解析Xbox One的内部构造

　　关键词： Chipworks ， 拆解

　　首款Xbox推出至今已经过去了12年，而Xbox 360也已经历了8年的发展。Xbox 360在首款产品推出后已经历过多次升级，而现也到了对Xbox One进行拆解的时候了。

　　产品风格属于个人喜好问题，虽然最新款的Xbox One仍配备了独立的变压器（这一点与索尼PS4不同），但它比老款产品看起来更简洁。

　　产品内部配备了飞利浦建兴蓝光/DVD光驱、三星500GB硬盘驱动和散热扇，其中部分热管可见（图1）。从第二幅图片中可看到，Wi-Fi板通过很细的同轴线连接至天线板（图2）。

　　图1产品内部配备了飞利浦建兴蓝光/DVD光驱、三星500GB硬盘驱动和散热扇，其中部分热管可见。

　　图2 Wi-Fi板位于左上角，通过很细的同轴线与右下角的天线板相连。

　　现在，将散热器取下，并将母板拆下来。可以看到，动态随机存取存储器（DRAM）芯片位于CPU/GPU处理器周围（图3）。在此情况下，16个海力士4GB DDR3同步动态随机存储器（SDRAM）的动态内存可达到8GB（图4）。母板上的另一个大晶圆是南桥芯片，它是Xbox One连接Kinect等多款外围设备的接口。

　　图3 动态随机存取存储器（DRAM）芯片位于CPU/GPU处理器周围。

　　图4 16个海力士4GB DDR3同步动态随机存储器的动态内存可达到8GB。

　　美满电子科技公司（Marvell）对于Wi-Fi板的设计优势体现在一对Avastar芯片中：即88W8897M WLAN/BT/NFC和88W8782U WLAN这两个片上系统（图5）。如果仔细观察，会看到符合多输入多输出（MIMO）标准的内置天线，但我们还未听说过它具有蓝牙或NFC功能。也许可以直接购买带有这两种功能的部件，而不用定制（或者在不久的将来会开发出感应式游戏）。

　　图5 Marvell提供的Wi-Fi芯片，即88W8897M WLAN/BT/NFC和88W8782U WLAN这两个片上系统。

　　DRAM芯片位于CPU/GPU处理器周围。

　　主板配有16个海力士4GBDDR3SDRAM，总动态存储达8GB。

　　Marvell对于Wi-Fi板的设计优势体现在一对Avastar芯片，即两个片上系统88W8897M WLAN/BT/NFC和88W8782U WLAN中。如果仔细观察，会发现符合MIMO标准的内置天线，但我们未听说过它具有蓝牙或NFC功能。

　　将主板放大后可看到，Xbox One配备的DRAM为海力士H5TQ4G63AFR DDR3 SDRAM（图6）。主处理器芯片所采用的散热包类型与PlaystaTIon 4 CPU相同，晶圆面积更大，达到363mm2（与面积为348mm2的PS4晶圆相比），而静态随机存储器（SRAM）的容量可达47MB，这一点不足为奇（图7）。

　　图6 Xbox One配备的DRAM为海力士H5TQ4G63AFR DDR3 SDRAM。

　　图7 主控SoC

　　Xbox One与PS4的内存结构有很大的不同。根据Anandtech及Red Gaming Tech等技术网站的说法，与在PS4上运行的同类游戏相比，Xbox更为复杂的内存结构很可能是致使某些Xbox首发游戏的分辨率降低的根本原因。例如，据说《使命召唤：幽灵》（Callof Duty Ghosts）这款游戏在PS4上运行时分辨率为1080p，而在微软的Xbox One上运行时分辨率仅为720p。

　　索尼PS4采用统一的8GB主存储器系统，位于同一个晶圆上的CPU或GPU均可以通过传输速率较高的GDDR5存储器接口访问主存储器系统。尽管Xbox也支持CPU和GPU对8GB主存储器系统的访问，但它却使用低功耗、低性能的DDR3接口。为弥补主存储器运行较慢这一缺点，晶圆上配备了一个32MB超高速图型专用存储器，并作为一个嵌入式静态随机存取记忆模组与CPU和GPU共同使用。在必要情况下，为这样的结构所编写的程序将会更加复杂。

　　然而，这两个系统的理论峰值性能可能会非常接近。其它公司可能会对最终性能进行更为有效的评论，而Chipworks也借机与您分享这些强大的处理器的晶圆图片。图8显示了XboxCPU/GPU/SRAM晶圆的多个层面。

　　图8 晶圆图片

　　图9 天线板的背面只有一条集成电路和新唐科技公司生产的音频用户线接口芯片ISD9160。

　　图9是此前提到的天线板的背面图，天线板上只有一条集成电路，但仔细观察会发现天线板上使用的是新唐科技公司（Nuvoton）生产的音频用户线接口芯片ISD9160，这符合Xbox One使用的增强语音命令。

　　图10是手柄控制器，跟往常一样，控制器的芯片数量也较少，在单独的子板上配备了一个飞思卡尔（Freescale）SCKL26Z128LL4 KineTIs超低功耗微控制器（带有一个32位ARMCortex M0+核心和一个128KB的嵌入式闪存）以及一款定制的微软X872519Wi-Fi芯片（图11）。

　　图10 手柄控制器

　　图11 控制器配备了一个飞思卡尔 SCKL26Z128LL4 KineTIs超低功耗微控制器，而微控制器内则包含了一个32位ARMCortex M0+核心和一个128KB的嵌入式闪存。

　　Kinect2.0摄像系统的构造较为复杂，值得我们单独对其进行拆解，而这也是我们下一步将要开展的工作。