Dovnútra moderných herných konzol
V PC REVUE sa recenziám a testom nového hardvéru venujeme pravidelne, čím vám neprestajne pomáhame pri nákupe. To však, samozrejme, nie je všetko a každý nadšenec technológií sa zaujíma nielen o to, ako zariadenia vyzerajú z tej používateľskej stránky, ale aj o to, ako vlastne fungujú a čo všetko sa skrýva v ich útrobách. Práve na tento účel slúži naša séria článkov Hardvér pod drobnohľadom, v ktorej sa tentoraz pozrieme na zúbok moderným herným konzolám.
Nová generácia herných konzol, ktorá sa dostala na trh koncom minulého roka, už bola pre herný priemysel potrebná ako soľ. Hardvérová zastaranosť PlayStation 3 a Xbox 360 si už na hrách dlho vyberala svoju daň a všetci „obývačkoví" hráči a herní vývojári tak nové stroje netrpezlivo očakávali. Konzoly staré osem rokov sa v dôsledku prepojenosti trhu negatívne podpisovali aj na PC hrách a nejeden PC hráč utrúsil v priebehu minulých rokov na konzoly nenávistnú poznámku. Veľké herné konzoly však konečne urobili krok vpred.
Asi najvýraznejšia zmena je odstúpenie od inštrukčnej súpravy Power Architecture od IBM, ktorú v minulosti preslávili najmä procesory Cell. Nová generácia konzol PlayStation a Xbox kompletne prešla na „PC architektúru" s inštrukčnou súpravou x86 (respektíve jej 64-bitový variant x86-64), pričom sa na oboch konzolách usadili hybridné čipy od AMD. Ide o osemjadrové procesory s mikroarchitektúrou Jaguar (28 nm), ktorých súčasťou je integrované grafické jadro AMD Radeon. AMD do hlavných čipov oboch konzol vtesnalo GPU hardvérovo ekvivalentné s grafickými kartami Radeon 7870, a tak ide o najvýkonnejšie integrované GPU v histórii.
To, že nové herné konzoly používajú z hľadiska architektúry rovnaký hardvér ako počítače, je pre vývojárov dobrá správa, keďže to v mnohých prípadoch uľahčí optimalizáciu a vývoj hier naprieč jednotlivými platformami. O tom, čo sa v rámci platforiem z hľadiska technológií v krátkom čase chystá, ste sa mohli dočítať v januárovom vydaní PC REVUE v článku Budúcnosť herných platforiem. Poďme sa teda pozrieť na to, ako vnútro konzol naozaj vyzerá.
Pod kapotou PlayStation 4
Vonkajšia podoba konzoly PlayStation 4 je dobre známa. Spoločnosť Sony zvolila zaujímavý a na pohľad veľmi pekný tvar so skosenou prednou a zadnou stranou, ktorému dominuje hlboká ryha v tvare kríža. Tá nielenže opticky rozdeľuje časť tela z lesklého a matného čierneho plastu, ale zároveň aj poskytuje priestor na vkusne umiestnené predné konektory USB, obslužné tlačidlá a štrbinu optickej mechaniky.
Vrchný panel z lesklého plastu možno bez pomoci nástrojov odtlačiť a odhaliť kolísku pevného disku. V Sony tak umožnili jeho jednoduchú používateľskú výmenu (stačí odskrutkovať jednu skrutku). V základe je použitý 2,5" disk Travelstar Z5K50 s kapacitou 500 GB, ktorého výrobcom je Hitachi Global Storage Technologies (dnes už súčasť Western Digital). Ide o štandardný 5400-otáčkový pevný disk s výškou 7 mm a pripojením SATA, ktorý sa bežne používa v notebookoch. V prípade poruchy alebo z dôvodu zlepšenia ho možno vymeniť za iný 2,5" pevný disk s vyššou kapacitou a rýchlosťou.
Stačí si z domovskej stránky výrobcu stiahnuť najnovšiu verziu operačného systému konzoly, uložiť ju na kľúč a spustiť aktualizáciu. Prázdny disk sa automaticky naformátuje a pripraví na použitie. Pevný disk sa dá nahradiť aj výkonným diskom SSD, čo zrýchli načítanie hier, ale táto investícia nemusí byť veľmi rentabilná z dôvodu prítomnosti len staršej verzie rozhrania SATA (verzia 2.0, 3 Gbit/s). Operačný systém konzoly takisto nepodporuje príkazy TRIM a v priebehu času by tak výkon SSD výrazne klesol.
Obr 01 - Otvorenie konzoly PlayStation 4
Dovnútra konzoly sa dostanete odskrutkovaní spodného panela, čo si vyžaduje porušenie záručných plomb. Po odklopení krytu sa nám naskytne pohľad na husto naskladané súčasti, čo si môžete pozrieť na obrázku č. 1. Na prvý pohľad konzola trochu pripomína vnútornosti notebooku a dá sa rozpoznať optická mechanika, napájací zdroj a chladič. Integrovaný napájací zdroj je umiestnený pozdĺž celej zadnej časti. Ide o zákazkovú výrobu špeciálne pre konzolu, ktorá má podobu kvádra so špecifickými rozmermi a konektormi. Nesie označenie ADP-240AR a jeho autorom je taiwanský výrobca Delta Electronics.
Podľa údajov spoločnosti Sony dosahuje účinnosť okolo 90 %, čo by znamenalo, že by si zaslúžil certifikát 80 Plus Gold. To je chvályhodný výsledok. Vzhľadom na to, že zdroj je vnútri konzoly, externe sa zapája len klasický zásuvkový kábel, ako je to napríklad pri stolovom počítači. Na strane konzoly je však použitá koncovka IEC 60320 C7/C8, čo je dvojitá vidlica, známa z malých adaptérov. Na veľkej časti prvého obrázka PlayStation 4 si môžete všimnúť odobratie optickej mechaniky so štrbinovým vstupom. Ide o kombinovanú Blu-ray/DVD/CD mechaniku so špeciálne navrhnutým telom. Na rozdiel od disku teda nie je vymeniteľná za bežne dostupný model.
Vzhľadom na neprítomnosť štítkov jej výrobca nie je známy, ale s najväčšou pravdepodobnosťou pôjde o výrobok z vlastných tovární v podaní dcérskej spoločnosti Sony Optiarc (v minulosti známej ako Sony NEC Optiarc). Keďže však z dôvodu klesajúceho významu optických médií spoločnosť Sony výrobu mechaník v marci minulého roka zastavila a zamestnancov prepustila, je možné, že mechaniky PS4 sú labuťou piesňou tejto továrne a na budúcich PS4, ktoré sa budú vyrábať v nasledujúcich rokoch, sa už objavia mechaniky od tretej strany. Na ďalšej generácii konzol (PS5) už optická mechanika takmer určite nebude.
Tretia samostatná časť viditeľná po odklopení krytu je systém chladenia. Podobá sa centrálnemu chladeniu notebooku a niektorých grafických kariet. Toto riešenie je známe ako centrifúga, pri ktorom ventilátor urýchľuje vzduch horizontálnym smerom namiesto vertikálneho. Nasatý vzduch z hornej časti je teda silno zahnutými lopatkami vháňaný do boku cez hliníkové rebrovanie chladiča, pokračuje ďalej do zdroja a cez jeho plastové rebrovanie vychádza von z konzoly. Rozmerný pasívny chladič je umiestnený priamo nad hybridným čipom CPU/GPU a je napevno prinitovaný k hliníkovej tabuli, ktorá prekrýva celú základnú dosku.
Na obrázku č. 2 si môžete pozrieť celú konzolu rozobratú na jednotlivé súčasti. Všimnite si najmä silné zalomenie lopatiek 8,5 cm ventilátora Delta KSB0912HE, ktorý sa stará o chladenie celej konzoly. Jeho výrobcom je rovnako ako v prípade zdroja Delta Electronics. V pravom dolnom rohu obrázka je obnažená doska napájacieho zdroja, na ktorej je dobre viditeľný pripojovací konektor elektrickej siete. Vľavo dole vidieť optickú mechaniku, na ktorej vyčnievajú plastové ozubené kolieska mechanizmu na vysunutie média. Z mechaniky je odmontované malé zelené PCB, viditeľné v ľavom dolom rohu. Vyčnieva na nej malý konektor, niekoľko kondenzátorov a riadiaci čip mechaniky SCEI R8J32841FP1 od japonského výrobcu Renesas Electronics.
Obr 02 - Súčiastky Playstation 4
Základná doska PlayStation 4
Najzaujímavejší prvok konzoly je nepochybne základná doska, ktorú si môžete pozrieť na obrázku č. 3. Doska má tvar písmena L a v chýbajúcom zube sa v rámci celej konštrukcie nachádza pevný disk. V tejto oblasti si teda všimnite čierny plastový výčnelok, ktorý kombinuje dátový a napájací konektor SATA. Nad pevným diskom je v tomto výreze o „poschodie" vyššie optická mechanika. Tá sa už pripája samostatnou kabelážou a jej malé biele konektory si môžete všimnúť o kúsok vyššie. V dolnej časti obrázka vidieť dvojicu konektorov USB 3.0, ktoré sú prístupné z predného panela konzoly.
Ak vám pohľad na základné dosky počítačov nie je cudzí, okamžite rozoznáte aj „gombíkovú" batériu CR2032. Podobne ako na bežných počítačoch aj v prípade konzoly slúži batéria na napájanie vstavanej volatilnej (prchavej) pamäte, určenej na uloženie používateľských nastavení (mimo pevného disku). Tieto nastavenia sa tak udržia aj po výmene pevného disku a odpojenia konzoly od elektrickej siete. Základný firmvér dosky je uložený na malom taiwanskom čipe Macronix 25L1006E na pravom dolnom rohu. Nad batériou je dobre rozpoznateľná hlavná napájacia sústava dosky, pozostávajúca zo zástupu kondenzátorov, cievok a regulátorov. Ide o pomerne štandardnú záležitosť.
Dominantou celej dosky je, samozrejme, hlavný integrovaný obvod SOC (System-On-Chip) Sony CXD90026G. Ide o hybridný čip obsahujúci dva štvorjadrové moduly procesorových jadier mikroarchitektúry AMD Jaguar, GPU AMD Radeon a pamäťové radiče. Okolo neho je rozostavaných osem pamäťových čipov Samsung K4G41325FC-HC03. Prekvapivo ide o GDDR5 RAM, ktorá sa používa na grafických kartách. Pri herných počítačoch je zvykom, že operačnú pamäť DDR3 (bežne 4 až 16 GB) používa CPU, zatiaľ čo samostatná grafická karta má osadenú vlastnú pamäť GDDR5 (obyčajne 1 až 4 GB). Pri počítačoch s integrovanými GPU sa pre grafické jadro aj CPU používa spoločná pamäť DDR3. Firma Sony teda pri návrhu zvolila opačný postup a osadila len grafickú pamäť GDDR5, ktorú používa aj CPU. Každý pamäťový čip má kapacitu 512 MB a celá osmička tak dovedna poskytuje 4 GB. Rovnaký počet totožných čipov od Samsungu je však aj na opačnej strane dosky (presne pod čipmi z vrchnej strany) a úhrnná kapacita tak činí 8 GB.
V hornej časti obrázka č. 3 vidieť konektory zadného panela konzoly. Ide predovšetkým o konektor HDMI s obrazovým výstupom, pomocou ktorého konzolu pripojíte k TV, a klasický konektor RJ-45 sieťového pripojenia. Naľavo je optický konektor TOSLINK (S/PDIF) slúžiaci na prenos audiosignálu do prídavných zvukových zariadení, ako je napríklad zosilňovač. Napravo je proprietárny konektor na pripojenie externej kamery PS4 (ekvivalent Kinectu), ktorá sa používa predovšetkým na pohybové ovládanie.
Sony tento konektor označuje skratkou AUX (odvodené od anglického slova auxiliary, teda v preklade pomocný či prídavný). V ľavom hornom rohu dosky môžeme prekvapivo nájsť aj piezoelektrický bzučiak, označovaný aj ako PC speaker. Tento malý reproduktor slúži na oznamovanie chýb a je známy predovšetkým z dosiek stolových počítačov. Pri zapnutí počítača BIOS spustí úvodný Power-on self-test, ktorý overuje prítomnosť komponentov, a ak všetko dopadne dobre, ozve sa pípnutie. Naopak, ak niečo nie je v poriadku, ozve sa séria dlhých a krátkych pípnutí signalizujúcich konkrétny problém. PlayStation 4 pri základnom zapnutí takisto pípne a v prípade odpojenia vnútorných komponentov sa ozvú tri pípnutia. Doska teda určite vykonáva klasický POST test. Spoločnosť Sony však zoznam chybových hlásení zatiaľ nezverejnila.
Obr 03 - Základná doska PlayStation 4
Zaujímavú časť dosky tvorí sústava ďalších čipov v jej strede. Najväčší je čip Sony CXD90025G. Ide o doplnkový procesor s nízkou spotrebou, určený na sieťové úlohy. Umožňuje konzole sťahovať on-line obsah (napríklad hru kúpenú z on-line distribučného systému) aj v prípade, že je konzola „vypnutá", respektíve uložená do spánku. Vďaka tomuto koprocesoru tak možno vypnúť hlavný SoC (hybridné CPU/GPU) a sťahovať dáta len s minimom systémových prostriedkov, čím sa výrazne zníži spotreba. Koprocesor má aj vlastnú operačnú pamäť typu DDR3.
Konkrétne ide o obdĺžnikový čip Samsung K4B2G1646E-BCK0, ktorý vidieť vpravo. Jeho kapacita je 256 MB. Na základe jednotlivých spojení sa však dá rozpoznať, že koprocesor neplní len dodatočnú funkciu sieťovej obsluhy pri vypnutí hlavného čipu. SoC totiž komunikuje priamo len s pamäťou GDDR5 a výstupom. Na komunikáciu s radičmi disku, mechaniky, konektorov USB a sieťových modulov s HDMI používa už koprocesor, takže vo výsledku je čip Sony CXD90025G aj južným mostíkom, ktorý je s hlavným SoC prepojený cez linku PCIe ×4.
Z tohto hľadiska teda asi neprekvapí, že výrobcom komplexného obvodu v skutočnosti nie je Sony (podobne ako v prípade SoC, ktorý je predovšetkým dielom AMD), ale známy americký výrobca polovodičov Marvell. Hore naľavo od koprocesora sa nachádzajú tri menšie čipy. Ide o sieťový čip Marvell 88EC060-NN82 poskytujúci dátový tok 1 Gbit/s prostredníctvom káblového prepojenia (konektor RJ-45), doplnkovú 32 MB flash pamať Macronix MX25L25635FMI na firmvér a časovač IDT 6V41265NLG od americkej spoločnosti Integrated Device Technology. Ten generuje hodinový signál pre linku PCIe medzi SoC a koprocesorom. Záhadou je osamotený a pomerne veľký čip nižšie pod koprocesorom, označený ako Sony A01-C0L (1327KM449). Zatiaľ nie je známy jeho účel. Faktom však je, že má samostatné spojenie s hlavným SoC i s koprocesorom a je aktívny aj počas spánku zariadenia.
Na pravej strane dosky nájdeme predovšetkým pripojovacie konektory pevného disku a mechaniky, ktoré sme už spomenuli. Okrem nich je tu zároveň aj trojpinový konektor ventilátora a zaujímavo vyzerajúci konektor napájacieho zdroja. Pri pohľade priamo zvrchu je to menej viditeľné, ale ak sa vrátite k obrázku č. 2, všimnete si, že tento konektor má podobu vysokého ihlana či skôr žihadla, ktoré sa do zdroja zasunie bez potreby kabeláže. Kúsok vedľa od konektora upúta pozornosť veľké podlhovasté puzdro čipu s bielou etiketou. Ide o modul Wi-Fi a pod jeho krytom sa nachádza kombinovaný Wi-Fi (802.11 a/b/g/n) a Bluetooth (4.0) radič Marvell Avastar 88W8797. Za pozornosť ešte stojí aj malý štvorcový čip nad konektorom SATA pevného disku. Ide o mostík SATA a USB 3.0 Fujitsu B86C311B s jedným obstarožným jadrom ARM Cortex-M3 (ARMv7-M). S tým obhliadku dosky PS4 uzavrieme a pozrieme sa na to, čo skrýva konkurenčná konzola od Microsoftu.
Pod kapotou Xbox One
Z hľadiska vonkajšieho dizajnu neprináša Xbox One nijaké prekvapenie. Podobne ako PlayStation 4 aj Xbox One má čierne plastové telo pripomínajúce stolový počítač naležato či trochu objemnejší videoprehrávač. Subjektívne nepôsobí tak moderne ako PlayStation 4. Tvar je pomerne konvenčný, bez výrazných prvkov. Konektory sú umiestnené prevažne zo zadnej strany a výnimku tvorí len jeden konektor USB 3.0 na ľavom boku. Vstup do konzoly je pomerne jednoduchý a nevyžaduje skrutkovanie. Postačí vypáčiť bočné panely a následne odklopiť horné veko. Vďaka vystúpenej vnútornej kruhovej konštrukcii to na moment vyzerá, akoby ste otvárali gramofón. V skutočnosti však ide o krycí filter ventilátora, ktorý, žiaľ, chráni len proti veľkým nečistotách (a prach ním bez problémov prejde).
Na obrázku č. 4 si môžete všimnúť, že pod plastovým krytom sa nachádza hliníková klietka, ukrývajúca väčšinu vnútorností. Mimo klietky však nájdeme tri zaujímavé prvky v podobe malého čierneho PCB s modulom Wi-Fi, tenkej PCB zelenej farby umiestenej v zvislej polohe (obom PCB sa ešte budeme venovať) a malého reproduktora. Ten nielenže môže signalizovať chyby pri spustení, ale používa sa aj na prehrávanie jednoduchých zvukov. Po odobraní týchto súčastí a odskrutkovaní niekoľkých skrutiek môžete veko plechovej klietky odklopiť a nazrieť dovnútra. Celá konštrukcia sa zároveň dá kompletne vybrať z plastového vonkajšieho tela. Kým PlayStation 4 pri otvorení pripomínal notebook, Xbox One okamžite pripomenie stolový počítač.
Všade je dostatok miesta a celej konštrukcii dominuje veľký chladič klasického typu. Microsoft sa očividne poučil z problémov s chladením predchádzajúcej verzie konzoly. Okrem chladiča je dobre viditeľná optická mechanika, pevný disk a základná doska na dne. Mechanika nemá obvyklý „notebookový zub" a na pohľad vyzerá ako štandardná desktopová verzia. V skutočnosti je však oveľa tenšia a vstupný mechanizmus média je štrbinový. Ide o Blu-ray/DVD/CD mechaniku Philips/Lite-On DG-6M1S, vyrobenú špeciálne pre túto konzolu (nemožno ju teda vymeniť za inú). Dátový konektor SATA je klasického typu, napájanie je sprostredkované pomocou neštandardného dvanásťpinového konektora.
Obr 04 - Otvorenie konzoly Xbox One
Pevný disk je umiestnený na plastovej postieľke v zadnej časti. Všimnite si, že disk má na mieste konektorov plastový nadstavec, do ktorého smeruje klasický dátový konektor SATA a neštandardný napájací konektor so štyrmi pinmi. Na rozdiel od PlayStation 4 teda Xbox One neobsahuje používateľsky vymeniteľný disk. Pokiaľ však nie je na prekážku strata záruky (porušenie pečate) alebo ak sa vymieňa nefunkčný disk po skončení záručnej doby, náhrada je v domácich podmienkach možná. Na adaptér je totiž pripojený klasický 2,5" disk. Podobne ako v konkurenčnej konzole aj tu ide o 500 GB model s 5400 ot./min.
Konkrétne je to Samsung Spinpoint M8 ST500LM012 (disková divízia Samsungu už dnes patrí spoločnosti Seagate). V prípade, že by ste ho chceli vymeniť, treba nový disk predformátovať a použiť kompletný obraz disku z originálnej jednotky. Pri použití odlišnej kapacity sú potrebné aj ďalšie úpravy, ktoré si už vyžadujú skúseného používateľa. Výmena teda nie je jednoduchá záležitosť v štýle PS4. Na obrázku č. 5 môžete vidieť kompletné rozobratie a rozloženie jednotlivých komponentov. Všimnite si najmä pomerne kvalitný chladič, ktorý je jednoznačne drahší ako ten v konzole PS4. Kontaktná plocha pre čip je kompletne medená a prechádzajú cez ňu tri medené trubice heatpipe. Ventilátor tlačí vzduchom smerom dole cez hliníkové rebrá, kde vzduch naráža do dosky a chladí aj okolité čipy pamätí, kondenzátory a cievky napájania. Na obrázku vidieť aj prednú stranu doplnkového PCB, ktorá je takmer úplne holá. Dá sa na nej vidieť len konektor predného tlačidla, dióda pri ľavom okraji a malý konektor reproduktora na hornej strane. Všimnite si, že súčasťou konzoly nie je napájací zdroj. Konzola totiž používa externý adaptér podobne ako notebooky.
Obr 05 - Hardvérové komponenty Xbox One
Základná doska Xbox One
Najväčšiu pozornosť si určite zaslúži základná doska (obrázok č. 6). Microsoft pri návrhu zvolil väčšie PCB ako Sony a v dôsledku toho sú všetky komponenty umiestnené len z jednej strany. Dominantou je hlavný SoC Xbox X887732-001 (DG3001FEG84HR), ktorý podobne ako konkurencia obsahuje dva štvorjadrové moduly CPU AMD s mikroarchitektúrou Jaguar a grafické jadro AMD Radeon. Z hľadiska vnútorného rozloženia sú mierne odlišné, ale v oboch prípadoch ide o hybridné čipy vyrobené na objednávku, ktoré sú k doske pripojené cez puzdro BGA (Ball grid array). Čip sa teda nedá odpojiť tak ako desktopový procesor.
Jeho kontakty sú pomocou „roztopenia" malých guľôčok prispájkované rovno k pätici (podobne ako čipy GPU na grafických kartách či väčšina ostatných čipov na doskách a mobilných zariadeniach). V prípade prerušenia kontaktu sa dá čip odobrať a znovu pripojiť len pomocou špecializovaných zariadení. Okolo SoC sú rozostavané pamäťové čipy juhokórejskej spoločnosti SK Hynix. Ide o 16 čipov H5TQ4G63AFR, pričom každý z nich má kapacitu 512 MB. Dovedna tak má konzola 8 GB pamäte rovnako ako PS4. V tomto prípade je však použitá klasická operačná pamäť DDR3 SDRAM ako na bežných počítačoch, a nie grafická GDDR5. Využíva ju pritom procesor aj grafické jadro. Pri hornom okraji dosky si môžeme všimnúť hlavnú napájaciu sústavu a čip správy napájania NCP4204 od americkej spoločnosti ON Semiconductor.
Na ľavom okraji dosky sú výstupné konektory zadného panela konzoly. Nájdeme tu optický audiovýstup S/PDIF, dva konektory USB 3.0, sieťový konektor RJ-45 a vstup napájania z externého adaptéra. Za pozornosť stojí, že zadný panel Xbox One obsahuje nielen obrazový/zvukový výstup HDMI do TV, ale aj vstup HDMI, pomocou ktorého možno pripojiť satelitný prijímač. Konzola sa totiž dá veľmi dobre použiť aj ako domáce multimediálne centrum. Na zadnom paneli dosky zároveň nájdeme proprietárny konektor pre Kinect a výstup na infračervený prijímač (dá sa dokúpiť), ktorý možno použiť v spojení s diaľkovým ovládačom, ak nie je pripojený Kinect.
Vzhľadom na to, že Kinect sa ku konzole pribaľuje, konektor nájde zrejme len malé využitie. V priestore medzi zadnými konektormi a hlavným SoC s operačnou pamäťou nájdeme okrem siedmich červeno-bielych kondenzátorov aj štvorpinový konektor ventilátora a malý, sotva viditeľný čip napäťového prepínača. Ide o model TPS2590 od americkej spoločnosti Texas Instruments, pracujúci v rozsahu 3 až 20 V. Tento čip slúži na ochranu pred kolísaním napätia, ktoré vzniká pri pripojovaní externých komponentov alebo štarte pevného disku. Čip umožňuje zariadeniam odoberať na malý moment viac elektrického prúdu bez toho, aby došlo v obvode k zníženiu napätia. Priamo za konektorom na sieťový kábel sa nachádza sieťový čip Realtek RTL 8151GNM. Táto taiwanská spoločnosť vyrába väčšinu integrovaných sieťových a zvukových čipov počítačov.
Obr 06 - Základná doska Xbox One
V spodnej časti dosky upútajú pozornosť dva veľké čipy. Ten väčší je južný mostík Xbox X861949-005 (T6WD5XBG-0003), pomocou ktorého hlavný SoC komunikuje s pripojeným diskom, mechanikou, sieťovými čipmi a ďalšími súčasťami mimo operačnej pamäte. Menší čip nižšie je pamäť NAND Flash od spoločnosti SK Hynix. Ide o model H26M42003GMR s kapacitou 8 GB. Ten si, samozrejme, nie je dobré zamieňať s čipmi operačnej pamäte od rovnakej spoločnosti v hornej časti základnej dosky. Xbox One používa tento čip ako vyrovnávaciu pamäť na urýchlenie niektorých činností operačného systému. Ide napríklad o studený štart, pri ktorom flash pamäť urýchli štart systému z pevného disku.
Čip sa ďalej používa aj na uloženie systémových dát pri prevádzke operačného systému a ich úprava pri behu hry tak nenarúša prácu HDD v momente načítania herných súborov. V ľavom dolnom rohu dosky nájdeme okrem dvoch bežných dátových konektorov SATA na disk a optickú mechaniku aj ich neštandardné napájacie konektory. Zároveň je tu aj osempinový napájací konektor samostatného modulu Wi-Fi, ktorý je paradoxne na pohľad identický s napájacím konektorom optickej mechaniky. Samostatné čierne PCB modulu Wi-Fi si môžete pozrieť v pravom dolnom rohu obrázka. Toto PCB je umiestnené mimo plechovej klietky, pričom je spojené tenkým dátovým káblikom s doplnkovým PCB. Modul Wi-Fi obsahuje dva čipy.
Ten väčší je kombinovaný rádiový čip Marvell Avastar 88W8897 podporujúci Wi-Fi vo verzii 802.11ac, Bluetooth a NFC. Prekvapením je najmä posledná menovaná funkcia, pretože nie je známe, že by konzola nejako NFC využívala. Samozrejme, je možné, že sa podpora nejakých zariadení NFC objaví v neskorších modeloch, pravdepodobnejšie však je, že Microsoft čipy jednoducho nakúpil vo veľkom množstve pri dobrej cenovej ponuke a ich funkcionalita NFC je niečo, čo skrátka pri nepoužití neprekáža (nejde o čipy na zákazku, ale o produkty z bežnej ponuky). Menší čip na module je Marvell Avastar 88W8782U pre WLAN. Malé zelené PCB, ktoré je v konzole vo zvislej polohe, je so základnou doskou prepojené špecializovaným konektorom. Vnútorná strana tohto doplnku je rovnako nahá ako vonkajšia časť a nájdeme tu len čip Nuvoton ISD9160, ktorý sa používa v súvislosti s hlasovým ovládaním konzoly.
Dovnútra SoC
Hlavný 28 nm SoC v podobe hybridného GPU a CPU je zaujímavý kus hardvéru na oboch konzolách. Ako sme už spomenuli, vzájomne sú si hlavné SoC Xbox One a PlayStation 4 veľmi podobné, pretože oba sú poskladané z procesorových a grafických jadier od AMD. V strede obrázka č. 7 si môžete všimnúť, že rozmer základne s kontaktmi (ktorá sa prispájkuje k základnej doske) je úplne totožný. Na druhej strane tvar centrálneho integrovaného obvodu je trošku odlišný.
Zatiaľ čo na čipe konzoly PlayStation má tvar štvorca, na čipe Xbox One ide o obdĺžnik. Už tento pohľad naznačuje, že vnútorné usporiadanie obvodov bude rozdielne. Na zväčšenom reze tejto centrálnej časti si môžete všimnúť, že oba čipy obsahujú dva samostatné štvorjadrové moduly CPU Jaguar (x86), umiestnené na ľavej strane. Tmavšie štvorčeky sú jadrá CPU, tie svetlejšie so zreteľnou mriežkou sú rýchlou vyrovnávacou pamäťou prvého a druhého rádu (512 kB L1 a 4 MB L2). Jadrá na PS4 pracujú na frekvencii 1,6 GHz, Microsoft zvolil vyšší takt 1,75 GHz. Vo výsledku nejde o žiadne supervýkonné CPU a AMD tieto úsporné a nízko taktované jadrá osadzuje obyčajne do procesorov pre notebooky a tablety (Kabini, Temash). Vždy však len v podobe jedného štvorjadrového modulu, nikdy nie v dvoch.
Obr 07 - Hlavné SoC moderných herných konzol a zväčšený rez ich jadrom
V hlavných čipoch konzol ďalej nájdeme integrované zdieľané pamäťové radiče (Shared Memory Controller). Sony zvolilo rozdelenie na tri časti, Microsoft stavil na dve robustnejšie. Veľký nepomer možno na prvý pohľad zbadať v integrovanom GPU. V oboch prípadoch ide o jadrá AMD Radeon v generácii 7000. V PlayStation 4 napočítame 20 výpočtových jednotiek, zatiaľ čo v Xbox One len 14. Oficiálne údaje pre vývojárov však uvádzajú 18 funkčných jednotiek (1152 shaderov) pri PS4 a 12 jednotiek (768 shaderov) pri Xbox One. To, že na čipe je fyzicky v oboch prípadoch o dve výpočtové jednotky viac, je zrejme poistka proti chybám vo výrobe.
Každopádne grafická časť SoC PS4 je o niečo robustnejšia ako na SoC Xbox One. V rečiach samostatných grafických kariet ide o Radeon HD 7870 vs. 7790. Na druhej strane vďaka výkonnejšiemu chladiču si aj v tomto prípade Microsoft dovolil zvoliť vyššie frekvencie (853 MHz oproti 800 MHz GPU na PS4). Okrem toho do čipu integroval aj rozmernú rýchlu pamäť SRAM (204 GB/s) s kapacitou 32 MB, ktorá je k dispozícii predovšetkým pre grafickú časť. Na základných doskách sme videli, že esom v rukáve PS4 je použitie grafickej pamäte GDDR5 (5500 MHz), ktorá je cez 256-bitovú zbernicu schopná prenášať 176 GB/s. Používa ju pritom CPU aj GPU. S tým klasická pamäť DDR3 s frekvenciou 2133 MHz na Xbox One nemôže súperiť (68 GB/s).
V zhrnutí teda beží SoC Xbox One na frekvencii CPU a GPU približne o 10 % vyššej ako SoC PS4 a má k dispozícii aj vnútornú SRAM. Na druhej strane je však grafická časť Xbox One o tretinu menšia. Kapacita operačne pamäte oboch konzol je rovnaká (8 GB), ale PS4 používa čipy s výrazne väčšou prenosovou rýchlosťou, no s vyššími latenciami. Vo výsledku rozdiel vo výkone konzol môže tvoriť aj niekoľko desiatok percent v prospech PS4, môžu ho však zmazať vývojári hier v dôsledku účinnosti využívania dostupných hardvérových zdrojov. Veríme, že článok bol pre vás opäť zaujímavým výletom do útrob moderného hardvéru.
