คอนโซล Sony PS5: สถาปัตยกรรมและข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคโดยละเอียด

คอนโซลใหม่ของ Sony ซึ่งแตกต่างจาก Microsoft มีการนำเสนอในสองรุ่นที่แตกต่างกันในตลาดรุ่นแรกที่มีราคา 400 ยูโรไม่มีเครื่องอ่าน BluRay และเรียกว่า Digital Edition ดังนั้นจึงสามารถเล่นเกมในรูปแบบดิจิทัลได้เท่านั้น ประการที่สองคือ PlayStation 5 มาตรฐานที่มีเครื่องอ่านประเภทนี้และมีราคาเพิ่มขึ้น $ 100 ในกรณีที่คุณมีเกม PlayStation 4 ในรูปแบบดิสก์ขอแนะนำให้ใช้เวอร์ชันมาตรฐานเพื่อให้สามารถเล่นเกมรุ่นก่อนหน้านี้ที่คุณมีในรูปแบบแผ่นดิสก์ได้

SoC ของ PlayStation 5

PlayStation 5 SoC เป็นชิปที่รวมองค์ประกอบทั้งหมดของระบบไว้ในโปรเซสเซอร์ตัวเดียวยกเว้น แรม, SSD ที่เก็บข้อมูลอินเทอร์เฟซ I / O และตัวควบคุมหน่วยความจำแฟลช เป็น SoC แบบกำหนดเองที่ผลิตโดย AMD สำหรับ Sony ดังนั้นองค์กรจึงมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวแม้จะใช้ชิ้นส่วนที่เห็นบนพีซีแล้วก็ตาม

SoC นี้อยู่ระหว่างไฟล์ Xbox Series S และ Xbox Series X มีขนาดเล็กกว่าคอนโซลที่ทรงพลังที่สุดของ Microsoft ซึ่งมีขนาด 360 มม ² ในขณะที่ PS4 นั้นใกล้เคียงกับ 300 mm ² . ในส่วนนี้อธิบายได้จากการกำหนดค่าของไฟล์ GPU และการตัดบางอย่างใน ซีพียู แกนที่เราจะพูดถึงในโพสต์นี้

ควรสังเกตว่านับตั้งแต่เปิดตัว PlayStation 4 รุ่นดั้งเดิม Sony ได้ลดพื้นที่ทั้งหมดของ SoC ใหม่ด้วยการทำซ้ำใหม่แต่ละครั้ง เหตุผลนี้เราไม่ทราบ แต่เป็นสิ่งที่ดึงดูดความสนใจอย่างมากที่เราสามารถมอบหมายให้พยายามที่จะได้รับชิปจำนวนมากขึ้นต่อเวเฟอร์ดังนั้นจึงมีการขายคอนโซลมากขึ้นหากเรามองไปที่กระจกเต็มบานหรือเนื่องจาก ความจริงที่ว่า Sony ในทางเศรษฐกิจไม่มีกล้ามเนื้อที่จะถือ SoC ที่มีราคาแพงกว่าถ้าเรามองไปที่แก้วเปล่า

ซีพียู PlayStation 5

ซีพียูของคอนโซล Sony รุ่นใหม่เช่นเดียวกับ Microsoft นั้นใช้ Zen 2 แต่เป็นรุ่นที่สั้นลงเล็กน้อยเนื่องจาก AMD ตามคำขอของ Sony ได้ตัดชุดการลงทะเบียนสำหรับจุดลอยตัวลงครึ่งหนึ่ง ผลที่ตามมาคือคุณไม่สามารถดำเนินการคำสั่ง AVX-256 ในรอบคำสั่งเดียว แต่ในรอบคำสั่งอย่างน้อยสองรอบ ดังนั้นความจุของจุดลอยตัวเวกเตอร์จึงคล้ายกับ Zen มากกว่า Zen 2 ไม่ว่าในกรณีใดก็ตามเราไม่สามารถคิดผิดว่าเป็น Zen 1 ได้แม้ว่าจะมีการตัดคุณสมบัตินี้ออกไปแล้วก็ตาม

การตัดแกนอีกอย่างหนึ่งคือการถอดไดรฟ์ FADD ใน Zen 2 คอร์แต่ละคอร์มียูนิตสองประเภทที่รับผิดชอบในการเพิ่มจุดลอยตัวซึ่ง ได้แก่ FADD และ FMAC ซึ่งสามารถทำการบวกและคูณในรอบการเรียนการสอนได้ เพื่อจุดประสงค์ในการดำเนินการเพิ่มเติมเท่านั้นหน่วย FADD จะใช้เวลา 3 รอบในขณะที่ FMAC ใช้เวลา 5 รอบนาฬิกา

นอกเหนือจากการละเว้นที่เหลือแล้ว CPU ที่เหลือยังเหมือนกับ Zen 2 ของประเภท“ Renoir” ของ AMD Ryzen 4000 และ Xbox Series ทั้งสองในแง่ของประสิทธิภาพ

PS5 GPU, RDNA 2 กำหนดเองอีกครั้ง

PlayStation 5 GPU นั้นเกือบจะเหมือนกับที่เห็นใน RX 6700 XT แต่ด้วย 4 จาก 40 หน่วยประมวลผลที่ไม่ได้ใช้งานดังนั้น Sony จึงตรงกันข้ามกับการเพิ่มขึ้นจาก 40 หน่วยเป็น 52 จาก Xbox One ไปยัง Xbox Series X จึงตัดสินใจที่จะคงไว้ จำนวนหน่วยคำนวณจาก PS4 Pro ถึง PS5 แน่นอนว่าเราได้เปลี่ยนจาก GCN เป็น RDNA 2 หรืออย่างน้อยก็ RDNA 2 Custom หากเราคำนึงถึงคำพูดของ Mark Cerny ในการนำเสนอของเขา“ Road to PS5”

แนวคิด RDNA 2 Custom ร่วมกับการที่ Sony แทบไม่ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับรายละเอียดบางอย่างของฮาร์ดแวร์ภายในของคอนโซลได้สร้างความสงสัยว่า GPU คือ RDNA 2 หรือ RDNA 1 ที่มาของสิ่งนี้หรือไม่? PlayStation 5 SoC เริ่มมีข่าวลือภายใต้ชื่อ Ariel, Oberon และ Flute ในขั้นตอนต่างๆของก่อนการผลิตและการออกแบบ SoC ชื่อรหัสทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการเล่น A Midsummer Night's Dream ของ William Shakespeare และในเวลานั้นชื่อรหัส Navi 10 Lite เกี่ยวข้องกับ PlayStation 5 SoC เช่น RDNA 1

เป็นการนำเสนอของ Mark Cerny ที่ช่วยให้เราชัดเจนว่า GPU เป็น RDNA 2 อย่างน้อยพวกเขาก็บอกเราเกี่ยวกับการสนับสนุน Ray Tracing อะไรคือการเพิ่ม Ray Acceleration Units ซึ่งใน RDNA 2 จะรวมอยู่ในหน่วยพื้นผิว อย่างไรก็ตามการเพิ่ม RAUs ดูเหมือนจะเป็นการเปลี่ยนแปลงในนาทีสุดท้ายในฮาร์ดแวร์ขั้นสุดท้าย ในตอนท้ายของวันพวกเขาจำเป็นต้องเปลี่ยนหน่วยของพื้นผิวในการออกแบบเดิมเท่านั้น

การขาดที่โดดเด่นใน PS5 GPU

สิ่งที่ขาดหายไปมากที่สุดของ GPU คือ Variable Rate Shading ซึ่งเป็นวิธีการประหยัดทรัพยากรเมื่อใช้ Pixel Shader แนวคิดของ VRS คือการค้นหาบรรทัดคำสั่งที่เหมือนกันทุกประการทั้งใน opcode และข้อมูลที่เหมือนกันเพื่อรวมเข้าด้วยกันในการคำนวณครั้งเดียวแทนที่จะทำซ้ำซ้ำ ๆ

ในการใช้สิ่งนี้ RDNA 2 สำหรับพีซีและ Xbox ต้องต่ออายุหน่วย Render Backend ซึ่งเป็นสิ่งที่เราเรียกว่า ROPS ใน GPU โดยที่ AMD แยกพวกเขาออกเป็น Z-ROPS และ Color ROPS ใน PS5 พวกมันเหมือนกับ RDNA และไม่ใช่ RDNA 2 เช่นเดียวกันอาจกล่าวได้ว่าเป็นหน่วยแรสเตอร์ซึ่งก็คือ RDNA เช่นกัน ผลที่ตามมา? การขาดการสนับสนุนสำหรับ Variable Rate Shading โดยฮาร์ดแวร์แม้ว่าซอฟต์แวร์จะทำได้

ความเร็วของ PS5 GPU คืออะไร?

Sony ซึ่งแตกต่างจาก Microsoft ไม่ได้เลือกใช้การออกแบบที่มีหน่วยประมวลผลมากกว่า แต่พวกเขาได้เพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกา GPU เป็น 2.23 GHz แต่สิ่งที่คู่กันคือความเร็วสัญญาณนาฬิกานี้ไม่ถึง 100% ของเวลา เหตุผลก็คือ Sony ซึ่งแตกต่างจาก Microsoft ได้ตัดสินใจที่จะใช้เทคโนโลยี SmartShift ของ AMD ซึ่งหมายถึงการมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่แปรผันทั้งใน CPU และ GPU

แนวคิดของ SmartShift คือ CPU และ GPU ใช้พลังงานร่วมกัน "สภาพแวดล้อม" ซึ่งเป็นไปได้ว่าเมื่อ CPU ไม่มีภาระงานที่สูงมากก็เป็นไปได้ที่จะเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ GPU และในทางกลับกัน Sony ไม่ได้กำหนดโปรไฟล์ประสิทธิภาพของ CPU และ GPU แต่เราทราบค่าสูงสุดสำหรับทั้ง CPU และ GPU

ควรจำไว้ว่าใน SoCs ความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่ต่ำกว่ามากในส่วนประกอบของพวกเขาถึงมากกว่าที่จะแยกจากกันความใกล้ชิดของส่วนประกอบทำให้ไม่แนะนำให้ไปถึงความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงสุด ด้วย Smartshift คุณสามารถวาง GPU ที่ 2.23 GHz ได้ในบางช่วงเวลา

ความจริงที่ว่า SONY เลือกตัวเลือกนี้ทำให้เราคิดว่า SoC ของคอนโซลของพวกเขาเสร็จสิ้นแล้วด้วยกำลังไฟที่ต่ำกว่าและพวกเขาไม่มีเวลากลับไปที่ตารางการออกแบบ หากพวกเขาใช้เส้นทางที่มีหน่วยประมวลผลมากขึ้นสิ่งนี้จะทำให้ SoC ล่าช้าจากหกเดือนเป็นหนึ่งปีซึ่งส่งผลต่อการเปิดตัวคอนโซลซึ่งจะทำให้ Microsoft หนึ่งปีข้างหน้าในตลาด

RAM บน PlayStation 5

PlayStation 5 มีหน่วยความจำ GDDR16 RAM 6 GB แบ่งออกเป็น 8 ชิปแต่ละ 2 GB เชื่อมต่อผ่านบัส 256 บิตไปยัง SoC ซึ่งแต่ละตัวคือ GDDR6 14 Gbps ดังนั้นเราจึงต้องเผชิญกับการกำหนดค่าที่แบนด์วิดท์ 448 GB / s Sony ไม่ได้รายงานข้อมูลแบนด์วิธหน่วยความจำแยกต่างหากเช่น Microsoft ซึ่งอาจเป็นแนวทางอื่นในการเข้าถึงหน่วยความจำหรือแนวทางเดียวกัน

• แนวทาง # 1: เหมือนกับ Xbox Series X แต่เราไม่ทราบว่าส่วนใดของ RAM ที่เป็นเอกสิทธิ์ของ GPU และส่วนใดที่ใช้ร่วมกันระหว่าง CPU และ GPU
• แนวทาง # 2: ทั้ง CPU และ GPU ใช้พื้นที่หน่วยความจำเดียวกันใน RAM

เมื่อมองไปที่ SoC ของคอนโซลเรายังไม่ชัดเจนว่าตัวเลือกใดในสองตัวเลือกที่ Sony ได้สร้างขึ้นสำหรับคอนโซลใหม่ ข้อดีของวิธีการของ Microsoft คือไม่มีข้อขัดแย้งเมื่อเข้าถึงหน่วยความจำโดยไคลเอนต์สองรายบนแชนเนลเดียวกันอีกวิธีหนึ่งจะสร้างความขัดแย้งในการเข้าถึงเนื่องจากเมื่อหน่วยความจำ RAM ในแชนเนลเดียวมีไคลเอนต์สองตัวผลรวมของแบนด์วิดท์ของ ไคลเอนต์ทั้งสองมีน้อยกว่าแบนด์วิดท์ทั้งหมด

คอนโทรลเลอร์ SSD แบบกำหนดเองของ PS5

SONY ได้เดิมพันอย่างมากในเรื่องของการจัดเก็บข้อมูลสำหรับ SSD แม้ว่าจะไม่ใช่คุณลักษณะเฉพาะในรุ่นนี้ซึ่งแตกต่างจาก Microsoft ที่ตัวควบคุมของ SSD ถูกสร้างขึ้นโดยบุคคลที่สามใน PS5 เป็นคอนโทรลเลอร์ที่สร้างขึ้นเพื่อวัด ที่ทำหน้าที่สองอย่างจริง ๆ :

• เป็นตัวควบคุม SSD
• เช่นเดียวกับ Southbridge ของระบบ

ในกรณีที่สองมันเกี่ยวข้องกับชิปหน่วยความจำ DDR4 ซึ่งอยู่ถัดจากคอนโทรลเลอร์ SSD ประโยชน์ของมัน? PS5 เช่นเดียวกับรุ่นก่อนมี Southbridge ที่ในโหมดสแตนด์บายของคอนโซลเรียกใช้ระบบปฏิบัติการอื่นที่ช่วยให้สามารถจัดการการดาวน์โหลดเมื่อเรามีคอนโซลในโหมดสลีป เห็นได้ชัดว่าระบบปฏิบัติการนั้นต้องการ RAM ในการทำงานดังนั้น DDR4

เนื่องจาก Southbridge ยังรวมชุดของอินเทอร์เฟซอินพุตและเอาต์พุตเช่นคอนโทรลเลอร์ SATA สำหรับเครื่องอ่าน UHD BluRay

สำหรับ SSD ภายในของคอนโซลเรามีชิปหน่วยความจำ NVMe 6 ตัวบนบอร์ดซึ่งอยู่ด้านหน้าและด้านหลัง ชิป NVMe แต่ละตัวถูกกำหนดให้กับ 2 จาก 12 ช่องของแฟลชคอนโทรลเลอร์และมีความจุหน่วยความจำ 128 GB SONY พูดถึงพื้นที่เก็บข้อมูล 825 GB แต่จริงๆแล้วเป็น 768 GB จากช่วงเวลาที่นับจาก 1000 ถึง 1000 แทนที่จะเป็น 1024 ถึง 1024 ดังนั้นเราจึงต้องเผชิญกับพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่มีขนาด 3/4 ของ Xbox Series X แต่ ด้วยความเร็วที่สูงขึ้นมาก

ตรงกันข้ามกับ Xbox Series ทั้งสองที่นี่เรามี PCI Express 4.0 สี่เลนที่กำหนดให้กับคอนโทรลเลอร์ SSD ซึ่งสื่อสารกับ SoC ของระบบภายใต้บัสความเร็ว 5.5 GB / s จริง ควรคำนึงว่าคอนโซลรุ่นใหม่มีกลไกการบีบอัดและคลายการบีบอัดแบบเรียลไทม์ที่อนุญาตให้ส่งข้อมูลที่บีบอัดบนบัส 5.5 GB เดียวกันในอัตรา 9 GB / วินาที

การขยายพื้นที่เก็บข้อมูล

SONY ซึ่งแตกต่างจาก Microsoft ได้ตัดสินใจเลือกใช้การ์ด M.2 มาตรฐานสำหรับพีซีขนาดต่างๆแม้ว่าในช่วงเดือนแรกของอายุการใช้งานคอนโซลคอนโซลและรายการ M.2 ที่ไม่สามารถอัปเดตคอนโซลได้ ไม่ทราบความเข้ากันได้ในขณะที่เขียนนี้

อินเทอร์เฟซ PCI Express 4.0 x4 คู่บนคอนโทรลเลอร์ SSD เป็นสิ่งที่ดึงดูดความสนใจมากที่สุดเนื่องจาก SSD ภายนอกไม่ได้สื่อสารกับ SoC โดยตรง แต่มีคอนโทรลเลอร์ SSD ซึ่งหมายความว่าคอนโทรลเลอร์หน่วยความจำแฟลชที่มีอยู่ใน M.2 ไดรฟ์ถ้าเร็วกว่า PS5 จะไม่เกินความเร็ว ในทางกลับกันยังทำให้สามารถเปิดแผ่น M.2 ราคาถูกกว่าสำหรับ PlayStation 5 ได้โดยไม่ต้องใช้แฟลชคอนโทรลเลอร์หรือ SSD

เมื่อพูดถึงการขยายพื้นที่เก็บข้อมูลของคอนโซลเราต้องเผชิญกับตัวเลือกที่ถูกกว่าใน Xbox Series เนื่องจากสามารถใช้หน่วย M.2 สำหรับพีซีได้ แต่คู่กันนั้นมาจากความจริงที่ว่าการขยายตัวนั้นมีมากขึ้น ซับซ้อนกว่าในคอนโซลของ Microsoft