深入了解PlayStation 5 Pro:探究有史以來最先進的PlayStation主機

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深入了解PlayStation 5 Pro:探究有史以來最先進的PlayStation主機

 全面解析PS5 Pro所搭載的尖端科技與創新技術。

PlayStation 5 Pro是迄今為止最具創新性的PlayStation主機,透過升級版GPU、進階光線追蹤技術,以及PlayStation光譜超解析度(PSSR)等功能,將遊戲體驗提升至全新境界。PSSR是以AI驅動的升頻技術,可在高幀率的遊戲過程中呈現極致清晰的畫面。今天,我們將帶來這款主機的內部構造詳解,就由Sony Interactive Entertainment的兩位工程師——PS5 Pro機械設計負責人Shinya Tsuchida與PS5 Pro電機設計負責人Shinya Hiromitsu——來深入解析這台主機背後的創新技術與設計理念。

*本文所提之「原版PS5」指的是2020年推出的PlayStation 5型號;「現行版PS5」指的則是2023年推出的型號;而「PS5 Pro」則為2024年推出的型號。

*請勿在家模仿,自行拆解主機。此舉可能導致火災、觸電或其他傷害風險,且將使您的主機保固失效。 

外觀設計採用三條明顯的水平線條 

Tsuchida:在開始拆解之前,我想先介紹一下PS5 Pro的外觀設計。由於PS5 Pro是款高效能主機,因此需要更多空氣來進行散熱。這三條醒目的開口是新的氣流通道,在原版PS5與現行版PS5上都沒有出現過。這項設計是工程師與設計師經過多次討論後共同發想出來的,而我們內部的工程團隊稱之為「刀鋒(blades)」。這些開口不僅增強了空氣流動,也是機身設計上的一大特色。

原版PS5(左)、現版PS5(中)以及PS5 Pro(右)的外觀設計比較。PS5 Pro的尺寸比原版PS5略小一點。

 PS5 Pro的造型與PS5家族的其他產品一致,其獨特「三刀鋒」設計,有助於提高通風效果。

主機本體與外殼間的「格柵」讓主機運作時更安靜

Tsuchida:在PS5 Pro的內部,主機本體與外殼之間有一道稱為「格柵(louver)」的結構,看起來就像幾排細長的格柵或鰭片。這是外觀設計的一部分,同時也能減少風扇噪音從主機前方傳出。由於多數玩家在遊玩時會面向主機正面,因此我們特地做了這項設計,好讓玩家不會那麼容易聽見風扇的運轉聲。

背面設計變更,提升散熱效率

Tsuchida:接著,我們來看看主機的背面。我們在設計時非常重視I/O連接埠的種類與排列方式。由於電源按鈕是每個人都會用到的,因此我們歷屆設計團隊都有一個共識,那就是當主機垂直擺放時,電源鍵應該設在下方而不是上方。另一方面,HDMI、LAN和USB連接埠的位置比現行版PS5稍微往上移了一點,這是因為PS5 Pro採用了高密度電路設計的主機板,所以必須調整各個連接埠的位置來配合內部配置。

通風孔(散熱孔)的表面面積也比其他PS5機型更大,而空氣會從主機的背部與底部進行吸入與排出。進氣與排氣孔的大小對通風效率影響極大,我們在前期研究中就確認要將開孔加大來提升散熱表現,因此與設計團隊討論後便決定了尺寸。

拆解開始

Tsuchida:那我們開始拆解吧。和以往的PS5型號一樣,主機上方設有方便清理灰塵的集塵區;下方則設有M.2 SSD插槽、光碟機端子,以及用來安裝鈕扣電池的開口。

Tsuchida:固定電池的螺絲特別設計成附在電池護蓋的樣子,來防止螺絲遺失或被誤吞,此為安全性方面的細心設計。

全新風扇:安靜提升散熱效率 

Tsuchida:拆掉風扇的連接線後,我們現在可以拆下葉片結構與內殼,然後我也會把風扇拆下來。如我先前所說,PS5 Pro需要更強的氣流來降溫,因此這次的風扇在設計上特別著重於提升散熱效率,使風扇的整體大小比現行版PS5更大。

PS5 Pro的風扇(左)與現版PS5機型的風扇(右)比較

Tsuchida:這兩個風扇的葉片數量雖然相同,但我們重新設計了葉片的形狀來提升效能。仔細看的話,就會發現每片葉片之間還有更小的葉片。一般來說,只要風扇的散熱效率好,就算是優秀的風扇了;但我們的目標不僅如此——我們希望這個風扇能「靜靜地」提供強勁氣流。在其他裝置上,只要風扇的風量大,就算噪音大一點通常也還能接受,但這對遊戲主機來說,卻會干擾玩家體驗。我認為,這種兩者兼顧的設計概念正是PlayStation主機特有的哲學。

抑制電磁干擾的螺絲配置

Tsuchida:現在我們來拆更裡面的金屬遮罩。這個遮罩用了大量螺絲固定在主機板上,而這麼做其實是有原因的:那就是因為,主機板上的多數元件都會產生電磁干擾。這種干擾可能會影響附近的電子裝置,例如智慧型手機,甚至導致其無法正常運作。因此,我們必須將電磁放射量控制在一定的範圍內。而這些固定遮罩的螺絲正是經過精密配置,能降低電磁干擾。

進化的主機板,更強大的遊戲體驗

Tsuchida:拆掉上下兩層金屬遮罩後,就能看到PS5 Pro的主機板了。PS5系列主機的一大特點,就是在主處理器上使用導熱性能極佳的液態金屬作為導熱介面材料(TIM)。在進入細節之前,我先用一塊尚未塗抹液態金屬的主機板來講解一下。 

PS5 Pro的主機板比現行版PS5還要大。現行版PS5的主機板在風扇位置是曲面的,而PS5 Pro為了支援更強大的性能,電路數量也有所增加,因此主機板面積變大,風扇的位置也跟著調整。正如我之前提到的,你也會發現主機背後的I/O連接埠位置與現行版PS5不太一樣。

PS5 Pro的主機板頂部。

現版PS5機型的主機板頂部。

Hiromitsu:主機板中央的大型晶片是系統單晶片(SoC),負責處理高解析度、高幀率的畫面渲染,包括以AI強化解析度的PlayStation光譜超解析度(PSSR)技術,可提供極致清晰的遊戲畫面。為了讓這顆SoC發揮最大效能,PS5 Pro的電源供應線也比現行版PS5強化了不少,

而且主機板層數也比現行版PS5多。如果仔細看現行版PS5的主機板表面,會看到SoC和記憶體之間的走線痕跡;但在PS5 Pro上,這些走線幾乎看不到。這是因為PS5 Pro的主機板設有額外的內部層,使訊號路徑能從內層更高效地傳輸資料,提升記憶體效能。

現在來比較主機板的背面,主要的差異是環繞SoC的記憶體數量從八個增加到了九個。截至目前為止,所有PS5主機都是搭載八個GDDR6高速記憶體晶片,負責處理遊戲的高速渲染,以及其餘作業系統的低速運算任務。在PS5 Pro中,我們加入了第九個DDR5記憶體,專門處理這些較低速的作業,其餘八個GDDR6則專心負責遊戲所需的高速渲染。而且這批GDDR6記憶體也改良過,比之前的機型所搭載的更快。 

PS5 Pro的主機板背部。除了8顆環狀排列的GDDR6,右上角還增加第9顆DDR5記憶體晶片(照片中紅圈處)。

現版PS5機型的主機板背部。

液態金屬的創新運用成為PS5後續機型的核心技術。 

Tsuchida:當時,在原版PS5中使用液態金屬作為TIM相當具有挑戰性。因為液態金屬的散熱效能遠高於傳統TIM,所以我們經過了各種安全測試後才正式採用。

當初在設計原版PS5時,我們花了不少時間研究隔熱問題。PS5 Pro雖然基本架構相同,但在液態金屬塗佈區新增了細小的導流溝槽,讓導熱表現更穩定。我們在開發原版PS5時,就預見到半導體將持續進化,變得密度更高,因此那時我們便相信液態金屬會在未來扮演關鍵角色。事實證明我們的判斷是對的,而這項技術也成為PS5 Pro的設計核心。

液態金屬接觸面新增了細溝槽,以實現穩定的冷卻效果。

打造輸出更高、功率更大的電源供應器

Hiromitsu:這就是PS5 Pro的電源供應器。與現行版PS5相比,PS5 Pro的電源輸出多了大約48瓦,體積也更大。每一代PS5的彎曲式電源供應器都經過精心設計,能完美貼合機殼。順帶一提,這顆電源底部還刻有「Sony Interactive Entertainment」字樣,方便判斷上下方向。雖然玩家顯然不太會看到這部分,但這個小細節能在主機垂直擺放時,幫助確認正確朝向。

精準配置的散熱器

Tsuchida:散熱導管使用銅材製成,銀色部分的散熱鰭片則是鋁製,能有效導熱,而其餘的灰色部分則為鋼材。

由於PS5 Pro的效能更強,主機所需的散熱效率也更高,因此搭載了更多的熱導管。這些導管貼近SoC,可將熱度傳導至兩側分離的散熱鰭片區塊。散熱器的效能與其擺放位置大有關聯,我們也因此付出了很多努力來尋找最理想的配置。

採用Wi-Fi 7,連線更迅速

Hiromitsu:在主機板的頂部可以看到Wi-Fi 7模組。Wi-Fi 7是2024年新發布的無線標準,有鑑於其高效能與未來潛力,我們決定在PS5 Pro上率先採用。

PS5 Pro的開發時間早於Wi-Fi 7的正式發布,因此驗證過程也遇上了不少挑戰。但幸好我們仍然順利完成認證,成功讓PS5 Pro成為首批採用Wi-Fi 7的遊戲主機,並在支援該技術的地區準時推出。

主機板頂部右下方的白色區塊是Wi-Fi 7模組,天線就在它底下。

今天就到此為止!希望各位喜歡這次的PS5 Pro內部結構探索。每一個零件都需要彼此緊密配合,才能實現這台主機的創新功能,帶來令人驚豔的畫面與流暢的遊戲體驗。

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