微观拆解索尼ps2游戏机EE cpu

qrut

一块ps2游戏机主板，左面大的cpu 右面小的gpu。


具体参数（来源于网络）
Emotion Engine
　　Emotion Engine是一个128位芯片，采用0.18微米工艺制造，包括两个64位整数单元、1个128位SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令多数据流）多媒体指令单元、两个独立浮点向量计算单元（VU0、VU1）、1个MPEG 2解码电路IPU（Image Processing Unit，图像处理单元）和DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）控制器。高速芯片再搭配高速的双通道Direct RAMBUS DRAM，带宽为3.2GB/秒。
内核结构
　　- CPU内核128位 RISC（MIPS IV的子集）
　　- 时钟频率300MHz
　　- 64位整数单元（二路超标量）
　　- 128位多媒体单元，支持107条SIMD扩展指令
　　- 32个128位整数常规寄存器
- 48个TLB（Translate Look side Buffers，翻译旁视缓冲器）双重入口
　　- 12KB二路指令缓存
　　- 8KB二路数据缓存
　　- 双端口16KB SPRAM（Scratch Pad RAM，附加便携RAM）
　　- 32MB双通道Direct RDRAM作为主内存，工作频率800MHz，带宽3.2GB/秒
　　- 10个DMA通道
　　- 处理器单元1 FPU（1个FMAC和1个FDIV）
　　- 处理器单元2 VU0（4个FMAC和1个FDIV）
　　- 向量处理单元 VU1（5个FMAC和2个FDIV）
　　几何处理
　　- 浮点性能6.2GFLOPS
　　- 几何+透视转换峰值能力66M多边形/秒
　　- 几何+光线处理峰值能力38M多边形/秒
　　- 几何+雾化峰值能力36M多边形/秒
　　- 曲线表面生成峰值能力16M多边形/秒
　　- 具备图形处理单元MPEG2解码能力
　　- 图像处理峰值能力150M像素/秒
　　芯片制造
　　- 0.18微米制程
　　- 四层金属设计
　　- 晶体管数量10.5 M
　　- 芯片面积240平方毫米
　　- 540针PBGA（Plastic Pin Ball Grid Array，塑胶球状矩阵排列）封装
　　- VDD电压1.8V
　　- 能源消耗15瓦
3、GS（Graphics Synthesizer，图形合成器）　　PS2的图形合成器使用2,560位数据总线，带宽是PC显示卡的20倍，通过实时计算和渲染3D物体，画质能达到电影级3D动画的水平。一个图形系统的设计之中，渲染能力由像素引擎与视频内存之间的带宽决定，传统的技术使用外置VRAM（Video RAM，视频存储器）来延伸到芯片外的总线，此方法限制了图形系统的性能，GS把像素逻辑电路和视频内存二合为一，大大提高了图形带宽，达到了惊人的48GB/秒，同时也增加了它的像素填充性能。
　　GS渲染小多边形的峰值能力是75M多边形/秒和150M微粒/秒，即使加入了Z缓冲、纹理、光线和阿尔法混合（透视），仍然保持有20M多边形/秒的成绩。在没有主CPU或主总线存取的帮助下，GS也能执行递归多重渲染和过滤操作，真想不到以前高性能图形计算机才能做到的工作这么快就可以进入家庭数字娱乐领域。
GS的规格：　　
- GS内核是并行渲染处理器+嵌入式DRAM　
　- 时钟频率150MHz　
　- 16个并行像素引擎　
　- 4MB多重端口嵌入式DRAM　
　- 总内存带宽48GB/秒　
　- 数据总线带宽2560位（没写错……，全部因为其是直接集成在图形核心内，高带宽更容易实现一些）　
　- 1024位读入、1024位写、512位纹理　　
- 32位显示色深，RGBA（Red、Blue、Green + Alpha，红、蓝、绿 + Alpha通道）各8位
　　- 雾化、阿尔法混合、双线性过滤、三线性过滤、MIP映射、抗锯齿、多通道渲染　　GS的性能：
　　- 像素填充率2.4G像素/秒（加入Z缓冲和阿尔法混合）
　　- 像素填充率1.2G像素/秒（加入Z缓冲、阿尔法混合和纹理）
　　- 微粒描绘能力150M/秒
　　- 多边形描绘能力75M/秒（小多边形）
　　- 50M/秒（四倍48个像素加入Z缓冲和阿尔法混合）
　　- 30M/秒（三倍50个像素加入Z缓冲和阿尔法混合）
　　- 25M/秒（四倍48个像素加入Z缓冲、阿尔法混合和纹理）
　　- 分离式多边形描绘能力18.75M/秒（8*8像素）　　
芯片制造
　　- 0.25微米制程硅处理技术
　　- 四层金属结构
　　- 晶体管数量43M
　　- 内核面积279平方毫米
- 384针BGA（Ball Grid Array，球状矩阵排列）封装
　　支持NTSC/PAL、DTV（Digital TV，数字电视）、HDTV（high definition television，高清晰度电视）和VESA（Video Electronics Standards Association，视频电子标准协会）输出标准。


热风枪350度拆下来，正面CPU型号参数信息，最顶层覆盖一层电镀后的薄铜片，用于散热传导和加固。


反面pcb，四周bga引脚，核心被黑色树脂封装在中心，如果不植锡的话树脂会比四周引脚要高。




这个是gpu



结构大同小异，但是整体更小的体积核心却比cpu还要大。



cpu 侧面很薄，看起来弱不禁风的。


火化后


铜皮和pcb已经翘角儿


正面


分离铜片后，中间某种胶粘合的。



撬下核心，四周都是绑定线，中心四周pcb镀金处理。



小心取下



环氧树脂已经鼓包



这一步最不好操作，稍不注意硅片就会碎裂。



非常的薄和脆



一面有一层茶色镀膜（之前拆其他芯片比较常见）



泡酒精里半个小时刮除镀膜后，为了保证完整形态我是真不敢用力一点儿，简直是一碰就碎。



这个是另一面，镜面。



手机摄像头已经极限了，这个是显微镜下，发现和一些芯片不太一样，除了上面那层茶色镀膜外还有一层半透明半反射的物质覆盖，导致并不能直接观察到内部结构（看不到那五颜六色的晶圆结构），膜的硬度比金属要低很多，比指甲要高，还有点发粘（确定不是残留粘合剂），表面的划痕是刀片去除第一层膜时留下的。
实际倾斜仔细观察还是能看到内部用矩形划分了很多功能区域，这里没有拍照。



先看一下，没覆盖的地方可以隐约看到内部走线和结构，四周密集的绑定引脚。



没办法只能二次高温加热后，半透的膜已经崩离，但是内部线路也受到了损伤。



想用刀片刮去“镀膜”发现这层和下面一层基本上融为一体，不能单独剥离。
刮完就面目全非了



为了一探究竟，再次高温加热后（红热）已经脆化，可以继续剥离，发现半透层下面和黄绿色底层之间就是刻蚀层，刮掉的就是器件和走线，再刮掉黄绿色底层就露出了铁灰色硅片了。



来个全景吧


另一面



侧面，这个缺口是故意制造的，为了更方便的看清内部材质。




比较失望，没看到更多细节，高倍局部特写。



刮了一下其他地方结构雷同



左下角发现有文字



更高倍放大后发现toshiba 和 东芝 中英文字样，看来ps2 cpu 是索尼和东芝联合开发所言不虚。



gpu结构估计和cpu大同小异就不拆了

完。

2n3055

SONY的技术也不是盖的，CPU，GPU都是自己的产物。一看熟悉的CX开头的芯片型号，就知道SONY无疑了

zzhbeyond

索尼那时候是有钱的主，想起了CELL处理器的笑话

qrut

zzhbeyond 发表于 2021-7-22 20:35
索尼那时候是有钱的主，想起了CELL处理器的笑话

80nm和180nm的笑话吗？还是模拟宇宙那个梗

tmdc111

从微观世界来说你毁灭了一个宇宙。让里面的居民流离失所。。。。

8139

后排围观球球拆芯片

要是左下角那几个字是nintendo就好玩了:lol:

qrut

8139 发表于 2021-7-22 21:04
后排围观球球拆芯片

要是左下角那几个字是nintendo就好玩了

老任和老索可是老冤家，这要乱入了可是惊天新闻:titter:

qrut

2n3055 发表于 2021-7-22 20:31
SONY的技术也不是盖的，CPU，GPU都是自己的产物。一看熟悉的CX开头的芯片型号，就知道SONY无疑了 ...

索尼的确很强大～

qrut

tmdc111 发表于 2021-7-22 21:02
从微观世界来说你毁灭了一个宇宙。让里面的居民流离失所。。。。

容我默哀3分钟:titter:

马扎了撒

听说早期的PS3厚机上也有这块EE处理器，因为PS3的CELL处理器架构好像挺奇葩的，为了向下兼容PS2的游戏，硬是塞了半套PS2的硬件进去，结果就是初代的成本高到爆炸，为了不影响游戏的销量，初代的PS3索尼都是亏本卖的。

wfzdm

那个128位是sony自欺欺人罢了，四个32位的寄存器就敢号称128位

wfzdm

马扎了撒 发表于 2021-7-22 21:30
听说早期的PS3厚机上也有这块EE处理器，因为PS3的CELL处理器架构好像挺奇葩的，为了向下兼容PS2的游戏，硬 ...

这个ee还可以充当南桥

qrut

马扎了撒 发表于 2021-7-22 21:30
听说早期的PS3厚机上也有这块EE处理器，因为PS3的CELL处理器架构好像挺奇葩的，为了向下兼容PS2的游戏，硬 ...

对，3代2代架构差异很大无法做直接兼容，song ps3 老机型加入了一片ee  gs 二合一芯片来兼容ps2游戏。后期机型采用模拟器模拟ps2游戏，兼容性不太好，最后直接取消对ps2支持～

yumeitao

主板我还有一块，一直当料板了，曾经我们公司与日三洋合作代工里面的光头，发来的样机，然后的那一年危机，三洋倒闭了，我们也over了。

zzqqzzz

只想知道老哥用的什么设备拍摄的微距。

qrut

zzqqzzz 发表于 2021-7-22 22:09
只想知道老哥用的什么设备拍摄的微距。

三目体视镜加单反转接同步镜～

zzqqzzz

qrut 发表于 2021-7-22 22:11
三目体视镜加单反转接同步镜～

好复杂。。。。平时工作用到了这样场景的么

马扎了撒

qrut 发表于 2021-7-22 21:58
对，3代2代架构差异很大无法做直接兼容，song ps3 老机型加入了一片ee  gs 二合一芯片来兼容ps2游戏。后期 ...

嗯嗯，PS3slim薄机就没办法塞PS2的碟玩PS2的游戏了。PS5算是长教训了，除了机子的外形，没弄什么特别离谱的东西进去，用一套硬件就解决了向下兼容PS4游戏

qrut

zzqqzzz 发表于 2021-7-22 22:15
好复杂。。。。平时工作用到了这样场景的么

外接摄影和转接设备是为了拍照或视频给你们看，平时干活肉眼对着目镜直接看了这些外接的零碎不用接的～

zzqqzzz

qrut 发表于 2021-7-22 22:27
外接摄影和转接设备是为了拍照或视频给你们看，平时干活肉眼对着目镜直接看了这些外接的零碎不用接的～ ...

。。。高端 贵所缺打扫卫生的不:lol: