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探寻PS4设计思路(上):主板设计力求简洁【2】

2014年01月16日08:27    

采用GDDR5,无需等长布线

PS4需要处理高品质图形,所以配备了大容量GDDR5内存。在主板正反两面共配备了16个512MB的产品,总容量为8GB。SCE SVP兼第一事业部业务部长伊藤雅康透露:“当初预定配备4GB,但应游戏开发人员的要求,增加到了8GB。”

通过采用GDDR5内存,简化了与主处理器之间的布线布局(图4)。DDR3内存等原产品在处理器与内存间的大量布线中,需要实现使各布线长度相等以抑制时滞的“等长布线”。为实现等长布线,有时不得不复杂地弯曲布线,导致布线图案变得复杂。PS4的子处理器采用DDR3内存,其布线就比较复杂。

图4:采用GDDR5内存,简化布线布局

PS4采用GDDR5内存。与原来的内存相比,无需使处理器与内存间的多条布线的长度严格一致。因此,布线布局变得简单。实际上,与采用DDR3内存的PS4子处理器相比,与内存之间的布线更简单。

SCE第一事业部 LSI部一课主任斋藤英幸解释说““而采用GDDR5的话,就不必非得实现等长,可以简化布线。”由此削减了布线面积。

GPU占大部分面积

PS4的核心——主处理器在打开封装后,根据内部字样等判断是美国Advanced Micro Devices(AMD)公司2012年完成设计(送厂生产)的产品(图5)。另外,可以推测是利用台湾台积电公司(TSMC)的28nm工艺技术制造的。

图5:GPU占大部分面积

20核GPU占PS4主处理器约40%的面积。子处理器有估计是用于HDMI或者DisplayPort的三个电路块。电路块的作用。处理性能和尺寸由《日经电子》推测。

主处理器体积比较大,约为19mm见方。某半导体技术人员吃惊地说:“从未见过用28nm工艺技术制造的这么大的芯片。”其中占大部分面积的是20核GPU。GPU的面积约为143mm2,占整体的约40%。上述半导体技术人员表示,从GPU的尺寸“可以感受到SCE对图形的重视”。

打开子处理器的封装后,根据内部字样等可以推测是美国迈威尔公司2012年送厂生产的产品,由TSMC采用40nm工艺技术制造。好像配备了英国ARM公司相当于Cortex-A9的CPU内核。除了估计用于与主处理器之间的数据收发的PCI Express电路块外,还有三个估计用于HDMI或者DisplayPort的电路块。

系统控制器IC从封装内部的构造来判断,应该是瑞萨电子的16bit MCU“RL78”系列。RL78系列根据品种的不同,可用于智能手机及其外设,以及液晶控制和LED照明控制等,属于通用品。

刻意追求的USB

据SCE介绍,CPU和GPU的性能参数是在2009年10月前后确定的。接下来着手的是产品连接接口等的确定。SCE的伊藤称,在配备的接口中,“尤其注重USB 3.0”。PS4除了在机身前面配备两个USB 3.0连接器外,与PS4用摄像头的连接也采用改变了连接器开口部形状的USB 3.0 。虽然PS4机身前面有两个USB 3.0端子,但如果一个连接摄像头,另一个连接其他外设,与摄像头的通信可能无法确保充分的数据传输速度。因此,改变了用于摄像头连接的连接器开口部形状。

SCE伊藤透露,当时(2009年),USB 3.0刚于2008年10月完成标准制定,几乎没有支持的产品。因此,有观点认为应该配备USB 2.0。但考虑到与摄像头交换高清影像所需的数据传输速度不足,于是“坚持”采用了USB 3.0。实际上,摄像的帧频在1280×800像素时高达60帧/秒,在320×192像素时高达240帧/秒。另外,受PS4机壳设计的影响等,前面的USB 3.0连接器采用了外形类似潜望镜的定制品。(日经技术在线!供稿) 

(责编:值班编辑、庄红韬)

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