探寻PS4设计思路（上）：主板设计力求简洁

【相关新闻】

拆解iPad Air：揭开机身大幅轻量化的秘密

艾滋病治疗与预防药物：挑战“不治之症”

跑鞋上的高科技：更轻更弹，全力奔跑！

长玻璃纤维和木塑复合材料成为2013K展焦点

拆解iPhone 5s/5c：细微改良，设计精益求精

“PlayStation 3”（PS3）上市大约有7年了。新一代机型“PlayStation 4”（PS4）也于2013年11月在北美上市。截至2013年12月1日，已累计供货210万台，实现了开门红。《日经电子》拆解了北美版PS4，在外部技术人员的协助下，对其硬件方面采取的措施进行了分析。同时还采访了PS4的硬件开发人员，对PS4有了更深入的了解。

“PlayStation 3（每次改良时）在很多方面都进行了挑战。PS4是PS3的集大成”——在PS4的开发中负责热设计和机械设计等的凤康宏（索尼计算机娱乐公司（SCE）第一事业部 设计部五课课长）自信地说。

体现PS4硬件完成度之高的就是尺寸。PS4的外形尺寸约为305mm×275mm×53mm，控制在了与现行版PS3的290mm×230mm×60mm接近的程度。以往比原机型提高了性能的新款台式游戏机、尤其是第一代机型一般都会比较大。

据说PS4在开发初期阶段尺寸也比较大。SCE的凤康宏称：“把想要实现的功能单纯地加在一起估算，尺寸约为目前的1.5倍。”后来进行了多方面的改良，削减到了与现行版PS3差不多的程度。

对削减PS4的体积做出贡献的因素之一是采用了简单的内部构造。PS4沿用了PS3精益求精的内部构造，进一步改善了主板布局、电源部及冷却机构（风扇、翅片和散热片）等。

从PS3上沿袭的内部构造具体为，横着排列电源模块、冷却机构和蓝光光盘（BD）驱动器，在其上方设置主板，然后再用金属板盖住主板（图1）。本文将介绍通过对北美版PS4的硬件分析以及对SCE采访所获悉的信息。SCE称，PS4采用的部件基本都是从多家公司采购的。因此，除了本文介绍的企业以外，还有从其他公司采购部件的可能性。报道中的企业名使用的是部件上印着的名字。

图1：简单的内部构造 PS4采用简单的构造。并排设置了电源模块、冷却机构、蓝光光盘驱动器。上面配置用金属板夹住的主板。用户可以更换硬盘。

主板和处理器：简洁的布局

主要的半导体和电子部件等安装在主板上。主板尺寸与现行版PS3基本相同，不过PS3为6层，而PS4增加到了8层。

与内部构造一样，主板布局也非常简洁。把CPU和GPU配备到一枚芯片上的主处理器安装在主板背面，因此正面安装的半导体芯片尤其少（图2）。只有主处理器用GDDR5内存、CPU/GPU用电源管理IC、HDMI用发送LSI、USB 3.0 Hub控制器LSI等芯片。因此可以看到很多空着的空间。

图2：主板正面闲置空间较大 主板正面安装的半导体芯片非常少。只有HDMI用发送LSI、GDDR5内存、CPU/GPU用电源管理、USB 3.0集线器控制器。PS4在运行时，机壳表面有一部分会发光，作为光源的LED也安装在主板正面。部件用途、企业名称和型号等由《日经电子》推测。

不过，这些空间是有用处的。其下方铺设了电线等，用来把通过电源模块进行AC-DC转换的电力发送到主板上的CPU/GPU用电源电路。

主板背面的半导体芯片中比较引人关注的是主处理器、主处理器用GDDR5内存（GDDR5内存）、“二次定制芯片”（以下称子处理器）、系统控制器IC四种（图3）。

图3：在主板背面配备主要部件 PS4的主板背面安装了主处理器、子处理器、CPU/GPU用电源电路、无线LAN模块以及多种连接器等主要部件。主板上的两处图案用作无线LAN天线。部件用途、企业名称和型号等由《日经电子》推测。

其中，子处理器是用来执行轻负荷处理的LSI。用于控制存储器、网络、BD驱动器及外部接口等的输入输出。负荷较轻的处理包括用于视频和游戏等的内容下载及更新的通信处理、为USB连接的PS4用控制器充电等。执行这些处理时，尽量不动用主处理器，以抑制耗电量。

系统控制器IC用于控制主处理器和子处理器的动作。例如，根据用户的操作，判断是运行主处理器还是运行子处理器。在PS4启动时，先于主处理器和子处理器启动的也是系统控制器IC。

采用系统控制器IC是为了大幅削减待机功耗。SCE第一事业部 设计部二课林原正宪介绍说，尤其是“欧洲的规定（从2013年开始），要求实现0.5W以下的待机功耗，因此采用了系统控制器IC”。