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iFixit拆解索尼PS5及DualSense手柄:充斥各种定制芯片和“外星技术”

时间:2020-12-30 作者:iFixit 阅读:
PS5游戏机搭载 AMD 客制化设计的处理器,在销售量完胜微软Xbox和任天堂Switch的同时,也对其芯片供应商的供货能力提出了考验。 PS5 处理器 7 月就开始出货,月产能已接近 100 万颗,预计 2020 年底累计出货量将达 600 万颗。PS5中还采用了哪些芯片?内部结构设计有哪些新意?还需要拆解来看看。
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据游戏网站《VGChartz》调查了包括 索尼(Sony) PlayStation 5、微软(Microsoft) XSX / XSS、任天堂(Nintendo) Switch 等游戏主机发布后,前 5 周的销售量。其中 PS5 卖出 373.3 万台,Switch 卖出 233 万台,微软 XSX / XSS 同期卖出 200 万台。

众所周知PS5游戏机搭载 AMD 客制化设计的处理器,采用台积电7纳米工艺生产,Sony PS5 在销售量完胜对手的同时,也对其芯片供应商的供货能力提出了考验。AMD 首席执行官苏姿丰(Lisa Su)早在今年 7 月第 2 季财报发布会时就透露, PS5 处理器 7 月就开始出货。随着市场升温, PS5 所需处理器目前月产能已接近 100 万颗,预计 2020 年底累计出货量将达 600 万颗。

除了AMD处理器,PS5中还采用了哪些芯片?内部结构设计有哪些新意?还需要拆解来看看。

知名拆解网站iFixit 在拆解了PS 5 及其 DualSense 手柄后,发现PS5 游戏机有一大堆螺丝钉将其固定在一起,而且在更换光驱时容易掉进有一个奇怪的陷阱。部分公开配置如下:

  • AMD定制8核/ 16线程3.5 GHz Zen 2 CPU
  • AMD定制RDNA 2 GPU(2236 MHz具有36个计算单元)
  • 16 GB GDDR6内存
  • 825 GB的SSD存储(加上m.2 SSD扩展插槽)
  • HDMI 2.1连接,支持60 Hz 8K视频或120 Hz 4K

PS5还分为无光盘数字版,还有配备4K UHD蓝光驱动器的版本,后者更昂贵,iFixit拆解的也是后者。

PS5虽然很大,但仍然可以放在Creative Electron的X射线及其中,检查一下它巨大的风扇。如图可见,所有热管都像高速公路立交桥一样重叠。 在散热设计这件事上,PS5绝对比它的前任PS4高明得多,更不用说它的竞争者们了。

为了使这个流线型的机身保持稳定,索尼精心设计了支架。 只需一点点摆弄,就可以使PS5垂直站立或优雅地侧躺。在水平放置模式下,底部还有一个小储物箱,用于存放支架的螺丝,很贴心了。

在机身背面,PS5的接口包括两个USB-A 3.0,LAN,HDMI 2.1和两个引脚的电源。 正面则有两个USB端口(一个Type A,一个Type C)。 与PS4不同的是,PS5没有光学音频端口,如果您的耳机或音箱采用较旧的接收器,可能会令人失望。

主机外表看上去很难搞,但打开的过程实际上非常人性化。 两边的白色面板用轻柔的动作提起、滑动就能弹出,从而可以立即看到M.2 SSD扩展槽、风扇和堪比吸尘器的进风端口。

但是,要想进一步拆解,我们需要一个T8 Torx 安全螺丝起子。iFixit也不明白为什么固定一个风扇需要用到这个级别的安全螺钉?

PS5的冷却方案是“全方位”的,这种厚120毫米的大风扇可以从两侧吸入冷空气,让机身内充满,却恰倒好处地控制其旋转速度,以免产生太多噪音。

幸运的是,M.2存储扩展托架非常方便。 卸下一个十字螺丝和一个金属屏蔽罩,就可以进行升级了。 索尼此举对用户来说,是考虑得相当周到的,特别是因为本身的内置存储空间有限。

打开黑色塑料外壳,我们发现了更多的安全螺丝。其中还有一个甚至在标记贴纸下,幸好这不是“保修失效”标记贴纸。 (和往常一样,只要你不损坏任何东西,你就可以动手拆解并享有保修权。)

上图是纤细的光盘驱动器,它的拆装看上去也很方便,但直到iFixit实际尝试更换光驱才发现是个坑。就像Xbox Series X一样,iFixit的测试结果表明PS5的光盘驱动器已与其主板配对,更换驱动器根本无法读取光盘。

如果你愿意拆开光驱并将其原始电路板换到新光驱上,则可能有解决方法,当然EETC小编觉得也要看是光头损坏还是光驱的主板损坏,如果主板坏了估计只能走保修或索尼官方更换渠道了。iFixit也表示,如果有机会将进行测试。

外壳与主板之间的钢板,是用大量螺丝固定的。iFixit表示这对拆解维修很友好,我想应该是相对于榫卯结构和胶水固定法来说吧。

钢板下方有一条铜导热管,用于冷却一排VRM,并连接到一个小鳍片上。这只是主板的背面,真正牛的冷却配件都在下面。

翻转电路板后发现,覆盖着处理器的发亮的东西,是高性能热传导材料之王的模拟合金液态金属(mimetic polyalloy liquid metal)。液态金属在PC改装和超频玩家中很流行,因为它是一种非常高效的导热体,比传统的导热膏和腻子要高效得多。

但是随着热导率的增加,会产生一些不需要的电导率,如何避免这些电子乱窜到它们不该去的地方呢?据悉索尼已申请了一种隔热的泡沫缓冲袋专利,该袋可将其液态金属限制在芯片表面上...上图ifixit正在把这个缓冲袋揭开(破坏)。

在指出那些你可能已经听说过的大芯片之前,这块巨型PCB上还有一些有趣的功能模块要介绍一下:

红色:博德美国GST5009 LF 1000 Base-T电磁模块

橙色:Murata Piezo蜂鸣器

黄色:3v备用电池(可能用于保存设备的时间和日期)

绿色:索尼J20H100 Wi-Fi模块

浅蓝:可直接插入电源的电源输入插脚

深蓝:M.2 SSD扩展插槽—一旦索尼真正启用它,将很有用。

紫色:Wi-Fi模块天线连接器

现在讲讲主要的芯片,也是PS5的核心芯片:

红色:索尼互动娱乐公司/ AMD CXD90060GG带GPU的8核CPU

橙色:索尼互动娱乐公司CXD90062GG SSD控制器

索尼定制了一个SSD控制器来处理PS5惊人的高速数据,而微软的Xbox Series X则使用了更为传统的SanDisk控制器SSD方案。

黄色:SK Hynix H5AN4G8NBJR-UHC DDR4 SDRAM内存-512 MB

绿色:6个(每侧3个)Kioxia / Toshiba内存

TH58LJT0T24BA4M BiCS闪存(可能)

浅蓝:美光MT61K512M32KPA-14:B 2 GB GDDR6 SGRAM

其他芯片主要作用在于,与连接到PlayStation的设备之间来回传输数据:

红色:Sony Interactive Entertainment Inc. CXD90061GG I / O控制器(可能)

橙色:华邦W25Q16JV 16 Mb串行闪存

绿色:德州仪器(TI)TUSB1044 10 Gbps USB Type-C双向线性转接驱动器

黄色:松下MN864739 HDMI转接驱动器(可能)

浅蓝:德州仪器TPS2001D 2 A USB电源开关

深蓝:这些微小的芯片有助于保护设备免受有害的静电释放。

为那些重要的芯片提供合适电力,是下面这些芯片存在的意义。以下是同样重要的电源芯片:

红色:Infineon XDPE14286A 16相PWM控制器(可能)

橙色:安森美半导体NCP252160电源模块

黄色:Richtek RT5126电源管理(可能)

绿色:Richtek RT5127电源管理(可能)

浅蓝:德州仪器TPS53219A同步降压控制器

深蓝:德州仪器TLV62090 3A降压转换器

紫色标记的电容器会在电源到达主处理器之前进行最终电压滤波,以保持电压完全稳定。这对于游戏主机的运行速度尤其重要!

在第二个金属屏蔽罩下面,是一个巨大的散热器和一个看起来很时髦的电源。由于热量会自然上升,因此设计该散热器的目的,是使热量通过我们在X射线中看到的所有那些热管向上移动。然后再用老办法——通过风扇吹走银翅片组散发的热量。

与Xbox Series X的散热器相比,PS5肯定具有更多的表面积来散发这些高温。 PS5不像X系列那样使用蒸气室(vapor chamber)来散热,但是索尼声称它们的铜制热管和散热器组合能带来同样的效果。

拆解中还提供了索尼之前没有向我们展示的电源内部情况(上图),PS5 的350W靴型电源挂在巨大散热器的下方,满负载下的使用功率有 200 W。这比X系列中发现的315W电源要大。

有些人要看电源规格的特写,上图说明了-PSU本身是由Delta制造的。

就像它的竞争对手微软Xbox一样,PlayStation 5代表了游戏机技术的巨大飞跃。这次拆解可能花了iFixit几周的时间,但他们表示在PS5身上学到了很多东西。

无需工具就能进行第一步的拆卸,能够让用户更方便地清理风扇,和扩充存储。不过相对模块化和易于维修的好设计,被一些软件锁和恼人的Torx安全螺丝略微掩盖了。

接下来看看DualSense手柄的拆解,这款手柄具有自适应触发器(triggers),haptic震动系统,更大的触控板,支持USB-C充电等特点。

手柄的新设计非常时尚,肉眼可见范围内,螺丝数量为零。索尼这明显是在难为我iFixit...

哪里有缝,哪里就有办法!打开操纵杆周围的黑色装饰盖轻松松开,在手柄底部附近露出了两个螺丝。

当然,某处还有几个螺丝,比如 L1和R1按钮下方还隐藏了另外两个。

DualSense手柄的两侧外壳之间的连接,只用了四个菲利普斯螺丝和一些卡扣。就像之前几代PS采用的DualShock 4和DualShock 3手柄一样,DualSense的电池具有坚固的塑料屏蔽层,并且没有用粘胶的方式来固定。

如果看电池更换的可维护性,它几乎击败了所有现代智能手机(尽管不是全部)。

这块灰色外壳的电池为5.7 Wh,与DualShock 4的3.7 Wh相比,是相当可观的增长。至于电量增加的原因,iFixit认为是在为这些疯狂的新技术提供动力。

新的DualSense电池更像Nintendo的Switch Pro Controller中的5 Wh电池组,该电池也很容易更换。

接下来是关键部位了:按钮传感器、主板、触觉驱动器和自适应触发器都安装在黑色中框上。

从这个角度来看,很明显,索尼对DualSense的功能升级有很大信心。内部容量的一半都用于触发器和Haptic触觉反馈功能!

两个自适应触发器组件均通过电缆连接,但触觉驱动器、USB-C端口和操纵杆均通过焊接连接。主电路板位于背面,上面芯片如下:

红色:SIE CXD9006GG —可能是索尼定制的芯片,可以完成所有艰苦的工作

橙色:Dialog DA9087 PMIC

黄色:Realtek ALC5524音频编解码器

绿色:新唐NAU8225 3.0W D类音频放大器

这就是被iFixit称为“外星技术”的——可变电阻触发器。

触发器(也就是手柄的扳机)在没有任何机械作用的情况下正常工作,与蓝带电缆上的按钮接触。但是,如果游戏开发人员需要,他们可以对控制器进行编程,以精确调整扳机扳动的难度。

银色电机使白色蜗轮旋转,从而将黑色杠杆臂向上驱动,并为扳机的杠杆动作提供阻力,从而为控制器增加了另一级反馈。

快速深入了解一下这些触发因素:

红色——首先,按钮传感器-左侧的R1和右侧的R2。 R2似乎使用“两级”传感器来区分部分和全部触发拉动,而R1是纯简数字开关。

橙色——接下来,是塑料框架、金属销和弹簧。这些部件只为执行非自适应R2触发动作,而没有其余的花哨部分。

黄色:齿轮系统可以协同工作,如上一步提到的白色蜗轮(下一个绿色)使圆形齿轮旋转,该齿轮驱动臂向上抵抗R2的杠杆作用。

绿色:白色的齿轮箱将所有齿轮组件固定在一起。底部伸出的银色电机驱动蜗轮。其引线焊接到触发模块的电路板上(下一个蓝色)。

蓝色:终于,一块电路板将所有零件组合在一起!有两种带状电缆连接,一种连接到按钮,另一种连接到主板。黑色编码器从“黄色”齿轮处测量旋转数据。

除去所有易于更换的零件,我们只剩下焊死的部件。首先是两个驱动触觉系统的Foster品牌音圈致动器。

接下来是两个操纵杆。 这些看起来与DualShock 4中的Alps品牌的操纵杆基本相同。

与这些相比,Joy-Con的操纵杆更换起来更容易,但却因为“漂移”而臭名昭著。PlayStation操纵杆当然不那么容易漂移,但将其焊死是一个很大的遗憾。

最后是USB-C端口,这也是高磨损部件,iFixit非常希望看到一种易于更换的设计。

事实证明,DualSense控制器是PS5的最大升级之一。

下面是X光检查刚刚拆解的DualSense手柄的内部情况,iFixit再次感谢了在Creative Electron的朋友们。

只剩下一件事了,那就是分数。最终 iFixit 认为 PS5 非常易于维修,总得分为 7 分(总分为 10 分,分数越高越容易维修)。

编译:Luffy Liu

 

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