多機一體，NVIDIA SHIELD 徹底解析：Tegra 4 加持、無線串流，大玩桌機遊戲

相較於Apple對於iOS的控制，Google對於Android可說是寬鬆許多，部分廠商所做出來的產品甚至會打到Google原先的產品規劃，例如今年參展Computex的中國公司實義德，於會場上展出了基於Android 4.2的筆記型電腦，與低階版Chromebook打對台。 較為大眾所知，跨越Android平板或手機架構框框的就是Rikomagic的MK802，外形比隨身碟稍大，只需接上螢幕與滑鼠，就是1台可操作的Android裝置。近年3C產業逐漸向行動裝置靠攏，在多方努力之下，晶片性能有著大幅提升，另一方面也是因為廠商把裝置性能列為賣點之一，直接用牛刀來砍那些撰寫不良的軟體雞。效能高到一定程度之後，不免也令人思考，為何我們需要這麼強大的手機？打個電話、傳個簡訊需要2GHz四核的處理器？廠商為了能夠持續的賣出晶片、刺激消費，便開始推出許多更消耗資源的軟體，遊戲即為其中一份子。說到掌機遊戲市場，其實原本PS Vita、N3DSXL都是一家親，CPU的部分都是使用ARM架構，如今Android想要來分杯羹似乎也是合情合理的事。可惜Android裝置的硬體太多太複雜，作業系統版本也有區別，加上遊戲軟體廠商和硬體廠商的「默契」，造成Android裝置上的遊戲大多都是新銳軟體公司開發，或是掌機上的老遊戲移植再賺一筆，比較少看到老牌遊戲廠商將遊戲大作直接發表在Android上。遊戲主機一般都有著特殊需求，加上量大可分攤成本，內部通常是特規訂做的晶片。NVIDIA是個老牌GPU製造商，在Tegra 3代時就相當強調其繪圖效能，甚至還與廠商共同推出THD遊戲，在Tegra系列應用處理器上加強光影與貼圖表現，近期則是乾脆跳下來自己做完整的Android裝置，順便宣傳一下自家新一代Tegra 4應用處理器的效能，頗有Google推出Nexus的味道，只不過Google是宣傳自家Android系統的可能性，NVIDIA則是宣傳Tegra 4硬體的潛力。另外根據IDC和App Annie在2013年第二季所做的調查報告指出，Android已經打敗掌上型遊戲機市場，躍居第二名的行動遊戲平台，至於第一名依然是由iOS把持，而遊戲玩家在iOS和Android平台上的花費已達到掌機的4倍。在Apple獨佔iOS平台下，使用自家晶片推出個Android遊戲掌機似乎也是個合情合理的選擇。 ▲今年第二季Android裝置終於正式超越掌機市場，與iOS形成行動遊戲市場的一二名。（圖片來源：App Annie）NVIDIA不像高通從高階到低階平台均會推出不同晶片，而是直接以頻率做出產品區分，所以每當推出新款應用處理器時，勢必得用上最新的技術，以應付對手不斷推出小幅升級的新晶片。從Tegra 3到Tegra 4產品問世已超過1年的時間，其應用處理器的更新狀況早在前幾期的雜誌中已有專文報導，在此僅拉出幾個重要的更新敘述。Tegra 3採用ARM架構的Coretc-A9處理器，採用NVIDIA研發的4 PLUS 1處理器配置方式，4顆採用一般製程的CPU，加上1顆採用低功耗製程的CPU，擷取不同製程的優缺點，低功耗時就將工作移交到較低頻率的那顆低功耗製程Cortex-A9，需要較多運算能力時則交由4顆一般製程的CPU執行，且這4顆CPU還可依據負荷程度分別開啟。Tegra 4繼承了4 PLUS 1這種非對稱式架構，但是CPU部分全部改為Cortex-A15；以純運算效能來說，Cortex-A9為2.5DMIPS/MHz，Cortex-A15則是3.5DMIPS/MHz，每時脈單位效能上升40％。NVIDIA自從TNT2打響名號之後，便位居舉足輕重的繪圖大廠，在Tegra 4繪圖效能部分自然是不會馬虎，Vertex Shader從Tegra 3的1組4個運算單元變為6組24個運算單元，Pixel Shader從2組8個運算單元變為4組48個運算單元。運作時脈也從前代520MHz提升至672MHz，若以帳面規格計算，Tegra 4的像素和材質填充率皆為Tegra 3的2.6倍、Z軸剔除速度和三角形生成速度皆為前代的1.3倍。在其他行動繪圖IP設計大廠早已進入Unified Shader的時候，Tegra 4依然保持Pixel Shader和Vertex Shader分離的設計，須等到Tegra 5才會導入Kepler架構的GPU，且因為Unified Shader可兼作Pixel Shader或Vertex Shader，運算效率較佳，且較不怕Vertex Shader和Pixel Shader運算負載不均的情況。若要計算應用處理器的記憶體頻寬，就不能不提到Apple的A5X處理器，為了應付Retina Display的高解析度要求，A5X使用了32bit x 4的四通道記憶體控制器，而Tegra 3只有32bit單通道，直到Tegra 4才跟上主流的腳步採用32bit x 2的雙通道記憶體控制器。Tegra 4可支援DDR3L或是LPDDR3的記憶體類型，時脈最高達466MHz（DDR3L-1866或LPDDR3-1866），Tegra 4i則是額外支援533MHz的LPDDR3（LPDDR3-2133），不過Tegra 4i不在本次的討論範圍內，筆者就點到為止。其他升級的部分，就是Tegra 4已經可支援4K影片播放（流量62.5Mbps），HDMI輸出也確定能夠支援4K解析度。SHILED在發售之前已在許多展場出現過，NVIDIA也在Computex中派出展場女郎四處走動，有門路進去Computex展區的民眾早已把持玩過。但對於筆者這種生性害羞不敢靠近試玩，人生中也沒有買過掌上型遊樂器的怪胎來說，SHIELD還真是個神秘的產品。筆者委託同事從國外帶回SHIELD，交到我手中當下的第一印象就是「怎麼那麼重？」，官方給的數據是579公克，實測加上1片2GB microSD卡的重量為590公克，在掌上型遊樂器中算是個龐然大物。給讀者一些參考數據，PSP 100x型的重量約為280公克，PSP 200x型約為189公克，目前所販售的PSP 300x型則是189公克，PS Vita則是因為配備的不同，Wi-Fi版和3G版分別為260和279公克；任天堂陣營的NDS重量為275公克，NDSL為218公克，N3DS則是230克，N3DSXL為336公克。因此當你拿著SHIELD把玩時，就相當於拿著3台PSP 300x型或是2台N3DSXL，讀者應該能夠想像SHIELD有多麼重了。不過SHIELD這麼重，電池模組貢獻了很大一部分，3顆18650的鋰電池實測就要156公克（含固定塑膠框和充放電控制電路板）。大電池除了帶來重量之外，也帶來了提高續航力這個優點，在螢幕亮度固定在150nits、開啟飛行模式的狀態下，720p影片可連續播放10小時13分。如果以Citadel這個3D展示軟體，將畫面設為高品質，則可以連續執行7小時9分，在掌機中算是相當長的續航力。▲SHIELD的手把部分操縱桿與Xbox 360手把極為類似，按鍵和搖桿品質也很不錯。基本上來說，SHIELD的外型可視為Xbox 360的搖桿，加上1台5吋螢幕手機的組合，在握持的舒適度上可說是相當的出色，就算是螢幕開啟後，因為電池的配重關係，也不會有頭重腳輕的狀況。在機身的下方也覆蓋著大面積的橡膠，而非用久會脫皮的皮革漆，對於提升手感相當有幫助。不過若是程式需要觸碰螢幕的操作時，問題就浮現了，勢必鬆開其中1隻手去觸控螢幕，由另外1隻手完全負擔SHIELD的重量；若是遇到不支援手把的遊戲時，以類似手機打橫或平板的雙手握持姿勢，其實是相當彆扭的。在按鈕配置部分，相當接近Xbox 360的搖桿，差別在於左手的類比搖桿和D-pad的擺放位置相反，SHIELD的類比搖桿配置反而跟PS比較接近。SHIELD的RB、LB、RT、LT的按鍵尺寸比起Xbox 360搖桿來的小，同時因為SHIELD的螢幕轉軸設計為下潛式的關係，RB、LB按鈕會稍微被螢幕外框檔到，在遊戲玩得正火熱緊張的時候有可能無法在第一時間按下。至於按鍵和搖桿品質方面，筆者則是認為相當優秀，至少相當接近大廠搖桿的感覺，類比搖桿全部方向的操作壓力非常接近，按鈕回饋的力道和段落感也很不錯。詢問同事的結果，則是認為扳機鍵可再做大、壓力再高一些，以及D-pad按下的段落感太明顯，但編輯們一致認為SHIELD的手感比OUYA的手把好太多，製作品質也高出一截。 ▲RB、LB、RT、LT按鍵較一般手把稍微小了些，扳機鍵的壓力行程倒是蠻線性的。除了以觸控方式操作Android以外，SHIELD有把手把按鍵部分對應到Android操作，RB、LB按鈕對應Android的頁面左右翻頁，D-pad和左類比搖桿則是對應為上下左右，右類比搖桿模擬成滑鼠，按下即為確定，A鈕和B鈕則是對應為確定和返回，Y鈕可叫出包含應用程式、桌布、系統設定的小選單。音量的調整則是按下音量鍵之後，螢幕上方會出現＋和－的虛擬按鈕。NVIDIA只為SHIELD配了5吋1280 x 720的IPS螢幕，最高亮度實測為243nits，在大太陽底下大致上還看得清楚。但筆者認為與其計較沒有放上1920 x 1080的面板，還不如把螢幕做大一些，SHIELD在螢幕的邊框留白相當多，四周都有大於10mm的空間，加上其面板置放的上蓋並不薄，內部應該可以放入再大一些的面板模組，特別是部分遊戲不會調整圖片大小，容易讓人看不清楚。至於NVIDIA用來增加像素顏色飽和度和降低背光亮度，以求更長續航力的PRISM技術，SHIELD應該是沒有用上或是設定成關閉的狀態，或是調整頻率變高了，使得過去那種看完影片退出之後螢幕刷白的現象消失了。另外在拆解時不小心折斷螢幕玻璃，導致右半邊觸控失效，剛好得知SHIELD的螢幕、觸控、玻璃的貼合方式為OGS（One Glass Solution，單片式玻璃觸控面板），此種方式會將觸控所需感應電路設置在最外層保護玻璃與顯示面板之間，以玻璃為載體將電路直接放在保護玻璃的內層，因此當玻璃破碎時，觸控感應電路也會跟著斷開。至於Apple所使用的In-Cell技術則是將感應電路做在TFT和彩色濾光片之間（與TFT共用電極），因此只要螢幕面板無破損，最外層的保護玻璃破了也不影響觸控。 ▲銀色背蓋為磁吸式，另外有販售1片19.99美元（約新台幣600元）的碳纖維和亮黑版本。SHIELD在手把的上方左右部分各放入1顆喇叭單體，而音箱箱體則是貫穿整台主機延伸到了電池的上方，在單體面對使用者的情況下，音效品質的確比起大部分的平板或是手機好，但離New HTC One那種犯規的音質還差了一些。如果把SHIELD連結上電腦玩遊戲，音質又是不一樣的表現，雖然相位孔就在單體旁面對使用者，但是低音量並不多，整體的音效場感卻非常好，有融入遊戲環境的感覺。 ▲NVIDIA推出的宣傳影片表示出音箱內裝有低音反射管，但整個音箱黏死無法拆開證實。 ▲主機板反面 ▲Tegra 4已不像Tegra 3覆蓋有一層金屬導熱片，而是直接與散熱片互相接觸。 ▲散熱模組SHIELD應該算是掌機遊樂器裡第一台主動式散熱設計的機器，散熱由3大部分組成，散熱片、風扇、固定風扇的金屬架。散熱片由鋁製成，並未採用均熱板設計，而是由一片較厚的鋁片與Tegra 4晶片接觸後，再將熱傳導至鋁鰭片上。風扇採PWM控速，與固定架連接部分使用橡膠緩衝，可減少部分震動與噪音，實際上使用可感受到機身吹出來的熱風，但是噪音量並不會妨害遊戲進行。 ▲SHIELD內部使用3節18650鋰電池，電池芯由三洋在日本製造，總容量為28.8瓦時。 ▲主機板正面 ▲RB、RT RB、LB採用微動開關，RT、LT則是將按鈕串接到可變電阻，以便量測按下的力道。 ▲NVIDIA按鈕相當於開關機按鈕，於開機時按下則可叫出TegraZone應用程式，按鈕中央設有LED，所以開機時NVIDIA的標誌會發亮，螢幕關閉待機時則有呼吸燈效果，LED亮度可在設定中調整。 ▲喇叭模組幾乎涵蓋了機身的側邊，左右各有1組，由圖片可看到音箱的相位孔剛好在單體的右上方，左邊的音箱的相位孔則是在單體的左上方。 ▲機身除了後方的排氣孔外，其餘只有前方的進氣孔，內有沖孔金屬網抵禦灰塵或雜物，也是整台機器唯一使用NVIDIA企業綠色的地方。 ▲類比搖桿在X軸和Y軸處各放入1個可變電阻，經由這2個可變電阻的組合判斷搖桿壓下方向，搖桿按下的按鈕則是額外加裝微動開關達成。Android裝置附手把，怎麼想都是都是拿來當作遊戲用途，SHIELD在遊戲模式上相當多元化，除一般Android遊戲可用螢幕觸控外，還可利用手把遊玩支援的遊戲。Miracast和HDMI的輸出能力可連接電視享受大螢幕的樂趣，PC遊戲串流更可讓你脫離電腦桌，使用較為舒服的姿勢玩遊戲。 ▲大畫面玩遊戲的爽度絕非小尺寸的電腦螢幕可比擬，可惜目前Miracast的傳輸延遲還是有點大。首先說明一下，Android遊戲支援搖桿的遊戲可說是相當的少，絕大部分都還是支援觸控為主，這類型遊戲在SHIELD上玩起來十分痛苦，因為那隻大大的手把阻擋了原本靠在螢幕下方的手掌與手腕，使得握持方式相當彆扭。不過以SHIELD遊玩支援手把的遊戲則可說是如虎添翼，不用擔心觸控螢幕對於細小動作反應不靈敏的問題。像是ShadowGun THD遊戲，原本筆者使用Nexus 7遊玩時非常難瞄準敵人，剛過完教學關卡上陣殺敵，就立刻以仆街收場，ShadowGun THD就被晾在一邊許久。使用類比搖桿之後就能夠以小幅度移動準星，在截稿之前筆者已經連破好幾關了。 ▲開啟Game mode之後Miracast畫面較為流暢，但是常常會發生傳輸中斷的情況。如果跟筆者一樣嫌SHIELD螢幕5吋不夠大的讀者，還有2種方法可解決，分為有線和無線方式連接，有線以機身後方的Mini HDMI方式輸出。如果輸出畫面是影片，則Tegra 4可跳脫輸出畫面解析度須和內建螢幕解析度同步的限制，播放影片時解析度可自動跳成電視可接受的最高解析度，因此支援4K影片播放，4K影片播放也十分順暢。但若是其他的操作畫面、遊戲部分則還是會輸出與面板解析度相同的720p。需注意的是HDMI連接頭相當脆弱，操作手把時不可大力晃動，筆者曾經玩得太興奮，把1個HDMI轉接頭的線路活生生玩斷。無線的連接方式為Miracast，且是需要PIN碼相互配對的類型，受限於目前Miracast的傳輸處理延遲，以Miracast連結電視看影片還可以，但若看著電視螢幕操作遊戲就會覺得延遲太高，並不適合，同時以Miracast輸出的畫面會被限制在720p。NVIDIA在Miracast選單中還放入了Game mode選項，開啟後Miracast傳輸畫面的幀率會提高，畫面壓縮率也會下降，使得畫面品質比較好。可惜開啟後與電視的畫面傳輸很容易中斷，關閉後才重新出現畫面；傳輸延遲雖然也有減少，但還不到看著電視畫面遊玩的程度。目前這項技術還在beta版，未來仍有機會更新到較佳的狀態。SHIELD還有個額外的玩法，就是搭配NVIDIA GeForce GTX 650以上的顯示卡，就可以將PC上的遊戲畫面以及聲音傳流至SHIELD上，再將SHIELD的手把按鍵訊號傳回PC上，便可在同一區域網路底下遠端遊玩PC遊戲，就像是PC遊戲在SHIELD上執行一樣。目前這模式全部處於beta版的狀態，SHIELD上的TegraZone、電腦上的326.41版驅動程式全部都還在測試版，同時還需要安裝GeForce Experience才可以進行，最好還需要5GHz無線網路環境才可確保順暢進行，筆者在辦公室複雜環境使用2.4GHz完全跑不動。遊戲部分也有限制，目前在官網上列出31款支援的遊戲，都是大家耳熟能詳的遊戲大作，若是想玩較為古老的遊戲的玩家目前可能會失望。軟硬體安裝就緒後，進入SHIELD上的TegraZone，選擇PC GAMES即可自動搜尋區網下可供連線的電腦，按下連結後PC上會跳出確認視窗，按下確定後就完成連接，PC上有哪些可供SHIELD串流遊玩的清單就會傳到TegraZone裡。筆者向其他編輯借了Origin帳號試玩，串流至SHIELD的畫面並不如直接觀賞電腦螢幕順暢，手把的回應延遲處在有點尷尬的狀態，玩FPS遊戲有點慢但勉強可玩，其餘不講究快速回應的遊戲則沒有太大的問題。剩餘就是些設計還不是很完善的地方，例如偶爾連線遊玩沒有聲音，Origin帳號密碼記不住，須跑回PC手動輸入後才可遊玩，因為SHIELD在連線時根本沒有地方可供輸入文字.。撇開這些奇怪的問題不談，在SHIELD上遊玩PC遊戲的確是個不錯的體驗，但是還是會遇到個先天的問題，PC遊戲原本就是為了電腦螢幕設計，把大尺寸的1280 x 720畫面濃縮成5吋畫面觀看，其中的圖示與文字小到看不清楚，反而喪失了SHIELD離開電腦桌輕鬆遊戲的初衷。 ▲可能是SHIELD尚未準備在台灣販售的關係，TegraZone會出現亂碼的情形。不得不承認NVIDIA SHIELD的推出開闢了個新市場，綁標自家顯卡的策略也讓人佩服，但長遠來看SHIELD還是個相當新穎的產品，硬體有了軟體卻還沒跟上。Android上不支援手把遊玩好解決，只需在程式裡加入幾行按鍵按下的對應動作即可，對於那些在螢幕上模擬搖桿操作的遊戲來說SHIELD反而是個推銷的利多；但在PC Stream這部分還有很大的進步空間，目前遊戲支援少，無法玩支援列表以外的遊戲，更有些詭異的邏輯操作問題尚待解決。以目前來說，定價299美元的SHIELD還算便宜，但若是想躺在沙發上玩電腦遊戲還要再等等。

NVIDIA SHIELD大部拆解