PS5詳細硬體架構公佈：極速SSD與全新GPU

索尼今天（19 日）正式揭開了新一代主機 PS5 的技術面紗，由此前負責了 PS4 系統架構設計的 Mark Cerny 介紹了 PS5 硬體架構的基本理念，Eurogamer 旗下技術分析機構 Digital Foundry 就這部分資訊進行了總結。

此次公開內容是面向遊戲開發者的，因此包含大量技術向的內容和名詞，並不含 PS5 具體功能，外觀，或者遊戲方面的有關內容。

PS5 的正式硬體配置如下：

• CPU：8 核心 Zen 2，3.5GHz
• GPU：定製 RDNA 2 架構，36 處理單元，2.23GHz，10.28TFlops
• 記憶體：256 位寬 GDDR6，448GB/s
• 內建儲存：825GB 定製 SSD
• 資料吞吐量：5.5GB/s（基礎），8-9GB/s（壓縮資料）
• 儲存擴充套件：NVMe SSD 插槽
• 外接儲存擴充套件：USB 外接硬碟
• 光碟機：4K UHD 藍光光碟機
  

PS5 的 CPU 和 GPU 技術基於 AMD 目前最新的 Zen 2 和 RDNA2，並且均執行在相當高的頻率上。2.23GHz 的 GPU 頻率將是 PS5 GPU 的上限，實際執行頻率將隨著負載的變化有所浮動。

由於 7nm FinFET 製程帶來的電晶體密度提升，這 36 個 RDNA2 處理單元的總電晶體數與 58 個 PS4 GPU 處理單元相當，並且執行在數倍於 PS4 的頻率上。

PS5的頻率管理

從紙面上來看，PS5 據負載動態調整 GPU 頻率的做法，似乎與 PC 領域 CPU 和 GPU 上常見的動態加速特性相似，但 Mark Cerny 表示，PS5 在功耗負載控制上採用了一種不同的做法。根據索尼方面的說法，所有 PS5 主機在處理相同的負載時表現出的實際效能將是完全一致的，無論外界溫度如何，也就是說它不會因為發熱問題而出現降頻現象。

相反，PS5 的功耗管理使用了一套基於功耗目標的演算法，依據整個散熱結構的承載量設定一個固定的功耗預算，在整個功耗限制的框架內對 CPU 和 GPU 的頻率進行調整。儘管不同主機最終成品的核心晶片會有些微的差異，索尼為 PS5 設定了一個 SoC 的基準值，以這個基準值作為所有 PS5 進行功耗平衡的計算標準。

這種與 Xbox Series X 更傳統的頻率計算方式截然不同的做法，可能讓開發者們需要在進行效能測試時格外留意功耗牆帶來的影響，但這也意味著 PS5 的 GPU 頻率可以達到主機歷史上前所未見的高度，這甚至是 AMD 目前的消費級 GPU 產品也望塵莫及的（RDNA 1.0 架構的特挑版本 5700 XT 50周 年紀念版動態加速頻率也在 2GHz 以下）。

GPU 不只是 TFlops

在特性層面，PS5 的 GPU 將與 AMD 尚未釋出的 RDNA 2 架構桌面GPU擁有同等的渲染技術進步。名為 Geometry Engine 的新處理單元為開發者提供了更好的多邊形控制能力和地形隱面消除能力，其針對著色器的多重優化和 Nvidia Turing 架構 GPU 和 RDNA 2 GPU 支援的網格著色（mesh shader）特性相似。

儘管 Cerny 並未提到深度學習或是可變倍率著色器（根據螢幕中玩家視線的重視程度調整著色器精度）相關的特性，他確認了 PS5 的 GPU 將同樣擁有硬體實時光線追蹤能力，和 AMD 尚未釋出的桌面 GPU 保持一致，和新一代 Navi 桌面 GPU 以及 Xbox Series X 一樣，PS5 的光線追蹤模組將與著色器管線無縫連結，使得 PS5 可以實現目前 PC 已經存在的所有光線追蹤特效：空間反射、環境光遮罩、光線追蹤陰影、全域性光照等等。

SSD 定義次世代

Mark Cerny 將演講的大部分篇幅留給了 PS5 全新設計的 SSD 儲存單元，而這塊 SSD 也確實讓人眼前一亮。

這塊定製的 SSD 容量為 825GB，與我們常見的 1TB 或 500GB 有些不同，而這一獨特的容量數字和其背後的快閃記憶體控制器技術直接相關，由於它並非基於市面已有的技術，而是採用了定製的 12 通道快閃記憶體控制器，因此 825GB 的容量也是直接對應的。

PS5 SSD 的快閃記憶體控制器通過 4 通道 PCIE 4.0 直接與 CPU 相連，通過支援行業標準的 ZLIB 硬體資料壓縮標準，和著名遊戲開發中介軟體研發商 RAD Game Tools 的 Kraken 資料格式，實現了在 5.5GB 的理論頻寬下，可實際每秒傳輸 8 ~ 9GB 資料的驚人速度。


Cerny 表示，如果只看資料解壓縮的能力，PS5 SSD 的控制器相當於 9 個 Zen 2 處理器核心的水平，而整個資料壓縮與傳輸的過程對開發者來說是全程無需進行干預的。

PS5 將和 PS4 一樣支援自行擴充套件儲存，可以通過外接的 USB 硬碟直接執行相容支援的 PS4 遊戲。但如果你想擴充套件為 PS5 遊戲準備的儲存空間，就需要使用 NVMe 介面的 SSD。

但和 Xbox Series X 的做法不同，PS5 將支援市售型號的 NVMe SSD，前提是它們通過了索尼的讀寫速度認證（和尺寸認證，帶有巨大散熱片乃至散熱風扇的 SSD 也許會塞不進去），這實際上意味著你需要等待 PCIE 4.0 標準的 NVMe SSD 更加普及，好在距離 PS5 的上市還有一段時間，隨著 AMD 在桌面 CPU 市場的不斷征服，PCIE 4.0 SSD 的普及相信只是時間問題。

相容與音訊

PS5 將以三種模式向下相容 PS4 遊戲，其中一種相容模式將會增強 PS4 遊戲的執行表現，另外兩種將會以模擬 PS4 Pro 和 PS4 執行環境的方式相容。官方確認新主機首發時將有大約 100 款遊玩時間最長，最受歡迎的精選 PS4 遊戲可以在 PS5 上執行。

同時官方也確認，未來更多 PS4 遊戲會經過測試之後逐步加入 PS5 相容庫。


最後，Mark Cerny 還花了不少的篇幅來介紹 PS5 的音訊引擎 Tempest Engine。

簡而言之，PS5 的定製音訊解決方案從 PS3 Cell 處理器的 SPU 部分獲得了靈感，音質獲得了大幅提高，配合名為 HRTF 的定製化音訊定位技術，PS5 將能夠提供遠超 PS4 7.1 環繞聲的音訊處理與定位效果，讓玩家準確感知每個聲音的方向。

首發向下相容約100款主流PS4遊戲

與此同時，官方也同時確認 PS5 在首發時只能相容約 100 款比較流行的 PS4 遊戲。

PS5 將以三種模式向下相容 PS4 遊戲，其中一種相容模式將會增強 PS4 遊戲的執行表現，另外兩種將會以模擬 PS4 Pro 和 PS4 執行環境的方式相容。

PS5 首席構架師 Mark Cerny 表示，他們需要對每款 PS4 遊戲挨個單獨進行測試，以確保它們在新主機上能夠正常執行。他們預計新主機首發時將有大約 100 款遊玩時間最長，最受歡迎的精選 PS4 遊戲可以在 PS5 上執行。不過目前還沒有未公佈首發時具體相容遊戲的名單。

最後，官方也確認，未來更多 PS4 遊戲會經過測試之後逐步加入 PS5 相容庫，但現在還沒有說明數量和頻率。

來源：VGtime
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