PS3拆解分析

feng214

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記得讀中學的時候,學校附近有幾個遊戲機室,其中玩PS是5圓錢每小時。儘管當時手頭沒幾個子兒,但是我還是對《實況足球》和《鐵拳》樂此不疲。如今10年過去了,我對電子遊戲似乎沒有當年的執著,更多的我卻關心起這些奇妙機器的內部結構和技術了。
最近索尼將最新開發的PS3正式發售,很快我便從互聯網上找到了PS3拆解圖片。其中主板部分是我最關心的。可以看到索尼針對PS3設計兩枚ASIC,其中包括了基於Cell處理器技術的Broadband Engine (Part No. CXD2964GB),另外一個就是型號為CXD2973GB。除此之外,還有一枚來自NV的RSX圖形處理器 (Part No. CXD2971GB)。另外,為了和PS2的遊戲兼容,在PS3里面使用了Emotion Engine+Graphices Synthesizer (Part No. CXD2953GB)處理器。RSX圖形處理器在揭開其頂蓋後,我們看到了NV經常使用的混合封裝,也就是將圖形核心和顯存做在一個樹脂襯底上組成一個封裝,這樣就大大降低了圖形顯示部分在設計PCB時的設計難度,不需要考慮圖形核心和高速的GDDR3顯存(Samsung的K4J523240C-SC14)之間的高速連線的信號完整性問題,同時也降低了圖形部分的PCB面積,不過由於在一個封裝上集成了這麼多的東西,襯底部分的複雜度大大上升,成品率會受到一定的影響,所以這樣的高集成度的片子成本一定不低。除了RSX,其餘的芯片業採用了造價不菲的TE-FC-BGA封裝。Broadband Engine作為首款大規模商業應用的Cell處理器,承載著SONY對其寄予的厚望,也可以看出SONY對新興技術快速消化的能力與設計膽量。在PS3中,這款Cell處理器估計會主要負責遊戲的AI和物理運算。到底
它的效能會如何呢?可能還要看今後的表現了。但是本人在此還是要對其表示一定的懷疑:Broadband Engine CXD2964GB究竟具備多少Cell技術的特性,將其冠名為Cell處理器會不會只是SONY的一個商業炫頭?
CXD2973GB這個片子並沒有被冠以華麗的名字,從它在PCB上所處的位置來看,應該是一款負責IO接口的處理器。而且SONY儘管對這個片子表現的很低調,但我認為這並不意味著這個片子功能不重要:很可能,它擔負著物理運算和AI運算以外所有的處理工作,包括對遊戲手柄的控制、運行操作系統、PS3的圖形界面甚至Cell處理器的任務仲裁!離它不遠的兩片三星的NAND Flash (板子正反各一)和一個控制器,更是說明了PS3的固件和CXD2973GB直接相關,而不是由Broadband Engine來調用。此時我便對SONY苦心醞釀的架構有了大致的理解:CXD2973GB是一款複雜的嵌入式處理器(可能基於MIPS架構),內嵌了32MByte左右的RAM,作為系統的主存,Boot存儲在NAND Flash裡的操作系統,另外,基於SOC的理念,CXD2973GB內部包含了各種I/O控制器。這時你要問:既然Cell處理器的性能如此強大,為什麼不讓Cell把一切都搞定呢?不然:Cell作為一種新興的處理器架構,針對其設計操作系統和進行系統化極高的編程的難度是非常大的,其中包括了全新的編譯器的設計。而Cell是否適合算法顆粒度極大的操作系統的運行,一時不會有很好的效果。而在這個時候,作為一種彌補手段,SONY採用了這款常規的、單核心的嵌入式處理器在一般狀態下它負責PS3的主要的操作系統運行工作,而當進入遊戲狀態的時候,CXD2973GB將遊戲中涉及的低顆粒度的高速算法交給了Cell處理器,充分發揮Cell效能的同時,也迴避了在計算機體系結構了巨大變遷帶來的繁雜工作。在BE Cell和RSX之間有一個高速差分互聯,估計是PCI-E 16X,而HyperTransport的可能性不大。在此,Cell處理器在進一步將高速算法部分的圖形部分交給RSX,而自己卻負責物理算法和AI。應該說這個架構確實和我們常用的PC架構相距甚遠,可以說這個體系結構是針對算法的高速化而專門設計的。確實這是一個讓我喜歡的架構:直接,有效。而Intel和微軟這幾年做的工作卻讓我感到困惑:大量在PC上追加花哨、無聊的功能:比如Vista的Aero,一個無聊的透明窗口效果竟然成了最大賣點,而它卻要消耗巨大的系統資源,而PC機進行工作的速度卻沒見提高,比如PC機的啟動速度。
在PS3的主板上,我們還看到了來自PS2的EE+GS和Marvell的一些I/O外圍芯片,給人印象深刻的是,PS3上龐大的開關Regulator,尤其顯眼的是RSX和Cell下方的來自NEC TOKIN的Proadlizer(如果沒有認錯的話,這個就是NEC TOKIN的專利產品Proadlizer,是具有很寬的頻帶的電源濾波器,在具備極佳的濾除電源穩波的性能同時,具有超薄的體積。不錯吧!省去了不少去偶電容。下次做板子就考慮用它,嗬嗬!關于于Proadlizer的Datasheet,還有一個關於FPGA電源去偶設計的實例!)
PS3具備極具特色的、功能強大的硬件架構,當SONY用他的PlayOnline將這麼多的PS3互聯在一起進行一場華麗的分佈式計算:其中SONY又有什麼野心呢?


主板的正面(點擊看大圖)



主板的背面(點擊看大圖)



控制器CXD2973GB(點擊看大圖)



CELL/B.E. CXD2964GB(點擊看大圖)



RSX圖形控制器(點擊看大圖)



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笑傲風雲

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真是佩服您,這也捨得拆

大大~文章最下面都不看的?
明明說是轉在於別處了~還說"真是佩服您,這也捨得拆".....:PPP:
不過這篇文章~還不錯~~有讓我看到內部
 

foxwolf0510

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大大~文章最下面都不看的?
明明說是轉在於別處了~還說"真是佩服您,這也捨得拆".....:PPP:
不過這篇文章~還不錯~~有讓我看到內部

哈哈,第一次看人拆PS3,有點小震撼,一時失察,感謝指正