2014年01月21日08:26
冷卻機構：根據流速變更翅片間隔
PS4的冷卻機構為提高冷卻效果採用了很多改善對策。PS4從機身外周部的吸氣口吸入的空氣依次經過冷卻扇、冷卻翅片和電源模塊，從機身背面的排氣口排出（圖8）。
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圖8：從一處排氣 PS4從機身背面的排氣口排放冷卻扇吸進的空氣。風依次流經冷卻扇、冷卻翅片、電源模塊。（CG：SCE） |
一般情況下，風扇的下游會產生比大氣壓高的“正壓”，而上游產生比大氣壓低的“負壓”。為了不讓正壓區的空氣流向負壓區，把正壓區獨立起來。具體來說就是採用了連接風扇、冷卻翅片和電源模塊的構造。
PS4的這種熱設計沿襲了現行版PS3。隻不過PS4進一步實施了改進。首先，設法從外周的吸氣口高效吸入空氣。SCE的鳳康宏自信地說，“實現了比歷代任何PS3都低的空氣阻力值”。
其次，根據空氣的速度（流速）改變了冷卻翅片的翅片間隔。在流速快的區域把翅片間隔稍微擴大到約2mm，而在流速慢的區域則縮到約1.3mm（均為《日經電子》實際測量的值）。PS4採用的離心型風扇的排氣口流速分布不均勻。因此，在流速慢、空氣粘性阻力影響小的區域縮窄間距增加翅片面積，而在流速快、粘性阻力影響大的區域則擴大間距提高導熱率，由此提高了冷卻性能（圖9）。熟悉熱設計的某技術人員評價說，根據流速變更翅片間隔的方法“通常在設計上比較費時間，因此很難實行。可以感受到（SCE的）設計人員對最大限度實現冷卻性能的執著”。翅片的數量合計為50片。
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圖9：根據流速變更翅片間隔 PS4根據從冷卻翅片流過的空氣速度（流速），改變了冷卻翅片的間隔。通過在流速慢的區域縮窄翅片間隔，在流速快的區域擴大翅片間隔，提高了冷卻效果。（CG：SCE） |
再次，熱管數量由PS3的一根增加到了兩根。為擴散主處理器的熱量，在散熱片的底板內使用了一根熱管。估計是為了擴散主處理器的熱量而設置的。另一根熱管從底板延伸到翅片上，應該是為了向翅片高效導熱。
採用伺服控制
冷卻扇與PS3相比也有很多變更點。首先改變了風扇尺寸。例如，把口徑縮小到了85mm。冷卻扇的形狀也變成了從側面看為梯形的形狀（圖10）。這是從PS4開始採用的形狀，目的是使流經風扇上下方向的風速度均勻。
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圖10：直接測量排氣溫度 PS4利用傳感器測量溫度，根據結果控制冷卻扇的旋轉。PS3隻有CPU內部有溫度傳感器，而PS4還在排氣口附近配置了溫度傳感器，可直接測量排氣溫度。由此能更精細地控制冷卻扇。（c）的溫度傳感器為圖3的18。（圖（b）由《日經電子》根據SCE的資料制作） |
另外，改變了風扇的控制方法。由原來分級控制的“有級變速控制”變成了可通過伺服控制無級調整轉速的方式。效果最為明顯的是低負荷時，能比原來減少風扇的轉數。
風扇的旋轉控制利用溫度傳感器的測量結果，以使溫度不超過規定值。除了此前的CPU內部的溫度傳感器外，PS4還新採用了測量排氣溫度的傳感器，能夠更加細致地控制風扇。來自電源模塊的部分排氣從通風口直接到達主板上的溫度傳感器。
此外，還改變了驅動風扇的馬達。由原來的單相馬達變為三相馬達。SCE的鳳康宏介紹說，“降低了振動和低速旋轉時的電磁噪聲”。 （日經技術在線！供稿）
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