2014年01月16日08:27
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“PlayStation 3”（PS3）上市大約有7年了。新一代機型“PlayStation 4”（PS4）也於2013年11月在北美上市。截至2013年12月1日，已累計供貨210萬台，實現了開門紅。《日經電子》拆解了北美版PS4，在外部技術人員的協助下，對其硬件方面採取的措施進行了分析。同時還採訪了PS4的硬件開發人員，對PS4有了更深入的了解。
“PlayStation 3（每次改良時）在很多方面都進行了挑戰。PS4是PS3的集大成”——在PS4的開發中負責熱設計和機械設計等的鳳康宏（索尼計算機娛樂公司（SCE）第一事業部 設計部五課課長）自信地說。
體現PS4硬件完成度之高的就是尺寸。PS4的外形尺寸約為305mm×275mm×53mm，控制在了與現行版PS3的290mm×230mm×60mm接近的程度。以往比原機型提高了性能的新款台式游戲機、尤其是第一代機型一般都會比較大。
據說PS4在開發初期階段尺寸也比較大。SCE的鳳康宏稱：“把想要實現的功能單純地加在一起估算，尺寸約為目前的1.5倍。”后來進行了多方面的改良，削減到了與現行版PS3差不多的程度。
對削減PS4的體積做出貢獻的因素之一是採用了簡單的內部構造。PS4沿用了PS3精益求精的內部構造，進一步改善了主板布局、電源部及冷卻機構（風扇、翅片和散熱片）等。
從PS3上沿襲的內部構造具體為，橫著排列電源模塊、冷卻機構和藍光光盤（BD）驅動器，在其上方設置主板，然后再用金屬板蓋住主板（圖1）。本文將介紹通過對北美版PS4的硬件分析以及對SCE採訪所獲悉的信息。SCE稱，PS4採用的部件基本都是從多家公司採購的。因此，除了本文介紹的企業以外，還有從其他公司採購部件的可能性。報道中的企業名使用的是部件上印著的名字。
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圖1：簡單的內部構造 PS4採用簡單的構造。並排設置了電源模塊、冷卻機構、藍光光盤驅動器。上面配置用金屬板夾住的主板。用戶可以更換硬盤。 |
主板和處理器：簡潔的布局
主要的半導體和電子部件等安裝在主板上。主板尺寸與現行版PS3基本相同，不過PS3為6層，而PS4增加到了8層。
與內部構造一樣，主板布局也非常簡潔。把CPU和GPU配備到一枚芯片上的主處理器安裝在主板背面，因此正面安裝的半導體芯片尤其少（圖2）。隻有主處理器用GDDR5內存、CPU/GPU用電源管理IC、HDMI用發送LSI、USB 3.0 Hub控制器LSI等芯片。因此可以看到很多空著的空間。
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圖2：主板正面閑置空間較大 主板正面安裝的半導體芯片非常少。隻有HDMI用發送LSI、GDDR5內存、CPU/GPU用電源管理、USB 3.0集線器控制器。PS4在運行時，機殼表面有一部分會發光，作為光源的LED也安裝在主板正面。部件用途、企業名稱和型號等由《日經電子》推測。 |
不過，這些空間是有用處的。其下方鋪設了電線等，用來把通過電源模塊進行AC-DC轉換的電力發送到主板上的CPU/GPU用電源電路。
主板背面的半導體芯片中比較引人關注的是主處理器、主處理器用GDDR5內存（GDDR5內存）、“二次定制芯片”（以下稱子處理器）、系統控制器IC四種（圖3）。
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圖3：在主板背面配備主要部件 PS4的主板背面安裝了主處理器、子處理器、CPU/GPU用電源電路、無線LAN模塊以及多種連接器等主要部件。主板上的兩處圖案用作無線LAN天線。部件用途、企業名稱和型號等由《日經電子》推測。 |
其中，子處理器是用來執行輕負荷處理的LSI。用於控制存儲器、網絡、BD驅動器及外部接口等的輸入輸出。負荷較輕的處理包括用於視頻和游戲等的內容下載及更新的通信處理、為USB連接的PS4用控制器充電等。執行這些處理時，盡量不動用主處理器，以抑制耗電量。
系統控制器IC用於控制主處理器和子處理器的動作。例如，根據用戶的操作，判斷是運行主處理器還是運行子處理器。在PS4啟動時，先於主處理器和子處理器啟動的也是系統控制器IC。
採用系統控制器IC是為了大幅削減待機功耗。SCE第一事業部 設計部二課林原正憲介紹說，尤其是“歐洲的規定（從2013年開始），要求實現0.5W以下的待機功耗，因此採用了系統控制器IC”。
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