Jasper är här: en titt på nya Xbox 360

Och jag trodde att anledningen till att folk köpte konsoler var för att undvika att ta itu med hårdvaran.

Låt oss först få kodnamnen rätt. Den första Xbox 360 släpptes 2005 och använde ett moderkort med kodnamnet Xenon. Xenon-plattformen innehöll en 90nm Xenon CPU (smart namngivning där), en 90nm Xenos GPU och en 90nm eDRAM. Microsoft lade till HDMI-stöd till Xenon och kallade det Zephyr, de tre stora chipsen var fortfarande alla 90nm-designer.

Från topp till botten: Jasper (Arcade så ingen krom på DVD-enheten), Xenon, Falcon, Xenon. Kan du skilja dem åt? Jag ska visa dig hur.

2007 kom andra generationens Xbox 360, med kodnamnet Falcon. Falcon hade en 65nm CPU, 80nm GPU och 80nm eDRAM. Falcon kom med HDMI som standard, men Microsoft gjorde så småningom en revidering utan HDMI som heter Opus (opus vi byggde en konsol som misslyckas mycket! förlåt, kunde inte motstå).

Slutligen, efter många spekulationer, började 3:e generationens Xbox 360 dyka upp i butikerna precis runt julköpsäsongen och den heter Jasper. Jasper behåller samma 65nm CPU från Falcon/Opus, men krymper GPU:n till 65nm också. eDRAM förblir på 80nm.

När Xenon kom ut köpte vi en och plockade isär den. Samma sak för Falcon, och naturligtvis samma för Jasper. Insatserna är dock mycket högre med Jasper; det här kan mycket väl vara Xbox 360 att få, inte bara är det mycket coolare och billigare för Microsoft att tillverka, utan det kan äntligen lösa 360:s största problem hittills.

Ett botemedel mot dödens röda ring?

Den ökända Red Ring of Death (RRoD) har plågat Microsoft sedan lanseringen av Xbox 360. Symptomen är ganska enkla: du går för att slå på din konsol och tre av de fyra lamporna i en cirkel på din Xbox 360 blir röda. Jag har personligen råkat ut för det med två konsoler och varenda en av mina vänner som har ägt en 360 i mer än ett år har varit tvungen att skicka in den minst en gång. Detta är inte på något sätt den största provstorleken, men det är ett problem som påverkar tillräckligt många Xbox 360-ägare för att det ska vara ett verkligt problem.

Även om Microsoft ännu inte offentligt har angett grundorsaken till problemet, har vi äntligen en Microsoft som är villig att erkänna att dess konsoler hade en oacceptabelt hög frekvens av misslyckanden på området. Microsofts lösning var att förlänga alla Xbox 360-garantier för RRoD till 3 år, en lösning som lyckades hjälpa de flesta användare men inte alla.

Ingen kom någonsin till botten med vad som orsakade RRoD. Många misstänkte att det var bly-free löda bollar mellan CPU och/eller GPU och moderkortet tappar kontakten. Klämmorna som Microsoft använde för att fästa kylflänsarna till CPU och GPU satte mycket press på chipsen; det är möjligt att kombinationen av bly-free löd, mycket värme från GPU:n, otillräcklig kylning och kylflänsklämmorna resulterade i RRoD. CPU:n och/eller GPU:n skulle bli väldigt varma, lodet skulle antingen börja smälta eller på annat sätt lossna, vilket resulterade i en dålig anslutning och ett oåterkalleligt fel. Det var där det ökända “handdukstricket” kom in i bilden, slå in din konsol i en handduk så att dess inre delar värms upp mycket och potentiellt återställer de felaktiga lödkulorna.

Limmet mellan GPU:n och moderkortet började dyka upp med Falcon-revisionen

Med Falcon-revisionen verkade Microsoft erkänna att detta var ett problem genom att sätta lim mellan CPU/GPU och själva moderkortet, förmodligen för att hålla chipsen på plats om lodet skulle försvagas. Vi misstänkte alla att Falcon kunde minska sannolikheten för RRoD eftersom att krympa CPU:n ner till 65nm och GPU:n till 80nm skulle minska strömförbrukningen, termisk effekt och förhoppningsvis lägga mindre stress på lödkulorna – om det verkligen var problemet. Tyvärr med Falcon verkade Microsoft inte eliminera RRoD, även om det anekdotiskt verkade ha blivit bättre.

Vad sägs om lite vilda spekulationer?

I år föll NVIDIA offer för sin egen uppsättning GPU-fel vilket resulterade i en ersättningsstrategi i mindre skala än vad Microsoft var tvungen att implementera med Xbox 360. NVIDIA GPU-problemet var väldokumenterad av Charlie på The Inquirermen i korthet var problemet här lödbulorna mellan GPU-matrisen och GPU-paketets substrat (medan problemet jag precis avslutade med att förklara är mellan GPU-paketets substrat och själva moderkortet).

Anatomin hos en GPU, Falcon Xbox 360 åtgärdade ett misslyckande i lödkulorna, men problemet ligger kanske i stötarna mellan formen och substratet?

Traditionellt hade GPU:er använt höga blybultar mellan GPU-matrisen och chippaketet, dessa stötar kan bära mycket ström men är ganska stela och styva material tenderar att gå sönder i en miljö med hög stress. Till skillnad från stötarna mellan GPU-paketet och ett moderkort (eller grafikkorts PCB), kopplar lodbulorna mellan en GPU-matris och GPU-paketet samman två olika material, vart och ett med sin egen termiska expansionshastighet. Själva GPU-matrisen blir varmare mycket snabbare än GPU-paketet, vilket lägger ytterligare stress på själva stötarna. Typen av stress spelade också roll, samtidigt som att bara upprätthålla höga temperaturer under en tidsperiod gav en sorts stress, strömcykling av GPU:erna gav en helt annan – en som så småningom resulterade i dessa stötar, och GPU:n som helhet, misslyckades.

GPU-felen slutade med att vara mest uttalade i bärbara datorer på grund av användningsmodellen. Med bärbara datorer är antalet gånger du slår på och av dem på en dag mycket större än på en stationär dator, vilket sätter en unik typ av termisk belastning på de ovannämnda lödbultarna, vilket orsakar de typer av fel som plågade NVIDIA GPU:er.

År 2005 bytte ATI från höga blybulor (90 % bly, 10 % tenn) till eutektiska bulor (37 % bly, 63 % tenn). Dessa eutektiska stötar kan inte bära lika mycket ström som högbly-bulor, de har en lägre smältpunkt men viktigast av allt, de är inte lika styva som höga bly-bulor. Så i de där höga stresssituationerna som orsakas av många strömcykler spricker de inte, och därmed får du inte samma GPU-felfrekvens i bärbara datorer som du gör med NVIDIA-hårdvara.

Vad har allt detta att göra med Xbox 360 och dess RRoD-problem? Även om ATI bytte till eutektiska ojämnheter med sina GPU:er 2005, var Microsoft ansvarig för tillverkningen av Xenos GPU:er och den var fortfarande byggd med höga blybulor, precis som de misslyckade NVIDIA GPU:erna. Bevisat att NVIDIAs grafikprocessorer redan 2005 och 2006 inte hade dessa problem, men Microsoft Xenos-designen var lite före sin tid. Det är möjligt, även om det är svårt att bevisa med tanke på bristen på allmänt tillgänglig dokumentation, att ett liknande problem som det som plågade NVIDIAs GPU:er också plågade Xbox 360:s GPU.

Om detta verkligen är sant skulle det betyda att RRoD-felen skulle orsakas av antalet strömcykler (antal gånger du slår på och av boxen) och inte bara av värme. Det är ett temperatur- och materialproblem, ett som (om sant) så småningom skulle påverka alla konsoler. Det skulle också innebära att Microsoft för att lösa problemet skulle behöva byta till eutektiska gupp, liknande vad ATI gjorde redan 2005, vilket skulle kräva ganska stora förändringar av GPU:n för att fixa. ATI:s eutektiska konstruktioner krävde faktiskt ett extra metallskikt, vilket innebar en ny spin av kiseln, något som skulle behöva reserveras för en ganska stor GPU-ändring.

Med Falcon blev GPU:n definitivt mindre – den nya formen var cirka 85% av storleken på den gamla. Jag förmodade att den lilla minskningen i formstorlek motsvarade antingen en ytterligare optimerad GPU-design (det är möjligt att bli mer yteffektivt vid samma processnod) eller en halvnodskrympning till 80nm; det senare verkade mest troligt. Om Falcon verkligen bara tog en flytt till 80nm, är chansen stor att Microsoft inte hade tillräckligt med tid för att verkligen omarbeta designen för att inkludera en övergång till eutektiska gupp, de skulle troligen spara det för övergången till 65nm.

Vilket för oss till Jasper idag, en märkbart mindre GPU-matris tack vare flytten till 65nm och en potentiellt komplett fix till den fruktade RRoD. Det finns många antaganden som görs här och det är lika troligt att inget av detta är korrekt, men med tanke på att Falcon och dess limstödda substrat inte löste RRoD undrar jag om en del av problemet faktiskt inte gick att korrigera utan en betydande omdesign av GPU:n, något jag gissar behövde hända med flytten till 65nm ändå.

Det tog ungefär ett år för RRoD att verkligen nå en kritisk massa med Xenon och det har först nu gått ungefär ett år för Falcon, så bara tiden får utvisa om Jasper-ägare drabbas av samma öde. En sak är säker, om det är ett GPU-designfel, då var Jasper Microsofts chans att rätta till det. Och om det är ett värmeproblem borde Jasper också minska sannolikheten.

Vem vet, efter tre års produktion kanske du äntligen kan köpa en Xbox 360 som inte kommer att dö på dig.