Android 平台遊戲機 NVIDIA「SHIELD」解剖報告

(本新聞經日本 4Gamer.net 同意授權轉載) 2013-08-27 11:52:57 原文出處

  在 2013 年 1 月的 2013 International CES 展的展前會議上,NVIDIA 總裁黃仁勳 (Jen-Hsun Huang) 發表了震驚遊戲市場的「Shield」後經過了半年,雖然曾一度預告將在 6 月下旬發售,但卻在迫在眉捷的時刻宣告延期。經過幾番波折後,NVIDIA 旗下第一台支援 Android 系統的行動裝置型遊戲機「Shield」終於在 7 月 31 日正式出貨至北美各地。
 
  4Gamer 也刻不容緩引進了一台,讓各位玩家仔細瞧瞧「Shield」這台支援 Android 系統遊戲機的盧山真面目。
 
  原本想好好測試它的表現,但是卻有一個不得不放棄這項嘗試的首要問題,那就是不能將電源接上這台 Shield。Shield 直至今日仍未取得日本國內的無線 LAN 與藍芽認証,也就是說當電源接上主機的那一瞬間即是違反法律 (即便使用目的為報導用途) 的行為。
 
  對此稍微做個詳細的說明,在日本國內除了部份會發出極微弱的訊號設備外,所有的發射電子訊號的機器 (≒無線發射器),都必須接受「形式認定」這一項檢驗機制。雖然有人說這是一項「跟不上時代的規定」,但是另一派人卻強烈堅持「日本國土狹小,不受許可的無線發射器會造成莫大的影響」。
 
  原本日本總務省針對行動電話的國際漫遊有特別放寬規定,而且「形式認定」制度本身也處在有名無實的狀況,但是對於行動電話以外的裝置仍必須遵守這項規定,如果違反此項規定的話將會因此受罰。所以當開啟裝置的電源後,無線 LAN 功能會立即啟動,就算沒什麼事都不做只單純瀏覽界面也是不被允許。
 
  為此,「從搭載 GeForce 的個人電腦上對 Shield 進行串流並嘗試遊玩」的動作,這次將不會進行示範。但是只是看看主機的外觀似乎也太過無趣,所以我們這次就將撰稿的主題定調為遊戲機大解剖!
 

先約略檢視手上的產品

 
  • Tegra 4 的概要。右圖兩個並排晶片的左邊是 Tegra 4(※右邊是軟體數據晶片) 

  先讓我們簡單地復習一下,Shield 是一台搭載 ARM 架構、NVIDIA 製系統單晶片 (SoC)「Tegra 4」的行動裝置。它也是 GPU 製造公司 NVIDIA 第一次跨足消費電子領域的整合性產品,深獲各界的矚目。
 
  附帶一提,Tegra 4 這款系統單晶片將 ARM 應用處理器「Cortex-A15」增加至五顆,也就是 NVIDIA 所稱的「4-PLUS-1」架構。與採用四個核心運算的 4 核心處理器架構不同之處在於它外加一顆能以低耗電低時脈運算的核心。
 
  除了搭載上述處理器外,以 DirectX9 世代 GPU 而言,它還是一個配備 24 顆頂點著色器(Vertex Shader)核心與 48 顆像素著色器(Pixel Shader)核心,共計有 72 顆核心的圖形處理器 (GPU),Tegra 4 系統單晶片就是由這些硬體堆砌而成。大略比較下,Shield 的硬體性能與現今的家庭遊樂器不分伯仲,說不定還有可能造成相當大的威脅呢! 
 
  正如文章開頭所提,Shield 採用的是 Android 系統。因為產品包裝盒上標示「Android Jelly Bean」,所以應該是搭載 Android 4.1 以後的版本。由於不能啟動主機,因此無法確認,但是北美的各家媒體報導皆表示預設的系統版本為 Android 4.2.1。
 
  既然提到了產品的包裝盒,那我們就實際把盒子打開來看看吧。
 
  經過實測,產品包裝盒尺寸為寬 191×長 122×高 190mm,包裝外殼上還繪製著以 Shield 串流遊玩「HAWKEN」的圖像。
 
  • 成品包裝盒與初回限定版附贈的原創 T 恤與問候卡。T 恤看起來有點皺,到貨時便已是這個狀態

  拉出包裝盒的外殼後,再將裡面的盒子取出便如下方照片所示。此時可以看出盒子以黃綠色該面作為背面,以開口張合的方式將正面開啟。
 
  • 從包裝外殼抽出包裝盒。從背面可以看見 NVIDIA 的企業標誌

  接著開啟包裝盒。雖然將 Shield 主機固定在盒內中央的膠片削減了產品的質感,但依然一眼就能感受出製作的用心程度。
 
  • 打開產品包裝盒,十分費盡心思的構造

  座台下方放置了簡易說明書、保証書、充電用 AC-USB 電源插頭以及 USB 線。配件只有上述幾樣,就算有多餘的配件恐怕也放不進盒子內,所以整體看來相當灑落。雖然期待能配置一條 HDMI 轉換線,但是為了把售價控制在 299 美金以內,就成為一項不可能的任務了。
 
  • 座台下方放置一套完整配件

  • 印有 Shield 標誌的信封內放入了簡易說明書與保証書

  • 攤開簡易說明書

  • 充電用電源供應器與電源線組。AC 電源供應器尺寸為寬 44×長 42×高 26mm,十分精巧

  Shield 雖說是遊戲機,卻是一台在手把上裝置了液晶螢幕的主機,讓我們與 XBOX360 標準手把「Xbox 360 Controller」(以下簡稱 Xbox 360 手把)做一個比較。如下方照片所示,實際測量尺寸為寬 158×長 137×高 60mm 的 Shield 與 Xbox360 手把比較後,感覺大了 1.5 倍。雖然寬度沒有明顯差距,但是 Shield 的長度卻多出許多,而主機中央的厚度也增加不少,整體而言有一種豐腴的感覺。
 
  • 與 Xbox 360 手把並排,從正上方拍下照片。因 Shield 含有液晶螢幕的轉軸,所以在長度上有明顯的差異,比其 Xbox360 手把長度多出許多

  • 對比面向使用者方向(左)與左側(右)。左邊照片裡明顯可看出 Shield 握把的中間部位極為瘦窄。接著看右邊照片,撇開類比式扳機鍵不談,保桿鍵的配置與 Xbox360 手把有明顯差異

  但是不至於有難握的感覺。看了背面後會發現,從主機中央稍微下面一點的地方,有一個弧形的凹陷形狀,將中指放在此處時感覺還蠻舒適。實際測量的重量為 589 公克,相信這應該是精心考量過後不論任何人都能簡單又牢靠地握住的規格。此外,不論是握把或橡膠都針對握感做了提升。
 
  不過有一點美中不足的地方,收到產品的時候,類比板機鍵附近靠近使用者的地方、放置中指的凹陷處與握把最厚的位置都有摩擦過的痕跡。當然這可能是少數的個別案例,不過仍要提醒這樣的問題會扣掉不少分數。
 
  • 剛剛雖表示握把的凹陷不夠深,但實際接觸裡面的構造後,卻發現確實做到足夠的深度,乍看之下的印象與實際試握後有明顯的不同,握起來相當舒適。右方為主機全貌,以紅色圓圈標示的地方是六處橡膠受到磨損的位置

  在外觀看起來像是被兩個握把夾住的主機前方,可以看見被 Shield 標誌與 NVIDIA 標誌包挾的孔隙。這其實並不是為了美觀,而是幫助 Tegra 4 散熱用的進氣孔,千萬不能堵住這個進氣孔。不過正常使用下,一般人的使用習慣也不可能將這進氣孔堵住,應該不用特別在意這個問題。
 
  另一方面,在主機的另一側可以看到挾在類比板機鍵與保桿鍵中間的排氣孔,在這個位置也配置了 HDMI Mini、USB Micro-B、4 極對應 3.5mm 立體聲迷你接頭等各種接孔以及 microSD 卡插糟,此外內藏風扇用的排氣孔也設置在此。
 
  • 主機前方的進氣孔

  • 與背面的端子介面及排氣孔

  黃總裁雖曾表示 Shield 的端子界面是「業界標準的連接設置」,這邊的確讓人有標準端子並列其中的印象。個人較偏好採用 HDMI Type A 端子,但受限尺寸的問題,也只能作罷。

 
  • 開啟液晶螢幕,保護膜上可以窺見「先押下 NVIDIA 按鍵」的說明圖示

  開啟液晶螢幕的外殼後,液晶螢幕與輸入按鍵便一覽無遺。因為不能接上電源的緣故,所以只能拍下在工廠出貨前貼著液晶螢幕保護膜的照片。這邊特別要說明一下的內容就是螢幕轉軸最大可轉至 180 度,這意味著玩家遊玩時,姿勢可以變得更加地自由自在
 
  再者,液晶螢幕的保護蓋附有一片裝飾用可拆卸替換的造型板「Tag」。這塊造型板僅以磁鐵與兩個卡榫固定,因此可輕鬆拆下。目前面板的造型有純黑與另外選購的碳纖維兩種,以後隨著遊戲上市預定將會推出相關造型板。
 
  • 開啟保護蓋後的側面照。如讀者所見,幾乎可以將保護蓋打開至 180 度

  • 將造型板「Tag」拆下。造型板的內側藏入了磁鐵,能輕鬆地裝回

  接下來我們要進入主要的輸出系統。
 
  先前我們提到 Shield 是一個「在遊戲手把上裝載著液晶螢幕的裝置」,它配置了兩支類比搖桿、一組十字鍵(D-Pad)、[A/B/X/Y]按鍵以及[NVIDIA]鍵與配置在其周圍的四個按鍵,怎麼看都是一支標準的遊樂器手把。
 

 

  從類比搖桿與 D-Pad 的排列可以看到 PlayStation 系列正統遊戲手把「DUAL SHOCK」的影子,無論如何它都是以目前世代遊戲機做為標榜的對象。猛然一握,不論是搖桿的動作或 D-Pad、按鍵的按押手感,絲毫不會感到彆扭。
 

 

  控制手把的外觀近似 Xbox360 手把,D-Pad 的形狀也充滿 Xbox360 手把的風格,但整體的輸入鍵配置卻以 DUAL SHOCK 呈現。

 

 

  [A/B/X/Y]按鈕的名稱與排列皆與 Xbox360 手把相同。關於夾在 D-Pad 與[A/B/X/Y]按鍵中間的五個按鍵的功能,據先前的發表會中所聞,[NVIDIA]按鍵的功能是啟動特定程式及切換主頁,其餘按鍵功能應為靜音功能的開關與 Android 的基本操作按鍵。
 
  • 由於 Shield 底座較低,因此類比搖桿本身高度與 Xbox360 十字鍵相同

  按鍵的按押感與搖桿的觸感方面,稱不上好或壞。不過考量到液晶面板本身具有按鍵保護蓋的作用,因此類比搖桿盡可能配置在較底部的位置,但在觸感上完全沒有因此而感到不適,可說是十分成功的設計。
 

比想像中更複雜的內部構造~嘗試拆解 Shield

 
  那麼終於要切入主題,實際拆解主機。由於 Shield 是責任編輯的私有物品,因此拆解的程度以可復元主機作為考量。
 
※注意:拆解 Shield 是製造商保固外的行為。因此當拆解主機時,便不再享有製造商的保固服務,若讀者要依照本專稿進行拆解,必須自行承擔風險。萬一因拆解而產生任何問題,製造商、筆者以及 4Gamer 編輯部一概不負責。此外,本次的拆解結果均屬筆者手上主機的個別情形,並不能保証每一台主機的情形皆是相同,亦不能保証未來主機規格皆不會更動。
 
  Shield 是一台可折疊液晶顯示器的貝殼(clamshell,雙殼)機種,本以為這樣的機種較不易拆解,但實際拆解後,卻意外發現並沒有想像中的困難。
 
  拆解順序為,先將主機底部遮蓋五支螺絲的外蓋取下,然後拆卸這五支螺絲以及轉軸的兩支螺絲。如此一來,主機握把的上中下部位皆能掀開。
 
  主機大多是使用被稱為六角螺絲的特殊物品,不過六角板手很容易在五金賣場就能取得,雖然拆卸螺絲動作本身並不困難,但若沒有拆解智慧手機的專用工具組,拆卸遮蓋時便很難避免主機受到損傷。
 

 

  拔下主機底部的遮蓋,並拆卸五支螺絲。接著再將轉軸部位的兩支小螺絲取下。遮蓋在橡膠握把處有四個,樹脂部位有一個,位在樹脂部的遮蓋若沒有合適工具,便不易拆卸。
 

 

  7 支螺絲全部拆卸後,將指甲插入位上中下部位的溝糟,順勢扳下後就能輕鬆就主機殼一分為二。
 
  轉軸週圍有著密密麻麻的零件,但其實主機的上半部與下半部僅靠著一條排線與左右喇叭用的兩條線連接,而且這些都是透過連接器連接,很容易就能拆卸。
 
  接著將線材拆除後,可以看出整體構造為由主機板、電池包以及液晶螢幕所構成的主機,而輸入按鍵的各個元件則被主機從上方包覆著。
 

 

  拆下三條線材後,Shield 便一分為二。圖中上方的主機板、電池包與液晶螢幕應該算是主機的部份吧
 
  接著往主機一窺究竟,首先在兩個握把的位置各裝有一個三蕊電池包,總計容量 7350mAh。採用 5 吋液晶螢幕的 Shield 與最近電池容量約在 3000mAh 上下的高階智慧手機相比,可說是超出了一倍以上。
 

 

  不過在平板電腦中也有電池容量超過 10000mAh 的機種,所以 Shield 的在電池容量方面不能算是獨霸一方。也許這是考量到主機重量所做出的取捨吧。
 

 

  電池包是三蕊型,容量為 7350mAh。從產品訊息貼紙上可得知電池包是由三洋電機製造。電池可是日本製的呢!在左右握把裡以及中間的地方配置上電池,讓重量取得平衡。
 
  此外,電池的電源排線採另外一個獨立的系統,單獨連接至主機板,並沒有與其他線材一起透過連接器連接至主機板。因此,接下來進行作業時並不需要拆除電源排線。
 
  接下來著手拆除主機板中間的風扇元件。風扇元件是配有直徑 30mm 扇葉的鼓風機,如下方照片所示。照片中風扇元件的外框看似透出金屬色的光澤,其實是樹脂材質,利用從扇葉稍微延伸的銅製貼布將風扇元件固定在外框上。
 
  此外,從下方的照片中可以看見兩個橡膠製的配件,利用它們的突起的地方埋入框架的孔位裡,從下方支撐整個鼓風機。透過這樣的設計降低體積小大風量的鼓風機對主機直接產生震動。
 
  • 拆除鼓風式風扇。橡膠製零件支撐著鼓風機,而銅製貼布則將鼓風機固定在樹脂材質的框架上

  拆下樹脂製的框架後就能看見主機的原貌。可以發現連接主機板與液晶螢幕的排線以螺絲固定著。如先前所述,這次的拆解以能夠復元主機為前提,因此顧慮到排線不光只是以螺絲固定,接點的部份可能也有點焊,因此就不拆解這個部份,直接把轉軸的小螺絲拆下,將液晶面板連同基板一起拆除。
 
  • 固定鼓風機的框架以螺絲拴住,拆下框架後就能看到基板的全貌

  • 將固定轉軸與主機的螺絲拆除後,液晶螢幕、主機板與電池包便可一併拆卸

  主機板中間覆蓋著一塊黑色的金屬製零件是散熱器,以三支十字螺絲從內側將其固定在主機板上。將散熱器拆下後就能看到主機板全貌。
 
  • 將主機板上的散熱器拆除

  • Tegra 4。據實際量測,晶片尺寸約為 9.6×9.6mm

  基板中間的晶片就是 Tegra 4。上方刻有「T40T-A2」的字體。從下面的照片中可以看到 Tegra 4 的上方有兩顆並排的晶片,這是 SK Hynix 製的 DDR3 SDRAM「H5TC4G63AFR-RDA」,每一顆的容量為 512MB。基板的內側也配置了兩片,因此主記憶體容量共為 2GB(與規格資料相符)。

 

 Tegra 4 右方可以看見 Samsung Electronics 製的晶片「KLMAG2GE2A-A001」,它是容量 16GB 的 eMMC(embedded MultiMediaCard)晶片。也就是做為主儲存體的快閃記憶體。
 
  • 主機板。Tegra 4 上方兩顆並排的是主記憶體晶片,右方是 eMMC

  此外還有一顆因為體積較小而不小心忽略的元件,被 eMMC 與 3.5mm 迷你端子夾在中間,它就是擅長動態處理的 InvenSense 製 3 軸加速度&3 軸陀螺儀「MPU-6050」。
 

 

  3 軸加速度 & 3 軸蛇螺儀為 InvenSense 製。金属護罩雖然吸引目光,但是附近還裝載一條看起來像是天線的東西,猜測金屬護罩的下方應該是配置無線 LAN 與藍芽的控制晶片或封裝相關模組。
 
  讓我們也順便窺探一下基本的內側吧!除了剛剛提到的 2 顆 SK Hynix 製記憶體晶片外,自行組裝 PC 玩家絕不陌生的螃蟹標誌也出現在基板上,它是 Realtek Semiconductor 製的 HD Audio CODEC「ALC5639」。
 
  相信有人察覺到記憶體晶片左邊有一顆看起來十分袖珍的晶片,這是 Texas Instruments 製作、Tegra 4 専用的穩壓器「TPS 51632」。
 
  • 主機板的背面。與正面相較之下,格外顯得簡約

  • 3.5mm mini-pin 端子附近配置著一顆 Realtek Semiconductor 製的 HD Audio CODEC(左)。右方照片裡為 Texas Instruments 製的穩壓器,在該公司的產品情報網頁裡說明為 Tegra 專用

  Tegra 4 本身是整個硬體的主要構成要素,而主機板上的其他配件則是以最低需求限度配裝。並沒有使用特殊零件,除了外觀與 Android 平板電腦不同外,其實內部配件可說是平板電腦無異。
 
  然後我們要從主機的上方檢視看起來最像遊戲機的部份。
 
  如同先前所提,Shield 的輸入元件與目前的家用遊戲機的正統遊戲手把大致相同,而內部結構也沒有令人驚異之處。按鍵採用的是常常被拿來使用的計算器樣式。類比搖桿與板機按鍵也算是標準型號。若真要說它有什麼較特別的部份,應該是利用嵌入式的螺絲將乘載著搖桿與按鈕的基本牢牢地固定住,感覺起來相當堅固。
 

 

  類比搖桿拆解後如上圖所示。2 軸 volume sensor 樣式,最近也廣泛使用在遊戲方向鍵上。此外玩家也可以看到按鍵拆解後的樣貌。
 

 

  上圖為按鍵區塊基板。基板上的觸控板是以導電橡膠接觸的計算器樣式,也是很標準的結構。基板上有一顆刻有「CY7C643 4532LOXC」字樣的晶片。在資料表裡沒有顯示這一顆晶片,但 Cyrpess Semiconductor 的 USB 內藏微控制器含有 CY7C643 系列晶片,應該是屬於同一系列的晶片。遊戲控制器區塊應該是經由 USB 與 Tegra 4 連接。
 

 

  保桿鍵、與類比扳機鍵皆無特殊之處。橙色零件是為了讀取類比扳機鍵的輸入訊號而設置的 volume sensor。
 

售價 299 元美金,下了重本的 Shield

 
  最近智慧手機與平板電腦大多是以平板型態設計,現有的行動式遊戲機中,也只有 NINTENDO DS 系列是屬於貝殼機型式。轉軸是貝殼機種必備的配件,而且由於排線的配置必須穿過轉軸的緣故,因此是一種在結構上容易變得較為複雜的機種。
 
  內部構造複雜所代表的是組裝工序也會隨之變得複雜,這一個部分增加了不少成本,考量了這些因素,最終將售價設定在 299 美金 (運費另計),想必是經過幾番努力吧。價格設定上雖不至於賠錢出售,但是應該也沒有太高的利潤。可以看出 NVIDIA 把不少籌碼押在 Shield 上面吧。
 
  對日本玩家而言雖然希望日本市場的正式銷售能越快越好,不過能及早讓北美版本及早取得日本技術基準合格証明也不失為另一條捷徑。只要能取得合格証明,我們手上這一台重組完成的 Shield 也能立刻上陣!就讓我們一起引頸期盼 Shield 解除封印之日。

Shield 產品頁面

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