来自远古的“定时炸弹”：游戏机与纽扣电池的斗争史

2022-01-13 星期四

前言

从计算机发展开始，CMOS纽扣电池就伴随着电子设备的始终，电路板尤其是有时钟电路和底层BIOS需要保存SRAM设置和给时钟晶振供电的设备，都会有CMOS电池的设计，计算机如此，游戏机也如此，游戏卡带更是如此。
一块主板上的CMOS电池
而由于早期的可擦写芯片过于昂贵，廉价的SRAM+电池供电成为了很多游戏卡带保存游戏存档的通用配置。
一张带有SRAM和电池的GB卡带
当然，为了继续压缩成本，这块电池几乎不会有厂家采用可充电设置，而且大部分的电池均采用了特殊的压片式焊脚电池焊接在电路板表面。于是电池的寿命成了游戏的“大限”，很多好端端的游戏就这么的“自杀”了，而如何更换这块电池就成为了那么多年来玩家们的噩梦。
借着最近一直在和老游戏机老电脑作斗争，我就历数一下比较常见的设备电池的情况，和其恶心之处。

FC/NES

  • 作用：保持SRAM的存档
  • 普及率：少量需要复杂存档的游戏
  • 电池型号：CR2032引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方特定位置，穿透式焊盘
FC时代开始，部分游戏脱离了早期横版过关的简单内容，出现了需要存档的游戏，早期如《勇者斗恶龙》之流采用的是复杂的密码存档，十分麻烦。而从《塞尔达传说》等游戏开始，应该是游戏机发展过程中第一次出现存档电池。
为了节省成本这个时代的纽扣电池全都用的是CR2032引脚电池，由于采用了引脚，因此换电池成了一项麻烦的事情，尤其是大多数家用机游戏卡带采用了穿透式焊盘，即焊脚位于电路板背面，整个电池引脚穿过电路板的打孔再焊接在电路板上，如果换成电池座，意味着要贴到背面的焊盘上进行焊接，或者放弃贴片式电池座采用引线式电池座。
目前常见的卡带电池替代方案：贴片式电池座
FC卡带的设计比后来的SFC等机型要稍微复杂一点，并没有统一卡带外形，各厂家的都有一些差异。任天堂自家的比较好拆解，全部卡扣设计，但是FC的卡带并没有采用螺丝设计，而是卡扣设计，因此拆解还是需要胆大心细的，防止把卡扣拆坏。
标准任天堂自家卡带
而科乐美等第三方会把贴纸横跨上下外壳两边，这时候拆解就要费劲一点，容易吧贴纸撕破。但是科乐美需要存档的游戏不多，《魂斗罗》根本没有存档哈哈哈。
FC魂斗罗，贴纸横跨外壳
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 3/5（拆开就能看到，卡扣设计需要细心）
  • 对原设计的破坏度 2/5（需要拆除焊接，部分电池座需要焊接到背面）
  • 更换电池的专业度 3/5（需要拆解卡带焊接）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：3/5

世嘉SMS/世嘉MD

  • 作用：保持SRAM的存档
  • 普及率：大部分非世嘉本社需要存档的游戏
  • 电池型号：CR2032引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方特定位置，穿透式焊盘
世嘉虽然也是采用了当时的惯例使用电池+SRAM，而且采用了螺丝锁紧的设计，但是世嘉的卡带却设计的比较招人恨，日版MD和SMS卡带将螺丝孔隐藏在了背面的警告贴纸之下，如果要拆解卡带意味着要破坏那张警告贴纸，不过可以采用电吹风加热的方式软化贴纸胶水将贴纸暂时除下来。我试验了下还算成功，但是仍然很让人不舒服（美版的GENESIS卡带还算人性一点，螺丝裸露在外），一些比较珍贵的卡带只能让玩家望而却步了。
日版卡带的螺丝孔藏在这张贴纸之下
不过也有例外，世嘉当时有一些卡带使用了比较特别的存储芯片铁电芯片 （FRAM，ferroelectric RAM） ，因此可以达到现在类似闪存存储的存档方式，不再需要电池。可惜的是，只有部分世嘉本社游戏采用了这种存档方式，如索尼克系列。
索尼克系列卡带没有电池，不会掉档
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 5/5（贴纸的存在）
  • 对原设计的破坏度 2/5（需要拆除焊接，部分电池座需要焊接到背面）
  • 更换电池的专业度 3/5（需要拆解卡带焊接）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：5/5

SFC/SNES

  • 作用：保持SRAM的存档
  • 普及率：几乎全部游戏
  • 电池型号：CR2032引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方特定位置，穿透式焊盘
从SFC开始，卡带游戏也进入了大容量的内容丰富的时代，RPG游戏等需要存档的游戏大量增加，SFC的卡带也基本进入了普及电池的时代，但是很特别的是SFC的卡带电路设计的十分精巧，大量的游戏原配电池都没有消耗干净，也有玩家称SFC的电池有某种回充机制，不过至今没有人证实是真的。另外，SFC开始，任天堂的卡带也开始采用螺丝锁紧的方式了，只是任天堂采用的是六角螺丝，所以得用专门的螺丝刀去拆解。
除此之外，SFC卡带的电路板是反着放在卡带外壳内的，电路板背面安装贴片电池座再好不过了。
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 2/5（专用螺丝刀）
  • 对原设计的破坏度 3/5（需要拆除焊接，部分电池座焊接到背面需要破坏限位塑料板）
  • 更换电池的专业度 3/5（需要拆解卡带焊接）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：2/5

N64

  • 作用：保持SRAM的存档，部分游戏兼顾时钟电路
  • 普及率：除后期少量游戏的大部分游戏
  • 电池型号：CR2032引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方特定位置，穿透式焊盘
N64的卡带设计和SFC雷同，但是N64的卡带增加了一个金属屏蔽板，将电路板完全包在了金属屏蔽板内，所以显得非常沉重，除此之外螺丝等设计与SFC基本一致，外部采用六角螺丝，内部屏蔽板采用十字螺丝。
另外，由于N64后期开始普及EEPROM等可擦写存储芯片，如《超级马力欧64》等游戏已经不再使用电池+SRAM的设计，也不再需要换电池，但是《动物森友会》虽然也是EEPROM存档，不过却需要电池驱动时钟，但是就算电池没电，只要每次进入游戏后对时即可。
与SFC相同，N64卡带的限位槽也很多，因此建议把电池座安装在正面。
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 2/5（专用螺丝刀）
  • 对原设计的破坏度 3/5（需要拆除焊接，部分电池座焊接到背面需要破坏限位塑料板）
  • 更换电池的专业度 3/5（需要拆解卡带焊接）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：2/5

GB/GBC

  • 作用：保持SRAM的存档，部分游戏兼顾时钟电路
  • 普及率：几乎全部游戏
  • 电池型号：CR2025引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方特定位置
GB卡带是大家换电池最多的卡带了，因此不再过多介绍，CR1616贴片电池座也基本都安装在GB卡带上了。GB卡带因为空间较大，安装电池座的操作也比较简单，而GB卡带的螺丝采用的是SFC一样的六角螺丝。只不过GB是一个螺丝，GBC专用卡带是两个。
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 2/5（专用螺丝刀）
  • 对原设计的破坏度 1/5（需要拆除焊接）
  • 更换电池的专业度 3/5（需要拆解卡带焊接）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：2/5

GG

  • 作用：保持SRAM的存档
  • 普及率：部分需存档游戏
  • 电池型号：CR2032引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方特定位置
GG卡带的设计与GB卡带雷同，但是世嘉再度搞出了一个恶心的设计：引脚电池居然是V字型的，部分直线排列的电池座和电池要替换到GG卡带上，还需要接一段导线，可谓是反人类。好在只有部分GG游戏需要电池，大部分动作游戏都是不需要的……
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 2/5（专用螺丝刀）
  • 对原设计的破坏度 1/5（需要拆除焊接）
  • 更换电池的专业度 4/5（需要拆解卡带焊接，V字形焊盘设计需要飞线）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：4/5

NGP/NGPC

NGP是SNK对抗GB/GBC的掌机，可惜生不逢时功亏一篑，单手SNK当时财大气粗，除了部分不需存档的游戏，大部分游戏的存档都直接上了FLASH芯片，可谓大手笔，因为不存在电池，此处也就不多做介绍了。

世嘉SS

  • 作用：时钟、系统设置、游戏存档
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：位于后方扩展插槽处，有专用可拆卸盖
在32位主机里，只有世嘉的SS采用了比较特殊的设计，其主机内部具有存储空间，BIOS也有时钟设计，因此需要配备一块电池进行电力驱动，没有电的时候，存档会消失，时钟也会重置。当然，SS还具备特殊的存储卡，玩家可以把存档备份或直接保存在存储卡内，但是部分需要在存储卡插槽插入显存卡的游戏，还需要暂时把存档存在主机内。
SS的显存扩张卡
这次世嘉算是开窍了，这设计简直是游戏机的一股清流啊！终于有不用焊脚电池的设备了，自带电池座的设计可谓是不用玩家费心了。
打分：
  • 电池重要度：4/5（存档必须用，但可以直接存入存储卡，需要扩展卡的游戏则必须存在这里）
  • 拆装复杂度 1/5（打开后盖）
  • 对原设计的破坏度 1/5（无）
  • 更换电池的专业度 1/5（需要抠出电池，还是有点费劲的）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：0/5（清流）

GBA

  • 作用：保持SRAM的存档，《宝可梦》系列使用时钟电路
  • 普及率：极少量游戏
  • 电池型号：CR1616引脚电池
  • 安装方式：位于卡带电路板上方，横跨ROM芯片。
GBA时代开始，EEPROM和FLASH芯片价格开始下降，游戏卡带终于开始逐渐摆脱SRAM了，但是早期游戏还是用SRAM的 ，如《火焰纹章》、《恶魔城》等，另外，盗版游戏为了节省成本，依然在使用SRAM+电池的构造。
GBA正版卡带采用的是Y字型螺丝，因此仍然需要特殊螺丝刀进行拆解，而且由于GBA卡带的空间窄小，与GB/GBC的电路板有专门的一块空间给电池相比，GBA卡带的焊脚电池大多是横跨在ROM芯片上焊接的，电池正负极距离芯片的引脚非常近，所以在更换电池时需要做到手不抖，稳准狠，比起GB卡带要稍微要求一点技术。
而像《宝可梦》之类具备真实时钟的游戏，即便存档使用了FLASH，仍然存在一块电池用于驱动RTC时钟，因此仍需要换电池，具体的知识参考我这篇文章： 卡带之痛：GBA《宝可梦》时钟电路漏洞。
宝可梦系列即便是FLASH存档，仍然需要电池驱动时钟
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 2/5（专用螺丝刀）
  • 对原设计的破坏度 1/5（需要拆除焊接）
  • 更换电池的专业度 4/5（需要拆解卡带焊接，横跨芯片需要细心）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：5/5（可改成贴片式/引线式电池座）
  • 恶心度：3/5

WonderSwan

  • 作用：存档
  • 电池型号：CR1616引脚电池
  • 安装方式：位于电路板正面特定位置，金属片式电池卡扣。
WS/WSC是万代同GBA竞争的掌机，可惜其最后没能走出日本，销量也逊于GBA。WS的卡带设计和GBA雷同，但是给电池配备了特殊的电池卡扣，而不是直接焊接，这点比GBA要好得多，但是由于卡扣是特别薄的金属片，需要用工具撬起才能更换电池，仍然需要防止把卡扣翘变形才行。另外，部分后期卡带为了节省成本采用了邦定封装芯片（俗称牛屎块），在拆卸时需要注意不要破坏牛屎块的封装。
打分：
  • 电池重要度：5/5（存档必须用）
  • 拆装复杂度 1/5（比GBA简单）
  • 对原设计的破坏度 1/5（不需焊接，但需要翘起卡扣）
  • 更换电池的专业度 2/5（需要翘起卡扣）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：2/5

神游机

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR1216引脚电池
  • 安装方式：位于电路板右下角
无法直视神游的设计，弄一块极小的电池糊弄事，而且最主要的是电池没电，时钟立刻错乱，所有买《动物森友会》的玩家都会遭殃。而且其电路板十分脆弱，很容易把排线折断，虽然可以改造成电池座，但是拆装起来依然要十分细心。
打分：
  • 电池重要度：4/5（《动物森友会》必须用）
  • 拆装复杂度 5/5（多层电路板）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要拆除焊接）
  • 更换电池的专业度 4/5（需要焊接）
  • 拆解后复原难度 4/5
  • 可改造性：5/5（可改成引线式电池座）
  • 恶心度：5/5

世嘉DC

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：三引脚可充电ML2042电池
  • 安装方式：位于手柄主控板上焊接
DC比较贴心的采用了充电电池，但是虽然是充电电池，大部分依然会因为多次充电而失效，而由于是三脚电池，更换起来也比较麻烦，现在的电玩店大多将其更换为三脚立式电池座。好在这块电池也就管管时钟了，每次断电开机后重置一下时钟即可。
打分：
  • 电池重要度：2/5（时钟，设定）
  • 拆装复杂度 3/5（打开上盖比较麻烦）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要拆除焊接）
  • 更换电池的专业度 4/5（需要焊接）
  • 拆解后复原难度 3/5
  • 可改造性：5/5（可改成电池座）
  • 恶心度：3/5

XBOX

  • 作用：时钟
  • 电池型号：电解电容
  • 安装方式：位于主板上焊接
XBOX虽然使用的不是电池而是电解电容作为“电池”驱动时钟，但是XBOX有一个致命缺陷：早期美版XBOX（初始系统版本为1.0的机器）使用的是一块非常劣质的电容，很多机器的电容在几年后就潮解失效，之后漏液腐蚀主板，导致大量玩家不得不拆机卸掉电容。
这腐蚀太吓人了
只有后期改良版机器（系统为1.04）和日版机使用了高品质电容，才解决了这一问题，但是仍然让玩家心有余悸。
打分：
  • 电池重要度：5/5（虽然只是时钟，但是可能会导致主机报废）
  • 拆装复杂度 4/5（打开上盖比较麻烦）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要拆除焊接，可能需要破坏保修标签）
  • 更换电池的专业度 4/5（需要焊接）
  • 拆解后复原难度 4/5
  • 可改造性：5/5（可改成电池座）
  • 恶心度：5/5

NGC

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032引脚电池
  • 安装方式：位于手柄主控板上，穿透式焊盘
任天堂的第一次把时钟电路做到了主机里，设计也与DC类似，但是却仍然使用的是卡带那样的一次性电池，而且是穿透式焊盘，改造电池座仍然需要一点麻烦。
打分：
  • 电池重要度：2/5（时钟，设定）
  • 拆装复杂度 3/5（打开上盖比较麻烦）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要拆除焊接）
  • 更换电池的专业度 4/5（需要焊接）
  • 拆解后复原难度 3/5
  • 可改造性：5/5（可改成电池座）
  • 恶心度：3/5

PS2 10000-50000型（厚机）

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：主板中央电池座
我觉得索尼根本就没考虑这块电池早晚有失效的一天，虽然是电池座却藏在了主板严严实实的地方，不破坏封签基本是看不到这块电池的，所以说大部分玩家也不会费心去换了，反正只管时钟罢了。
打分：
  • 电池重要度：2/5（时钟，设定）
  • 拆装复杂度 5/5（需要把整个主板拿出来）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度 1/5（电池座）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：5/5

PS2 70000型

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032-LC1包胶引线电池
  • 安装方式：主板中央引线插座
70000型的设计和之前的反而反过来，比较类似PS3，设计在明处，不过却用的是CR2032-LC1包胶引线电池，特制插座电池，很难买到，同样大部分玩家也不会费心去换 。
打分：
  • 电池重要度：2/5（时钟，设定）
  • 拆装复杂度 5/5（需要把整个主板拿出来）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度 5/5（需要购买专用电池）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：5/5

PS2 90000型

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：主板中央电池座
由于90000型主板再度精简，所以又回到了之前的结构，当然同样玩家也不会老考虑去换这块电池了。
打分：
  • 电池重要度：2/5（时钟，设定）
  • 拆装复杂度：5/5（需要把整个主板拿出来）
  • 对原设计的破坏度：4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度：1/5（电池座）
  • 拆解后复原难度：5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：5/5

Xbox 360/Xbox ONE/XSX

  • 作用：时钟
  • 电池型号：电解电容
  • 安装方式：位于主板上焊接
微软仍然坚持使用电容驱动时钟，这点比较好，而且由于使用了优质电容，也不会产生初代XBOX那样的潮解问题。这里就不多做介绍了。

Wiii/WiiU

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：电池夹
终于见到比土星还清流的电池设计了，Wii和WiiU的电池仅需要把螺丝卸掉，抽出电池夹即可，可以说是清流中的清流。
  • 电池重要度：1/5（时钟）
  • 拆装复杂度 1/5（打开电池夹）
  • 对原设计的破坏度 1/5（无）
  • 更换电池的专业度 1/5（无）
  • 拆解后复原难度 1/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：0/5（清流）

PS3-1000

  • 作用：时钟
  • 电池型号：CR2032-LC1包胶引线电池
  • 安装方式：主板中央引线插座
同PS2 70000型设计，特制电池，难以购买和更换，但是电池没电可能会导致离线玩游戏失效，因此还是有点作用的，不过设定了自动化网络时钟后，应该就没什么问题了，因此还算可以忽略。
打分：
  • 电池重要度：4/5（时钟，设定，离线游戏）
  • 拆装复杂度 5/5（需要把整个主板拿出来）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度 5/5（需要购买专用电池）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：5/5

PS3-2000及之后机型

  • 作用：时钟
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：主板电池座
索尼看来就只考虑这两种设计来回交替了，不过这次PS3在钢架留了开孔，不用把主板整个拆下来了。
打分：
  • 电池重要度：4/5（时钟，设定，离线游戏）
  • 拆装复杂度 4/5（需要拆解到露出钢架）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度 1/5（电池座）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：4/5

PS4/PS4 PRO/PS4 SLIM

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：主板电池座
又是索尼特色，这次PS4全部使用了主板电池座的设计，非常麻烦，而且仍然存在时钟电池失效就无法离线游戏的问题。
打分：
  • 电池重要度：4/5（时钟，设定，离线游戏）
  • 拆装复杂度 5/5（需要把整个主板拿出来）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度 1/5（电池座）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：5/5

PS5

  • 作用：时钟和系统设置
  • 电池型号：CR2032电池
  • 安装方式：主板电池座
索尼依旧不长记性，仍然采用了纽扣电池设计，可见PS5依然要面对电池耗尽的痛苦之处了……
打分：
  • 电池重要度：4/5（时钟，设定，离线游戏）
  • 拆装复杂度 5/5（需要把整个主板拿出来）
  • 对原设计的破坏度 4/5（需要破坏封签）
  • 更换电池的专业度 1/5（电池座）
  • 拆解后复原难度 5/5
  • 可改造性：忽略
  • 恶心度：5/5

结语

随着SRAM逐渐退出存档舞台，纽扣电池也渐渐的从玩家眼前消失了，而且掌机也逐渐进入了可充电的锂电时代。但是大部分没有锂电构造的家用机，为了在断电后保留一定的数据以及驱动时钟，仍然需要在主板上安装这块电池，于是这块纽扣电池的阴影又要继续下去了。
真的只希望游戏厂商不要只顾成本，只顾利益，将电池的设计稍微人性化一点，对怀旧玩家稍微好一点吧……
本文部分图片来自网络

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