Введение
Apple Watch — это сложное маленькое устройство. Вы могли видеть его во время нашего разбора Apple Watch, но не могли видеть его насквозь, до сих пор.
В сотрудничестве с компанией Creative Electron мы подвергли носимое устройство Apple рентгеновскому облучению, чтобы показать вам, из чего оно состоит. Присоединяйтесь к нам, поскольку мы отправляемся в мир невидимого — пришло время для разбора на плотность!
Хотите больше возможностей заглянуть в новые устройства? Надевайте рентгеновские очки и следите за нашими Instagram, Twitter и Facebook!
Шаг 1 Рентгеновский разбор Apple Watch
Когда-то давно Creative Electron выложил рентгеновский разбор iPhone 6.
Мы ахнули. Сильно. И продолжили делать их нашими новыми лучшими друзьями.
А недавно несколько удачливых технических писателей провели день, играя с волшебной наукой, в их офисе в солнечном Сан-Маркосе, Калифорния.
Технические характеристики Creative Electron включают:
Линейка совершенно крутых рентгеновских систем контроля
Потрясающие сотрудники
Великолепная проницательность
Шаг 2
Первое, на что мы обратили внимание, — это то, что, хотя батарея занимает большую часть внутреннего пространства часов, на рентгеновских снимках она почти не видна. (Это дымчатый участок справа).
Как и все в Apple Watch, батарея была спроектирована как маленькая и очень тонкая. В больших устройствах, таких как смартфоны, более толстые батареи поглощают больше рентгеновских лучей, и поэтому их легче заметить.
Самые плотные (и, следовательно, самые темные) компоненты на фотографии — это магниты, такие как динамики в левом нижнем углу, Taptic Engine и маленький магнит в центре, который выравнивает зарядное устройство.
Шаг 3
Сравнивая Apple Watch с Nike+ Sport GPS, можно сравнить яблоки с апельсинами.
Apple Watch гораздо плотнее упакованы, практически не занимают лишнего места и имеют очень заметную катушку индуктивной зарядки.
Nike отличаются (сравнительно) огромными винтами, просторным расположением микросхем и датчиками, выходящими за пределы центрального корпуса часов.
Шаг 4
Первая остановка — цифровая заводная головка. Apple много рассказывала о том, насколько она крута, поэтому мы, конечно же, положили ее в коробку и обстреляли лучами.
Несмотря на крошечный размер, заводная головка имеет классическую механическую конструкцию — резьбовые компоненты и мощную втулку.
Как мы видели в нашем первоначальном обзоре, часть заводного вала на внутренней стороне корпуса часов покрыта крошечными насечками. Непосредственно под ними находится оптический излучатель/сенсор, который считывает показания по мере того, как насечки прокручиваются мимо.
Бум, энкодер.
Шаг 5
Двигаясь вдоль внешнего края, мы подошли к боковой кнопке.
Даже под рентгеновским снимком эта кнопка выглядит явно в духе Apple.
Не желая терять хорошую дизайнерскую палитру, Apple выбрала нечто, очень похожее на подпружиненную кнопку питания iPhone 6.
Шаг 6
Taptic Engine и составляющая его дрожащая масса — один из самых темных, а значит, и самых плотных компонентов в часах.
Чтобы получить максимальную отдачу от вибрации, Apple поместила в Taptic Engine крошечный и тяжелый грузик, который обеспечивает вибрационную обратную связь с вашим запястьем.
Несмотря на то, что он крошечный, он все равно занимает много драгоценного внутреннего пространства Apple Watch. Хотя некоторые пользователи предпочли бы, чтобы это место занял более емкий аккумулятор, Apple явно считает Taptic Engine важной частью пользовательского опыта.
Благодаря рентгеновскому снимку можно увидеть, что «двигатель» представляет собой линейный привод. Пружины перемещают груз вверх и вниз (из стороны в сторону, когда он находится на запястье), создавая эффект вибрации.
Creative Electron предлагает отличный видеоролик о работе некоторых вибрационных двигателей в реальном времени внутри рентгеновского аппарата. Рад.
Шаг 7
Следующий важный момент — кнопка отсоединения ленты.
Простой на первый взгляд механизм на самом деле состоит из двух слоев сцепленных между собой подпружиненных штифтов.
А что это справа от ленты? Таинственный диагностический порт.
Расскажите нам свои секреты! К сожалению, рентгеновские снимки не делают эти часы менее скрытными.
Шаг 8
К счастью, рентгеновское зрение открывает секреты компонентов на уровне платы:
Индукторы показывают свои проволочные катушки.
Конденсаторы остаются темными и неуловимыми со всеми их обернутыми диэлектрическими слоями.
Резисторы почти невидимы, если не считать припоя, который плавится и образует галтель по краям резистора.
Невидимые кристаллы скрыты под защитными стенками, но расположены близко к процессору, чтобы минимизировать задержки и помехи сигнала.
Точки и вихри на втором изображении могут выглядеть как одноклеточные организмы, но это не так.
Вихри — это проволочные катушки индуктивного зарядного устройства. Большие темные пятна — это крепления для микросхемы, а волнистый фоновый рисунок — микросхема флэш-памяти. Подробнее об этом позже…
Шаг 9
Точность компоновки электроники невероятна. Плата усеяна корпусами микросхем (CSP), и при таком ограниченном пространстве точность является ключевым фактором, что означает высокую стоимость производства.
Большая часть стоимости обусловлена тем, что плата в значительной степени заполнена CSP, в отличие от более крупных паяных корпусов.
Шаг 10
И вот он. Компьютер-на-чипе Apple S1. Там, где раньше нам мешали, мы получили возможность рассмотреть его получше и провести интересный анализ.
Заключив S1 в смолу, Apple смогла использовать проволочное соединение для многих соединений между микросхемами в стеках Package on Package (PoP). Это невероятно маленькие соединения, обычно 10-17 микрон.
Это экономит место, поскольку паяные корпуса были бы толще, но требует совершенно нового уровня производственного опыта.
Вот один открытый чип на S1 — гироскоп и акселерометр STMicroelectronics.
Шаг 11
Наши друзья из Chipworks провели последние две недели, упорно работая над взломом S1. Вот что они нашли:
Apple S1 System in Package (SiP) состоит из более чем 30 отдельных компонентов, закрепленных на одной плате, которая затем заливается кремнеземной или алюминиевой композитной смолой — как обычная упаковка микросхем, но для всей платы.
В основе S1 лежит новый процессор Apple APL0778, изготовленный по 28 нм техпроцессу LP от Samsung.
Это небольшой шаг назад по сравнению с 20 нм процессором Apple A8, который поставлялся с iPhone 6 в сентябре. Похоже, что энергоэффективность в часах Apple Watch будет иметь еще большее значение, чем в iPhone. Учитывая, что Samsung теперь производит чипы по еще более мелкому 14 нм техпроцессу, мы ожидаем увеличения времени автономной работы следующих Apple Watch.
Ознакомьтесь с полным анализом Chipworks здесь.
Шаг 12
Флеш-память на подложке выглядит как флип-чип, а точки пайки расположены на лицевой стороне. Нас поражает необычный, неравномерный рисунок.
Эксперты Creative Electron рассказали нам, что если посмотреть на рисунок на самом чипе, сосредоточившись на направлениях соединений и отверстий, то кажется, что эта плата состоит из четырех слоев — два сигнальных, питание и земля.
При ближайшем рассмотрении шариков, соединяющих чип, мы замечаем внутри несколько пузырьков светлого цвета. Это называется пустотой.
Большинство контактов между платами — медные. Но поскольку медь очень быстро окисляется (ржавеет), перед соединением ее необходимо промыть кислотой. Эта кислота называется флюсом и используется для «смачивания» припоя к металлическим площадкам. Пустоты возникают, когда флюс не полностью смыт.
В зависимости от степени загрязнения это может негативно сказаться на долговечности. Чистые, ровные соединения позволяют рассеивать тепло, в то время как пустоты способствуют накоплению тепла, сокращая срок службы компонентов.
Шаг 13
Еще одна вещь, которую мы заметили во время первоначальной разборки, — это металлический сгусток неправильной формы в центре S1.
По всей вероятности, это теплоотвод для плотно упакованного процессора S1.
Под рентгеновским снимком эта область хорошо сочетается с центрирующим магнитом для зарядного устройства. Возможно, Apple спроектировала магнит с двойной целью — для выравнивания зарядного устройства и отвода тепла от SiP S1.
Шаг 14
Подставляем дисплей под лучи, чтобы проверить, не пропустили ли мы чего-нибудь.
Выглядит он примерно так же, как и раньше: кабели, чип, сенсор и т. д.
Однако при ближайшем рассмотрении видно, что в нижней части экрана могут быть датчики силы нажатия.
В любом случае, эти прямоугольные пятна выглядят знакомо.
Отпечаток контроллера сенсорного экрана и следы ленточного кабеля больше похожи на произведения искусства, чем на миниатюрную технику.
Шаг 15
Теперь несколько снимков, которые нам нравятся, потому что они красивые.
Рентгеновское ложе можно регулировать, что позволяет делать такие классные снимки под углом. Мы чувствуем себя так, будто мчимся над городом по сетке.
Еще одна интересная вещь, которую обнаруживает рентген, — это крошечные винтики, встроенные в корпус часов.
Видно, что места для их увеличения не так уж и много!
Замысловатые следы ленточных кабелей похожи на крошечные, красивые карты метро TRON, и они даже бывают цветными!
Изменения цвета указывают на изменение плотности, как и в случае с полутоновыми изображениями.
Шаг 16
Переход к черному… включите свет! Пришло время осветить нашу следующую цель — индуктивное зарядное устройство.
Регулируя уровень мощности и экспозицию, мы можем увидеть различные слои зарядного устройства.
Например, на первом изображении мы видим высококонтрастный силуэт внутренних частей зарядного устройства, вложенный в туманную дымку пластикового внешнего корпуса. А на последнем снимке видны компоненты на уровне платы.
Забавный факт: мощность и ток можно регулировать. Меньшая мощность соответствует лучшему разрешению — и меньшему количеству кадров в секунду. Рентгеновские аппараты Creative Electron делают до 60 кадров в секунду, но этот был медленнее.
Интересный факт 2: степень увеличения изображения прямо пропорциональна расстоянию между вольфрамовым датчиком и объектом. Он также обратно пропорционален расстоянию между объектом и источником рентгеновского излучения.
Шаг 17
Не волнуйтесь, этот НЛО не собирается похищать вас. Только если вы не крошечный и не ферромагнетик. Это просто центрирующий магнит, чтобы обеспечить хорошее выравнивание для зарядки.
Если посмотреть на это зарядное устройство в виде печенья Oreo, то в нижней части находятся катушки индуктивности, а в верхней — плотный груз.
К слову о плотности, вот карта с цветами.
Этот причудливый 3D-график показывает плотность внутренних компонентов зарядного устройства, причем более высокие точки означают большую плотность. Темно-красный полукруг — это магнит, а желтый — зарядные катушки.
Шаг 18
Слева мы видим ряд темных соединительных колпачков — вероятно, параллельно. Крошечные светлые точки внутри — это микроорганизмы, заселяющие маленькие пустоты в пайке, остатки производственного процесса.
В зарядном устройстве довольно много мозгов. Вероятно, оно понимает профиль зарядки аккумулятора, поэтому часам это не нужно. Экономия места!
Вверху мы замечаем большой массив BGA (ball grid array), который, вероятно, обозначает наличие микросхемы управления питанием.
Хотя плата довольно сложная, она кажется однослойной, без компонентов в нижней части (что логично, ведь она должна лежать ровно и заряжаться).
При ближайшем рассмотрении мы обнаруживаем небольшую сеть резисторов.
Каждая нить в сети соединяет разные точки с разными резисторами.
Однослойная печатная плата управления питанием — вероятно, толщиной не более 0,031 дюйма.
Шаг 19
Рентгеновские лучи позволяют обнаружить последнее невидимое инновационное лакомство: разгрузку от натяжения кабеля.
Этот пружинистый кусочек металла имеет дополнительную проволоку, намотанную вокруг него, так что если вы потянете слишком сильно, то не сорвете кабель с контактов.
Похоже, Apple всерьез задумалась о долговечности устройства, и оно вполне может пережить часы, для зарядки которых предназначено.
Покупатели подделок остерегайтесь, это не тупое зарядное устройство.
Шаг 20
Еще раз спасибо нашим друзьям из Creative Electron!
Мы с нетерпением ждем продолжения сотрудничества с ними, чтобы и дальше дарить вам силу рентгеновского зрения.
Если вы пропустили эту статью, обязательно посмотрите наш оригинальный разбор Apple Watch.
