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探尋PS4設計思路(上):主板設計力求簡潔【2】

2014年01月16日08:27    

採用GDDR5,無需等長布線

PS4需要處理高品質圖形,所以配備了大容量GDDR5內存。在主板正反兩面共配備了16個512MB的產品,總容量為8GB。SCE SVP兼第一事業部業務部長伊藤雅康透露:“當初預定配備4GB,但應游戲開發人員的要求,增加到了8GB。”

通過採用GDDR5內存,簡化了與主處理器之間的布線布局(圖4)。DDR3內存等原產品在處理器與內存間的大量布線中,需要實現使各布線長度相等以抑制時滯的“等長布線”。為實現等長布線,有時不得不復雜地彎曲布線,導致布線圖案變得復雜。PS4的子處理器採用DDR3內存,其布線就比較復雜。

圖4:採用GDDR5內存,簡化布線布局

PS4採用GDDR5內存。與原來的內存相比,無需使處理器與內存間的多條布線的長度嚴格一致。因此,布線布局變得簡單。實際上,與採用DDR3內存的PS4子處理器相比,與內存之間的布線更簡單。

SCE第一事業部 LSI部一課主任齋藤英幸解釋說““而採用GDDR5的話,就不必非得實現等長,可以簡化布線。”由此削減了布線面積。

GPU佔大部分面積

PS4的核心——主處理器在打開封裝后,根據內部字樣等判斷是美國Advanced Micro Devices(AMD)公司2012年完成設計(送廠生產)的產品(圖5)。另外,可以推測是利用台灣台積電公司(TSMC)的28nm工藝技術制造的。

圖5:GPU佔大部分面積

20核GPU佔PS4主處理器約40%的面積。子處理器有估計是用於HDMI或者DisplayPort的三個電路塊。電路塊的作用。處理性能和尺寸由《日經電子》推測。

主處理器體積比較大,約為19mm見方。某半導體技術人員吃驚地說:“從未見過用28nm工藝技術制造的這麼大的芯片。”其中佔大部分面積的是20核GPU。GPU的面積約為143mm2,佔整體的約40%。上述半導體技術人員表示,從GPU的尺寸“可以感受到SCE對圖形的重視”。

打開子處理器的封裝后,根據內部字樣等可以推測是美國邁威爾公司2012年送廠生產的產品,由TSMC採用40nm工藝技術制造。好像配備了英國ARM公司相當於Cortex-A9的CPU內核。除了估計用於與主處理器之間的數據收發的PCI Express電路塊外,還有三個估計用於HDMI或者DisplayPort的電路塊。

系統控制器IC從封裝內部的構造來判斷,應該是瑞薩電子的16bit MCU“RL78”系列。RL78系列根據品種的不同,可用於智能手機及其外設,以及液晶控制和LED照明控制等,屬於通用品。

刻意追求的USB

據SCE介紹,CPU和GPU的性能參數是在2009年10月前后確定的。接下來著手的是產品連接接口等的確定。SCE的伊藤稱,在配備的接口中,“尤其注重USB 3.0”。PS4除了在機身前面配備兩個USB 3.0連接器外,與PS4用攝像頭的連接也採用改變了連接器開口部形狀的USB 3.0 。雖然PS4機身前面有兩個USB 3.0端子,但如果一個連接攝像頭,另一個連接其他外設,與攝像頭的通信可能無法確保充分的數據傳輸速度。因此,改變了用於攝像頭連接的連接器開口部形狀。

SCE伊藤透露,當時(2009年),USB 3.0剛於2008年10月完成標准制定,幾乎沒有支持的產品。因此,有觀點認為應該配備USB 2.0。但考慮到與攝像頭交換高清影像所需的數據傳輸速度不足,於是“堅持”採用了USB 3.0。實際上,攝像的幀頻在1280×800像素時高達60幀/秒,在320×192像素時高達240幀/秒。另外,受PS4機殼設計的影響等,前面的USB 3.0連接器採用了外形類似潛望鏡的定制品。(日經技術在線!供稿) 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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