PS5详细硬件架构公布：极速SSD与全新GPU引领索尼新世代

时间：2020-03-19 12:48:03 来源：作者：网络

索尼今天（19 日）正式揭开了新一代主机 PS5 的技术面纱，由此前负责了 PS4 系统架构设计的 Mark Cerny 介绍了 PS5 硬件架构的基本理念，Eurogamer 旗下技术分析机构 Digital Foundry 就这部分信息进行了总结。

此次公开内容是面向游戏开发者的，因此包含大量技术向的内容和名词，并不含 PS5 具体功能，外观，或者游戏方面的有关内容。

PS5 正式硬件配置

CPU：8 核心 Zen 2，3.5GHz
GPU：定制 RDNA 2 架构，36 处理单元，2.23GHz，10.28TFlops
内存：256 位宽 GDDR6，448GB/s
内置存储：825GB 定制 SSD
数据吞吐量：5.5GB/s（基础），8-9GB/s（压缩数据）
存储扩展：NVMe SSD 插槽
外接存储扩展：USB 外置硬盘
光驱：4K UHD 蓝光光驱

PS5 的 CPU 和 GPU 技术基于 AMD 目前最新的 Zen 2 和 RDNA2，并且均运行在相当高的频率上。2.23GHz 的 GPU 频率将是 PS5 GPU 的上限，实际运行频率将随着负载的变化有所浮动。

由于 7nm FinFET 制程带来的晶体管密度提升，这 36 个 RDNA2 处理单元的总晶体管数与 58 个 PS4 GPU 处理单元相当，并且运行在数倍于 PS4 的频率上。

PS5的频率管理

从纸面上来看，PS5 据负载动态调整 GPU 频率的做法，似乎与 PC 领域 CPU 和 GPU 上常见的动态加速特性相似，但 Mark Cerny 表示，PS5 在功耗负载控制上采用了一种不同的做法。根据索尼方面的说法，所有 PS5 主机在处理相同的负载时表现出的实际性能将是完全一致的，无论外界温度如何，也就是说它不会因为发热问题而出现降频现象。

相反，PS5 的功耗管理使用了一套基于功耗目标的算法，依据整个散热结构的承载量设定一个固定的功耗预算，在整个功耗限制的框架内对 CPU 和 GPU 的频率进行调整。尽管不同主机最终成品的核心芯片会有些微的差异，索尼为 PS5 设定了一个 SoC 的基准值，以这个基准值作为所有 PS5 进行功耗平衡的计算标准。

这种与 Xbox Series X 更传统的频率计算方式截然不同的做法，可能让开发者们需要在进行性能测试时格外留意功耗墙带来的影响，但这也意味着 PS5 的 GPU 频率可以达到主机历史上前所未见的高度，这甚至是 AMD 目前的消费级 GPU 产品也望尘莫及的（RDNA 1.0 架构的特挑版本 5700 XT 50周年纪念版动态加速频率也在 2GHz 以下）。

GPU 不只是 TFlops

在特性层面，PS5 的 GPU 将与 AMD 尚未发布的 RDNA 2 架构桌面GPU拥有同等的渲染技术进步。名为 Geometry Engine 的新处理单元为开发者提供了更好的多边形控制能力和地形隐面消除能力，其针对着色器的多重优化和 Nvidia Turing 架构 GPU 和 RDNA 2 GPU 支持的网格着色（mesh shader）特性相似。

尽管 Cerny 并未提到深度学习或是可变倍率着色器（根据屏幕中玩家视线的重视程度调整着色器精度）相关的特性，他确认了 PS5 的 GPU 将同样拥有硬件实时光线追踪能力，和 AMD 尚未发布的桌面 GPU 保持一致，和新一代 Navi 桌面 GPU 以及 Xbox Series X 一样，PS5 的光线追踪模块将与着色器管线无缝链接，使得 PS5 可以实现目前 PC 已经存在的所有光线追踪特效：空间反射、环境光遮罩、光线追踪阴影、全局光照等等。

SSD 定义次世代

Mark Cerny 将演讲的大部分篇幅留给了 PS5 全新设计的 SSD 存储单元，而这块 SSD 也确实让人眼前一亮。

这块定制的 SSD 容量为 825GB，与我们常见的 1TB 或 500GB 有些不同，而这一独特的容量数字和其背后的闪存控制器技术直接相关，由于它并非基于市面已有的技术，而是采用了定制的 12 通道闪存控制器，因此 825GB 的容量也是直接对应的。

PS5 SSD 的闪存控制器通过 4 通道 PCIE 4.0 直接与 CPU 相连，通过支持行业标准的 ZLIB 硬件数据压缩标准，和著名游戏开发中间件研发商 RAD Game Tools 的 Kraken 数据格式，实现了在 5.5GB 的理论带宽下，可实际每秒传输 8 ~ 9GB 数据的惊人速度。

Cerny 表示，如果只看数据解压缩的能力，PS5 SSD 的控制器相当于 9 个 Zen 2 处理器核心的水平，而整个数据压缩与传输的过程对开发者来说是全程无需进行干预的。

PS5 将和 PS4 一样支持自行扩展存储，可以通过外接的 USB 硬盘直接运行兼容支持的 PS4 游戏。但如果你想扩展为 PS5 游戏准备的存储空间，就需要使用 NVMe 接口的 SSD。

但和 Xbox Series X 的做法不同，PS5 将支持市售型号的 NVMe SSD，前提是它们通过了索尼的读写速度认证（和尺寸认证，带有巨大散热片乃至散热风扇的 SSD 也许会塞不进去），这实际上意味着你需要等待 PCIE 4.0 标准的 NVMe SSD 更加普及，好在距离 PS5 的上市还有一段时间，随着 AMD 在桌面 CPU 市场的不断征服，PCIE 4.0 SSD 的普及相信只是时间问题。

兼容与音频

PS5 将以三种模式向下兼容 PS4 游戏，其中一种兼容模式将会增强 PS4 游戏的运行表现，另外两种将会以模拟 PS4 Pro 和 PS4 运行环境的方式兼容。官方确认新主机首发时将有大约 100 款游玩时间最长，最受欢迎的精选 PS4 游戏可以在 PS5 上运行。

同时官方也确认，未来更多 PS4 游戏会经过测试之后逐步加入 PS5 兼容库。