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发信人: chris (S=Q=U=A=R=E), 信区: Hardware
标 题: [转载] PS2内部结构完全解剖
发信站: 荔园晨风BBS站 (Sat Jun 9 23:48:10 2001), 转信
【 以下文字转载自 Game 讨论区 】
【 原文由 chris 所发表 】
PLAYSTATION 2内部结构完全解剖
作者： 寒武纪
PS2的内部规格及机能已经不再是新的话题, 较早前各电子产品报刊杂志亦刊
登过有关PS2拆机的文章, 但似乎亦有很多关于PS2主机的问题仍然未得到解答, 例
如「PS2内部高速运动的LSI (Large-scale Integration / 大型集成电路) 如何挤
进一个如此小型的框架内?」,「设计者怎样处理由于中央处理器高速运动而产生的
高热和放射线?」又, 「设计者如何减低这部高科技产品的生产成本呢?」 纵然完
全解答这些问题似乎是不可能的事, 但借着观察这部有着无数人心血的次世代娱乐
产品, 我们期望 能够略为体会其中的智能。
◆外表优先的设计方针?
PS2的特异之处, 可从其外壳的设计说起。
首先是外壳的质料选择方面, 很多视像产品都会以金属作为外壳质料的, 而由于
PS2内部装设有高速运动的集成电路组件, 假如设计者考虑到这些组件所产成的放
射线可能对人体带来的影响, 亦应该采用金属作为PS2的外壳。
但是, PS2和其它电视游戏主机一样采用了塑料外壳 (ABS树脂)。 为什么呢? 曾有
这样的一个传闻, 说:「新力的设计者, 一旦决定了一件产品的设计后便绝对不会
改变。」 当然, 传闻终有夸大其词之嫌, 但我们却可以举出一个例子, 作为这个
传闻的一个印证。 例如新力的一体化相机VTR「TR55」便是一例, 研发人员「首先
决定相机的外观, 再去开发要实现此外观所需的技术。」
今次Playstation 2的开发计划亦一样, 设计者首先设计主机的外型设计和外表质
感, 才进行内部硬件的开发工作。
当我们观察PS2主机外壳刻有的各个印花时, 我们不能发现VCCI (注1)的字样。 虽
然在日本, 在「玩具」范畴之下的电子产品一般不需要取得VCCI检验合格证, 但这
并不代表设计者可以忽略PS2的内部零件所释放出有可能危害人体健康的放射线,
在打开主机的外壳之前, 各人都注意力都集中在这个问题上。
◆不论是PS或DC, 很容勿会可以看到外壳的螺丝,
但PS2的螺丝口藏于主机底部的座脚之下,
使主机的外型更加美观,
可见设计者对PS2对每一部份的设计都十分讲究。
◆保护金属板
除此之外, 我们又发现金属板有很多排列成爪型的金属片, 每一块金属片都与基板
的地线连接。 对比起一般的家庭电器, 接地线只会设置在基板的螺丝位上, PS2的
设计者对防幅射的思量明显更加透彻, 我们甚至可以大胆说, 这种设计的金属保护
板是至今为止还未见过的。」
◆金属板外围均为接地的金属爪
除了双重金属板和接地金属爪之外, PS2外壳的风扇通气孔亦铺上了一块用炭质制
造的滤网, 这个滤网最明显的作用当然是防止任外来异物吹入出机内, 而另一个更
重用的作用, 相信是设计者利用炭的导电性质, 防止幅射透过通气孔泄漏出主机外
。
◆打开外壳便可看到机壳内和机心上的双重保护金属板。
注1: VCCI (VOLUNTARY CONTROL COUNCIL FOR INTERFERENCE BY INFORMATION
TECHNOLOGY EQUIPMENT / 情报处理装置电波障碍协议会)。1985年成立, 其成立目
的是希望透过对防止由电子产品所产生的电磁波对人体所造成的危险作出规范。
◆大型散热板
我们然后将金属板拆除, 原以为会看到主基板上的零件会, 但出乎意料, 吸引我们
的目光的, 是一个大型的散热器 (Heat Sink)。 散热器与主基板的大小相若, 并
覆盖着整个主基板, 由此可知, 这个大型散热器并非单为PS2的中央处理器「
Emotion Engine」或负责画面机能的大型集成电路「Graphics Synthesizer」而设
, 而是希望全面有效地控制PS2主机内部的温度。
PS2的功率为50W, 散热板是它的主要散热手段, 散热器上除了有可以让散热风扇的
风穿过的通风槽之外, 其表面亦有129个突起的尖状金属物, 这些突起的金属大大
增加了散热板的表面面积, 并提高散热的效能。
◆右图为散热板的底部与主基板紧贴的部份, 右方则为正面配备散热器及散热针的
部份。
热板由铝质铸造而成。 但铸造一个形状如此复杂的金属板的生产成本其实并不少,
假如设计者对PS2未来的销售情况没有信心的话, 恐怕不会作出如此大胆的设计,
因为除非能够成功卖出数百万, 甚至数千万部PS2主机, 否则要令生产成本和售价
达至平衡恐怕并非易事。
在散热板与Emotion Engine以及Graphics Synthesizer重叠的部份, 我们又发现一
条散热管道, 管道由一块L型的高热传导胶料覆盖, 这样管道与传热胶料相接, 胶
料又与中央处理器及影像处理器相接, 三者连成一体, 成为一个高效能的散热系统
。 我们甚至可以在在胶料的横切面中看到能够提升传热效能的金属物料被混入胶
料中, 相信这块散热胶是特别为PS2而制造的。
◆图为特制的散热橡胶; 右图为拿开橡胶后所看见的散热管道。
拿开散热板后, 终于可以看到PS2的心脏部份了, 这便是PS2的线路基板, 基板上的
组件数目比我们相像中为少, 除了使用BGA (注2) 的Emotion Engine和Graphics
Synthesizer之外, 我们亦可以看到两颗Direct Rambus DRAM (注3), 以及3颗由美
国LSI Logic Corp.开发的ASIC (注4)。 使用3颗ASIC的原因, 相信是因为PS2支持
多种不同的输入输出接口, 而这3颗ASIC便分别专责处理不同的输入格式: 一颗负
责Playstaton 1软件格式, 一颗负责 PCMCIA卡格式, 最后一颗负责IEEE1394和
USB这两种输入格式。
假如每一粒ASIC负荷太多的机能的话, 集成电路可能会由于检验各种输入输出格式
而另运算速度降低, 亦难以追踪界面规格的改变。
◆主机板的核心部份, 中心为中央处理器Emotion Engine (EE); 其上方为2颗内存
Rambus DRAM; 而右方为图像处理器Graphics Synthesizer (GS)
在基板上, 我们只发现少数的铁氧珠 (Ferrite Beads) (注5) 和减低放射情况的
聚光器(Condenser) (注6), 而我们亦不能发现有任何USB端子所必须的PolySwitch
(PolySwitch能有效防止有过高的电流发生), 至于这是因为PS2设计如此巧妙以至
无需要使用这些设备, 还是为了减低生产成本, 在此实难以下定论。
◆基板的防幅射设计
基板的厚度约为1.27mm, 就肉眼所见, 基板实际上由6至8层质料组成, 比起一般手
提电脑所使用的4层基板层数还要多。而基板的最外层由于大部份都是接地的关系,
所以在上面可看见的线路较少。更特别的, 我们看不到所有连接两颗Rambus
DRAM的线路, 亦即这些线路全部藏于基板的内层之中, 相信这亦是为了防止放射线
泄流已作出的设计。
我们从基板中的线路亦可以看到, 线路改变方向时都是采取斜行的方式, 而没有任
何直角式的方向改变, 这样便能减少因为信号反射而造成信号流失的情况出现。
除此之外, 信号线与地线采取了交互并排的方式排列, 这亦可以减少信号间互相干
扰的情况出现。
◆DVD-ROM
最后, 我们取出了电源组件以及DVD-ROM盘。
电源组件并没有任何与别不同的地方, 在正常情况下它能提供8.5V的电力, 而主板
内侧的直流电变压器(DC-DC CONVERTER), 能因应主机的不同状况而提供不同电压
的电力。
◆电源装置位于DVD-ROM的侧边
由于这部DVD-ROM播放盘是新力公司特别为Playstation 2而开发的, 所以在设计上
与一般市面上的DVD机有颇大的分别。 其一, 是它配备了双波长激光读取器, 并能
分辨CD和DVD两种不同媒体所使用不同波长的激光。
◆揭开DVD-ROM的外壳后便可看到双波长激光读取器
播放器的组件被装置在一块小型基板上, 其中包括几件零件和一颗控制DVD-ROM的
伺服机系统的IC。 而旁边的基板上有一个A-D变压器 (交流电与直流电的转换配件
)以及信号处理线路。由于会产生较多热量的组件大部份已移到有充足散热设备的
主基板上, DVD-ROM播放盘本身已无须另备散热器。
◆DVD-ROM上只有一块细小的基板
就一般市面上的个人计算机中的DVD-ROM而言, 播放盘旁边必定配备所有相关的组
件的, 而像PS2一样能够将部份组件移至主基板上的DVD-ROM, 相信是PS2独有的。
◆PS2的内部解剖完成
解剖终于完成了, 各人都对所看到PS2内部结构感到惊叹, 不论是主机的幅射防范
设计, 散热系统以至基板的线路配置等都有着设计者精心的策划, 特别是这部PS2
专用的DVD-ROM播放器, 若非是多间开发厂商的设计人员共同合作, 在各方面互相
协调, 交互意见, 实在难以研发成功。
我们甚至可以从一个艺术角度去欣赏PS2的设计呢。
注2: BGA (BALL GRID ARRAY)是一种芯片焊接技术。一般而言, BGA芯片会使用一
组的点状焊锡, 这些焊锡会以同心长方型的方式排列并连接于基板。 BGA一般使用
于流动电子设备, 因为典型的针孔连接技术 (或PGA /Pin Grid Array)需要较多的
空间。
注3: DIRECT RAMBUS DRAM (DRDRAM): 由RAMBUS Inc.研发, 一种高频宽, 高速的
内存, 虽然在个人计算机业界仍未十分普及, 但即使Intel公司亦认为DRDRAM是未
来个人计算机内存的标准选择。 电视游戏机方面, 任天堂的N64亦使用了DRDRAM作
为内藏内存。
注4: ASIC (APPLICATION-SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT): 一种专门负责某种特
定工作的微芯片。
注5: 铁氧珠(FERRITE BEADS)能够增加电线的导电能力。
注6: 聚光器(CONDENSER)能够众集一定范围内的放射线, 可有效防止外界对主机的
杂音干扰。
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