Re: [閒聊] 不可質疑你的___A7II評測(推文中有經驗分享)

作者: splendidpoem (天降六月雪)   2015-07-15 16:02:10
吉姆林轉述的說法沒錯;這同時也是A7RII採用高成本的背照式(BSI)感光元件的原因之一。為了讓更多板友一起參與,我們用比較簡化的方式來討論BSI在A7RII上的影響。
和DSLR有各部獨立元件分工合作不同;MILC在感光元件端的負荷很重。同一塊感光元件要實時測光、實時取景、持續擷取全畫面資料、持續成像至EVF或LCD、計算對比對焦的反差……同時,A7RII內嵌了399相位對焦點,這意味著約347萬像素還要被用來減光計算相位差。
片幅越大、像素越多,這些資料量會越多,因此不意外A7系列的對焦速度、連拍速度等表現不算頂尖;甚至在靜音模式、連拍模式等要求速度的情況下,相機還會自動從14bit降為12bit輸出。
因此MILC要追趕DSLR,提升資料傳輸能力是必須面對的課題。
這些和BSI有什麼關係?
首先我們看一下FSI和BSI兩者簡略的差異:
前照式:光子→微透鏡→CFA(色彩過濾陣列)→布線層→【像素層】(光電二極體)
背照式:光子→微透鏡→CFA→【像素層】→布線層
BSI之所以能提升高感能力,並非開源(加強感光元件本身的感光能力),而是節流:藉由將布線層和像素層倒置,減少光子被中間線路給遮蔽或干擾而浪費掉的數量。
這個優點在小片幅比較明顯;例如:Sony的RX100一代,QE(光子轉換成電子的效率)只有54%,但二代改採BSI後,QE立即躍升至72%,能有更多光子被感知。
而因為內連線的寬度是固定的、不隨片幅變大而增加,因此片幅越大、布線層佔比越小,BSI提升的效益就越小。
但同時,BSI的成本會隨著片幅增加而等比級數成長。之前曾看過一篇文:BSI從1吋導入APS-C時,將良率等一切因素列入考量後,製造成本增加約12倍;相信全幅的成本應更驚人。
是故,Sony在A7RII上採用高成本、「相對」低效益的全幅BSI,有兩個遠超乎高感能力的重要理由:
(一)增加像素:
同片幅下,通常像素越多、高感能力越差;但BSI的採用能在相同片幅維持一定高感水準的前提下增加像素。例如:Samsung的NX1,像素間距比Nikon的D7200小8%、像素密度高16%,但高ISO的訊噪比依然能達到D7200的水準。
而A7RII在開發之初即確認要以增加像素為重點,原本預設的是4.6千萬或5千萬;最後雖為了配合Super 35mm格式的超採樣比例而讓像素降為4.2千萬,但仍比A7R高了許多。在至少以維持A7R高感表現的前提下,BSI的導入勢在必行。
(二)提升傳輸速度:
要提升感光元件端的資料傳輸速度,就是增加管線;但在FSI中增加布線層,勢必會造成更多光子被浪費。導入BSI後,布線層轉移到像素層之下,不再阻礙光子進入光電二極體,因此可以一定程度增加管線。
同時,Sony還仿效Samsung在NX1的作法,捨棄鋁線,改採傳導效率快40%的銅線,大幅提升了資料傳輸能力,而且更低的電阻能減少雜訊產生。其效益體現在非常廣泛的層面,例如:低果凍效應的高速快門、對焦速度、可直接機身直出4K……等。
這也可以解答原PO「為何畫素變高反而可以用靜音快門」。對照以往A7家族只有低像素(資料量較少)的A7S具全電子快門,這次A7RII的像素大幅提升(資料量更多),仍能使用全電子快門,可見官方宣稱的增速40%確實有實效。不過A7RII是否像A7S在靜音模式時會降級12bit輸出,值得關注。
另外值得一提的是,更少的布線層訊號干擾、更大的感光元件開口率,可以減少RF廣角鏡大角度入射光所造成的紅閘問題。
因此,總結來說,A7RII採用BSI,高感能力應不會有傳言中驚人的表現;事實上Sony官方也在訪談中確認了這點,並表示A7RII的高感約和A7R相同或稍佳(但不要忽略A7RII的像素高於A7R)。BSI在全幅上真正的影響力,應為:(一)維持一定畫質的前提下增加像素;(二)提升資料傳輸能力,全面改善MILC迄今的許多限制。
當然,BSI並非毫無缺點。除了成本之外,Sony在2008年即表示:BSI會增加色彩混雜、像素死點的問題。Aptina的報告中也指出:BSI會導致更多的暗電流,以及藍光波長的光子轉換效益減弱。從Samsung NX1看來,這些問題在現今似乎已獲得解決,因此應不致太過擔心。
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2015-07-15 16:14:00
光的感應力還是取覺得像素井的體積,BSI就算把井從土裡挖到地面上來,井的容量一樣的話就還是一樣但是開口從地下跑到地上最大的受惠還是邊角的光能比較正正確的被感知道另外,相較於FSI,BSI的像素層理應有更多空間用來放置像
作者: filiaslayers (司馬雲)   2015-07-15 16:19:00
看到對高iso沒有太大幫助,就完全對a7r2滅火了
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2015-07-15 16:19:00
素井,但是SONY卻沒有這麼做,這樣的話雜訊干擾可能會更
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2015-07-15 16:20:00
進一步降低,再加上全銅佈線,以及佈線層空間變大,更會進一步降低雜訊吧
作者: NewTypeNeo (北大三國哥)   2015-07-15 16:22:00
全銅耐候能力會不會比全鋁差呀?
作者: ryu057 (Joe)   2015-07-15 16:25:00
作者: ienari (jimmy)   2015-07-15 16:27:00
銅製程的外面還會做隔離層以防氧化,銅製程在半導體用很多年了,可靠度是可以控制的
作者: mofox (foxx)   2015-07-15 16:29:00
外星科技
作者: Photobiotic   2015-07-15 16:34:00
所以高感還是要等A7s II,希望可以增進AF速度
作者: NewTypeNeo (北大三國哥)   2015-07-15 16:34:00
了解~感謝~
作者: linpo1206 (東區徐志摩)   2015-07-15 16:45:00
神帖留名
作者: loxjjgu (ゼノ)   2015-07-15 16:49:00
iso搭配縮圖視覺上應該也會有升級感吧
作者: JinFa22 (Jin)   2015-07-15 16:50:00
我記得銅製程的導入應該速度不是主要,而是鋁的電阻較大所引發的熱度,才是麻煩所在三星為了解決Power跟熱的問題,直接從180nm跳過90nm直接導入65nm + 銅製程.所以NX1才會有如此驚人的表現
作者: bennylie (LBN)   2015-07-15 16:57:00
看PTT長知識了
作者: aztec1234 (調適生活)   2015-07-15 17:12:00
Good. 有耐心寫這個的人不多了
作者: wellkom (wellkom)   2015-07-15 17:14:00
朝聖
作者: KRSmp (鶇)   2015-07-15 17:17:00
專業好文 長知識了
作者: ullaoda (新手上路)   2015-07-15 17:27:00
用心好文,朝聖
作者: kblover (聖貓天使)   2015-07-15 17:33:00
讚 簡單明瞭
作者: Juhnhood (約翰虎)   2015-07-15 17:45:00
這種神帖才是我真正佩服的高手,實在是感謝您!
作者: AKG5566 (5566不能亡)   2015-07-15 17:50:00
可以順便解釋一下 Canon 的感光元件出了什麼問題嗎?
作者: giannie (仙貝)   2015-07-15 17:51:00
作者: luswtin   2015-07-15 17:54:00
長知識,後悔當初沒讀理工組
作者: user1120 (使用者)   2015-07-15 17:58:00
推DPreview 上的 FSI/BSI 對照圖: http://goo.gl/KoerLk
作者: lantieheuser (lanti)   2015-07-15 18:01:00
推,解釋得很清楚。
作者: Oalnenya (*^*)   2015-07-15 18:09:00
話說FSI比較像人的視網膜結構...
作者: windblood (哈哈)   2015-07-15 18:11:00
專業給推!
作者: BlGP (ツンデレ大好!)   2015-07-15 18:14:00
原來如此!
作者: lantieheuser (lanti)   2015-07-15 18:18:00
前面推文提到的高感問題。基本上在 FF,甚至 APS-C片幅,有效提升高感的方法都是降低畫素。固然高畫素後再縮圖也可以在視覺上讓雜訊比例降低,但沒有元件上直接減少畫素有效。更別提動態範圍上的損失所以除非差了好幾代的製程,否則高畫素就等於低可用ISO。原則上,片幅升一級(大一倍)或像素砍一半,都可以讓可用 ISO 往上提升一級。
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2015-07-15 18:56:00
樓上說的有個盲點,不是減少畫素就能圖高感光度,而是要加大像素井,畫素降低只是這個動作下的副作用而已提高
作者: k268185 (k268185)   2015-07-15 18:58:00
專業給推
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2015-07-15 18:58:00
至於為什麼我說BSI可以在不減少畫素的情況下提高感光度是因為少了佈線層的遮蔽,像素井的可用空間就會變大了但是空間變大不代表製作者就一定會把像素加大,就目前的SONY官方發表來推斷,很可能幾乎沒有變動
作者: aquablue (LostStars)   2015-07-15 19:03:00
好文 感謝!
作者: sim3000 (西恩)   2015-07-15 19:19:00
https://flic.kr/p/v9er5y 原廠的BSI對照圖
作者: lantieheuser (lanti)   2015-07-15 19:22:00
我知道。只是對一般人來說,同一個世代的感光元件,大致用這個準則去判斷就可以了。高畫素和高感是相互牴觸的兩個元素,原則上不可兼得。
作者: E6300 (漂流木村拓哉)   2015-07-15 19:27:00
鋁的電阻哪裡會大www 我實驗室都可以把鋁做的跟銅一樣低
作者: aztec1234 (調適生活)   2015-07-15 19:31:00
然後實驗室的成果有porting到產線上並被大量生產驗證過可靠度嗎?
作者: tyf99 (呵呵)   2015-07-15 19:45:00
銀: 我準備好了,什麼時候換我上場?
作者: E6300 (漂流木村拓哉)   2015-07-15 20:03:00
其實有在產線TRY了啦銀完全不用考慮 銅+氮氣 還沒銀來的貴
作者: filiaslayers (司馬雲)   2015-07-15 20:04:00
那有人會告訴你他在實驗室可以把銅做到跟銀一樣低
作者: E6300 (漂流木村拓哉)   2015-07-15 20:16:00
把銅做到跟銀一樣低 這會得諾貝爾獎耶
作者: wtsph (Plz don't say u r 雷姬)   2015-07-15 21:05:00
把銅作的跟鋁一樣低 XDrz
作者: aztec1234 (調適生活)   2015-07-15 21:10:00
那就等Qualified後吧...沒Qua過的製程風險都是未知數
作者: kyo699 (GGman)   2015-07-15 21:12:00
專業推
作者: DESTINY0105 (晃)   2015-07-15 21:13:00
S粉長知識推!
作者: pussycat2009 (我不是女的)   2015-07-15 21:20:00
推!
作者: Asucks (我的老婆是超人)   2015-07-15 21:24:00
銅製程在很多方面都比鋁製程優,所以半導體才會導入+轉換
作者: arty (阿宏)   2015-07-15 21:32:00
淺顯易懂 推推
作者: tyf99 (呵呵)   2015-07-15 21:52:00
搞不好過幾年,電子產品裡裡外外都換成石墨烯了
作者: zhe01 (Zhe)   2015-07-15 21:54:00
作者: DDR2 ( ̄艸 ̄")   2015-07-15 22:12:00
我想看鋁的電阻和銅一樣低的文章在哪
作者: JinFa22 (Jin)   2015-07-15 22:12:00
IC製程中會用鋁的原因在於他的導電能力算不差,然後可以
作者: IloveBlack2 (我愛花媽花媽愛我)   2015-07-15 22:13:00
讓吳淑珍站起來
作者: JinFa22 (Jin)   2015-07-15 22:14:00
被酸蝕刻掉.再進入奈米製程導線微縮後的電阻越來越高採用銅製程是一個基於現有生產技術上,最快最經濟的方案只是三星來勢真的非常兇,目前Sony主流的APSC都是180nm三星直接採用65nm進入,有點類似之前三星搞記憶卡的玩法
作者: Yggspooky (spooky)   2015-07-16 00:16:00
感謝,上了一課。
作者: mark03004 (C.P.Mark)   2015-07-16 00:31:00
清晰易懂,優質好文,感謝您:)
作者: canandmap (地圖上的流浪者)   2015-07-16 00:43:00
推好文,也謝謝s大與l大的專業解說
作者: fcshden (軒仔)   2015-07-16 01:10:00
專業文推
作者: justherenjoy   2015-07-16 06:52:00
推專業
作者: chinfu1222 (44%的冬季無法剖析)   2015-07-16 08:03:00
好文!!
作者: kiffy (kk)   2015-07-16 09:14:00
專業好文!
作者: gwofeng (宮山洋行)   2015-07-16 09:25:00
你不要這麼專業好不好
作者: bryan107 (Bryan)   2015-07-16 10:05:00
專業好文
作者: attdave (用盡一生的愛)   2015-07-16 10:44:00
雖然完全看不懂但還是感謝專業文
作者: huangin (大黃)   2015-07-16 13:05:00
看完後覺得A7Rii更神啦
作者: ferrinatice (Fervent Apprentice)   2015-07-17 18:47:00
好文推

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