声器腔体背面设有连接线。

时钟电池通过螺丝压板固定。

对应电池负极位置粘贴导电泡棉。

电池压板内部标注正极符号。

时钟电池来自松下,型号BR1632A,为耐高温BR系列锂氟化碳电池,电压为3V,额定容量120mAh,支持-40~125℃工作温度。

固态硬盘采用小板设计,通过螺丝固定,粘贴石墨散热贴纸。

另一侧预留固态硬盘空位。

WiFi天线连接器设有盖板固定。

压板下方WiFi天线连接器特写。

散热器通过螺丝和压板固定。

从壳体中拆解取出连接小板和电源插座。

网线插座焊接在独立小板上。

小板背面焊接连接插座和变压器。

输入滤波插座来自立讯精密。

小板底部设有连接插座,通过螺丝压板固定。

读卡器采用金属外壳屏蔽。

电源开关通过螺丝固定在壳体内部。

雷电5接口采用螺丝固定在壳体内部。

接口采用螺丝固定,便于维修更换。

电源按钮结构采用螺丝固定在壳体内部。

WiFi天线采用螺丝固定在壳体内侧。

拧下固定螺丝,从壳体中取出主板和散热器模组。

在散热口两侧设有导电布,起到接地和密封用途。

电源指示灯通过排线连接。

壳体内部一览,采用整块铝合金CNC加工而成,中心粘贴黑色贴纸。

主板上面覆盖散热风扇和散热模组。

散热风扇通过螺丝固定在散热模组上。

侧面也设有固定螺丝。

大面积散热鳍片特写。

散热模组,散热风扇和主板侧面特写。

拧下螺丝固定的连接排线。

拧下固定螺丝,拆下散热风扇。

散热风扇为一体式设计。

散热风扇来自尼得科,型号AD720K04A,规格为12V 19.2W。

出风口内部标注壳体材质>PA610+PAMXD6-GF45FR(40)<。

拧下固定螺丝,分离主板和散热模组。

散热模组对应处理器位置设有铜底,两侧涂有导热凝胶。

主板中间位置设有M5 Max芯片,周围边缘设有屏蔽罩。

M5 Max芯片设有金属顶盖,中间位置涂有导热硅脂,上下两侧涂有导热凝胶。

屏蔽罩内部芯片涂有导热凝胶。

拆下M5 Max芯片背面压板。

压板内部设有导热凝胶,接触到芯片散热。

PCB背面粘贴金属垫片缓冲压力。

PCBA模块中间位置设有M5 Max芯片,屏蔽罩内部设有PMIC和供电电感。左上角设有滤波电容,左下角设有USB-C电源开关,右上方设有网卡芯片和存储器。

PCBA模块背面也设有屏蔽罩,左侧和底部屏蔽罩内部设有滤波电容,左上方屏蔽罩内部设有雷电控制器,屏蔽罩下方设有USB-C控制器。底部两侧设有固态硬盘插槽,右侧屏蔽罩内部设有USB转换芯片和HDMI转换芯片,下方设有USB集线器芯片。

M5 Max芯片覆盖金属顶盖,内部设有SOC芯片和内存芯片。

M5 Max芯片背面设有滤波电容和PMIC。

两颗PMIC涂有导热凝胶散热,丝印343S00876,343S00877。

存储器来自兆易创新,型号GD25UF64E,容量为8MB,支持1.14-1.26V工作电压,采用USON8封装。

贴片时钟晶振特写。

芯片左侧屏蔽罩内部设有6颗PMIC和对应的降压电感。

PMIC丝印343S00960。

PMIC丝印343S00892。

PMIC丝印343S00892。

左右两颗PMIC丝印343S00893,中间一颗丝印343S00892。

右侧屏蔽罩内部设有PMIC,降压电感,滤波电容,电流取样电阻和采样芯片。

芯片丝印343S00967。

PMIC丝印343S00966。

PMIC来自芯源系统,丝印M87415。

0.15μH合金电感特写。

贴片电感特写。

PMIC来自芯源系统,丝印M87415。

0.15μH合金电感特写。

贴片电感特写。

1μH合金电感特写。

电流检测芯片来自德州仪器,丝印1AM,型号INA190,为双向低功耗,零漂移,宽动态范围精密电流检测放大器,支持40V共模电压,采用UQFN10封装。

滤波电容来自松下,为SP-CAP系列导电性聚合物片式铝电解电容,规格为470μF2.5V。

芯片上方屏蔽罩内部设有4颗PMIC和对应的降压电感。

PMIC丝印343S00959。

左中两颗PMIC丝印343S00892,右侧一颗丝印343S00893。

左侧上方屏蔽罩内部设有PMIC,合金电感和滤波电容。

PMIC来自芯源系统,丝印M87415。

0.22μH合金电感特写。

滤波电容来自基美,规格为68μF16V。

滤波电容来自基美,规格为6.3V150μF。

左侧下方屏蔽罩内部设有降压芯片,降压电感和滤波电容。

同步降压芯片来自德州仪器,丝印621379。

2.2μH降压电感特写。

滤波电容来自基美,规格为33μF16V。

滤波电容规格为6.3V150μF。

右上小屏蔽罩内部设有同步降压控制器,开关管,降压电感和滤波电容。

同步降压控制器来自德州仪器,丝印TPS51980A,采用QFN32封装。

同步降压开关管来自德州仪器,丝印58888D。

0.68μH降压电感特写。

滤波电容规格为6.3V150μF。

两颗滤波电容规格相同。

右下屏蔽罩内部设有PMIC,丝印343S00958。

丝印2Z的芯片特写。

芯片下方屏蔽罩内部设有PMIC,电感和滤波电容。

PMIC丝印343S00964。

1μH合金电感特写。

PMIC丝印M87415。

0.22μH降压电感特写。

贴片电感特写。

另一颗贴片电感特写。

滤波电容规格为6.3V150μF。

屏蔽罩外侧一颗芯片丝印343S00968。

USB集线器来自威锋电子,型号VL822-Q8,内部集成上行端口和两个下行端口复用器,适用于两个USB-A与两个USB-C接口扩展应用,支持10Gbps速率,采用QFN-88封装。

芯片外置时钟晶振特写。

存储器来自兆易创新,丝印J2EE。

丝印1UX的降压芯片特写。

USB-C电源开关来自德州仪器,型号TPS25810,用于USB-C接口电源控制,具备VCONN电源,采用WQFN20封装。

丝印A1SZ4的芯片特写。

丝印ZVK的芯片特写。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

贴片电流检测电阻特写。

两颗电流取样电阻特写。

丝印62130B的芯片来自德州仪器。

两颗滤波电容规格为16V33μF。

滤波电容规格为6.3V150μF和6.3V100μF。

音频芯片丝印42L84A。

音频放大芯片来自德州仪器,料号SN012776B0。

滤波电容规格为68μF16V。

MLCC滤波电容特写。

丝印071SU的芯片特写。

丝印+ALE的芯片特写。

1.5μH合金电感特写。

丝印1486GB的芯片特写。

网卡芯片来自瑞昱半导体,型号RTL8127APA,采用QFN88封装。

芯片外置时钟晶振特写。

丝印1UX的降压芯片特写。

MLCC滤波电容特写。

MLCC滤波电容特写。

屏蔽罩左侧设有连接器,屏蔽罩内部设有雷电控制器,屏蔽罩右侧设有USB-C控制器。

雷电控制器丝印P0Y5C2-L0。

芯片外置时钟晶振特写。

USB-C控制器来自德州仪器,丝印SN26A43。

共设有4颗对应4个USB-C接口。

一侧设有4颗CUSB2408芯片。

丝印CUSB2408的芯片特写。

芯片侧面设有时钟晶振。

丝印HEAB的芯片特写。

存储器采用兆易创新GD25UF64E,共设有4颗对应4个USB-C接口。

丝印1UX的降压芯片特写。

FPGA来自莱迪思半导体,丝印256UZE-1UWGI。

电源输入端设有两颗取样电阻。

电流检测芯片来自德州仪器,丝印1AO和1AN,型号均为INA190。

滤波电容来自基美,规格为68μF16V。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

无线通信芯片丝印USI 339M00562。

USB转换芯片来自祥硕,型号ASM3142,是一颗PCIe转USB3.1转换器,支持PCIe Gen3x2转换成两个USB3.1 Gen 2 10Gbps接口,采用QFN64封装。

20.000MHz时钟晶振特写。

视频转换芯片来自谱瑞科技,料号PS190,用于DP转换HDMI接口输出。

芯片外置时钟晶振特写。

存储器来自华邦,丝印4H,型号W25X40CLUXIG,容量为512KB,支持2.3-3.6V工作电压,采用8-pad USON封装。

USB电源开关来自德州仪器,型号TPS2561,是一颗双通道,0.25-2.8A电流限制可调节的电源开关,支持2.5-6.5V工作电压范围,采用VSON10封装。

滤波电容规格为6.3V150μF。

HDMI接口设有滤波电感。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

搭配使用的取样电阻特写。

两颗电流取样电阻特写。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

取样电阻标注0R75丝印。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

电流检测芯片采用德州仪器INA190。

丝印44425的芯片特写。

丝印AEL的芯片特写。

电平转换芯片来自德州仪器,丝印NG2J,型号LSF0102,是一颗双通道双向多电压电平转换器,适用于开漏和推挽应用,采用VSSOP8封装。

稳压芯片来自德州仪器,丝印1MHH,型号TLV75801P,是一颗1.5-6V输入电压,0.55-5.5V输出电压的高精度可调节线性稳压器,芯片输出电流500mA,采用WSON6封装。

一颗丝印AR的芯片特写。

丝印S31C的芯片特写。

丝印ALE的芯片特写。

1.5μH合金电感特写。

丝印AR的芯片特写。

丝印4AAC的芯片特写。

滤波电容来自基美,规格为68μF16V。

滤波电容来自基美,规格为68μF16V。

滤波电容来自基美,规格为68μF16V。

屏蔽罩内部左侧设有6颗68μF16V滤波电容,右侧设有3颗470μF2.5V滤波电容。

屏蔽罩内部左侧设有4颗68μF16V滤波电容,右侧设有6颗150μF6.3V滤波电容。

拆下接口小板背面的屏蔽罩。

USB-A接口数据线设有ESD保护二极管。

固态硬盘小板粘贴导电布。

小板正面设有两颗闪存芯片。

小板背面设有屏蔽罩。

闪存芯片丝印SDSMIKIO2 256G。

全部拆解一览,来张全家福。
服务器电源网拆解总结

最后附上苹果Mac Studio迷你主机的核心器件清单,方便大家查阅。
苹果Mac Studio迷你主机采用银色铝合金外壳,机身前方设有两个USB-C接口,SD读卡器和电源指示灯,机身背面设有4个雷电5接口和两个USB-A接口,还设有万兆以太网和HDMI接口。迷你主机内置电源,通过梅花电源线连接,机身底部设有散热进风口,从背面散热孔吹出散热。
服务器电源网通过拆解了解到,苹果Mac Studio迷你主机为双层层叠结构,机身底部设有电源板,上方设有计算板。计算板向上安装M5 Max芯片,并安装散热模组,散热模组设有两个风扇和大面积鳍片散热器。
电源板采用交错PFC+LLC+同步整流架构,使用意法半导体STM32G474RBT3用于PFC和LLC控制,使用德州仪器UCC27517驱动开关管。同步整流控制器采用恩智浦TEA2095,使用丰宾固态电容用于输出滤波。使用帕沃英蒂格盛ZN1203D降压芯片和安森美NCV2951稳压芯片,为控制器供电。
计算板中心位置设有M5 Max SOC芯片,正面屏蔽罩内部设有苹果和芯源系统的PMIC,以及电感和滤波电容。USB集线器采用威锋电子VL822-Q8,使用祥硕ASM3142用于USB接口转换,视频转换芯片采用谱瑞科技PS190,网卡芯片采用瑞昱半导体RTL8127APA。采用松下和基美贴片电容滤波。
计算板设有两个插槽,用于安装固态硬盘小板,固态硬盘小板焊接两颗256GB内存芯片,组成512GB容量。机内组件均通过螺丝固定,涂有螺丝胶加固。各个接口均通过螺丝固定在外壳内部,通过排线与计算板连接,排线设有螺丝压板固定,便于组装维护。展示了苹果优秀的工业设计和扎实的整体做工。
