PS5 的高度是為了橫躺看起來較薄,未來將蒐集各種遊戲執行情況對散熱器風扇控制提供最佳化更新

2020.10.20 12:40PM
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照片中提到了3.、Cooling fan,包含了的PlayStation 5、的PlayStation 4、索尼PlayStation 5、拆除、了索尼

隨著 PlayStation 5 / PS5 即將在 11 月上市, SIE 也加緊腳步公開更多資訊,而根據日本 4Gamer 特約專欄作家西川善司與 PlayStation 機構設計部門副總裁 Yasuhiro Ootori 對 PS5 主機機構設計理念的專訪,Yasuhiro Ootori 提到一項相當有趣的設計概念,即是 PlayStation 5 未來將會持續蒐集 APU 在各種遊戲的負載情況,後續將透過軟體更新改善風扇運轉效率。至於 PS5 之所以看起來相當高聳,則是為了使機器橫躺時看起來更纖薄,但這只是表面上的原因...

PlayStation 5 的大型化散熱是為寧靜高效而來

PlayStation 5 的散熱機構是採用鼓風方式,以大尺寸的厚風扇自正面上下蓋縫隙吸入冷空氣後再自後方排出,不過為了實現寧靜高效率散熱, PS5 的散熱架構較現行 PS4 複雜許多,首先是處理器與散熱器底板的 TIM 介質使用了液態金屬,據稱 PS5 的液態金屬是專利配方構成,耗費兩年的時間開發。

至於 PS5 內部採用結合銅底板、熱導管與散熱片的大型散熱器佔據 PS5 主機內部達 30% 左右的空間,雖然只使用熱導管而非時下流行的均溫板技術,卻有逼近均溫板的水準。散熱效率優異的關鍵就是使用乍看下成本很高的液態金屬介質, Yasuhiro Ootori 指出透過看似成本高昂的液態金屬介質,縱使散熱器的成本較低也能發揮比使用較差介質搭配高價散熱器的水準。

雖然背面只有記憶體與儲存顆粒,不過 Yasuhiro Ootori 表示他更重視主板背面的散熱,因為 B 面的發熱量直逼前一代主機 PS4 的 APU ,所以 Sony 將電氣屏蔽層也作為導熱的一部分,不同於上層的屏蔽層使用鍍鋅鋼板,底面的屏蔽層使用導入更好的鋁導管,並鑲嵌有小型熱導管,同時也在接觸 DC/DC 電源電路與 GDDR6 記憶體的地方使用液態金屬基底的導熱貼片。 

至於風扇採用鼓風設計,為直徑 120mm 、 厚 45mm 的大型鼓風扇,扇葉材料則使用玻纖混和材質,具備耐用且不易變形的強度,風扇散熱片的結構是顧慮正壓與風壓平衡計算出來的結果,且風扇的風量高於 APU 實際發熱所需,能夠留有餘裕避免 APU 過熱毀損,同時 PS5 的風扇採用低轉數,但在正常環境下比初期的 PlayStation 3 以及第一代的 PlayStation 4 還要安靜。

另外, PS5 的散熱並非單純仰賴先進的電腦輔助工程計算,而是藉由製作透明外殼的測試機,並讓開發中的散熱系統吸入乾冰的白煙觀察與量測內部溫度變化開發而來;如果從過往煙囪效應的理論, PS5 理論上垂直擺放的散熱效率應該會比較好,但根據 Sony 測試結果,水平擺放的散熱效率與垂直擺放沒有顯著差異,不過  Yasuhiro Ootori 仍推薦將機器垂直擺放,以便看到方向正確的 PS5 廠徽。

PS5 除了 APU 本身以外,還在主機板上有三個溫度感測器,藉由 APU 與溫度感測點相互匹配作為風扇的轉速參考,不過不同於一般 PC 主機單純從當下溫度判讀, Sony 打算藉由持續蒐集每款遊戲的執行情況,持續對 PS5 的風扇控制參數持續更新邏輯,像是針對長時間遊玩,亦可預先藉由增加風扇轉速提升散熱量的方式,使機器能夠避免在長期運轉後需要暫時提高轉速解熱,能夠以持續較大的風量持續排熱維持運轉的寧靜。

高聳設計表面為設計、實際為更有效率的機構設計

照片中提到了SONY INTERACTIVE、CAINMENT、GPU: AMD Radeon TM,包含了的PlayStation 5、拆除、的PlayStation 4、了索尼、索尼PlayStation 5

▲高聳的設計使得 PS5 僅需單一主板設計,有助降低成本與減少散熱設計難度

先前 PS5 外型公布後,多數的人的第一印象是相當高聳的機身高度, PS5 實機高度達 390mm ,確實也是歷代 PlayStation 最高的機型,不過根據設計部門的要求,希望在橫擺的時候看起來更纖薄,也使得 PlayStion 5 最終呈現高聳的型態,但高聳設計還有一個原因,就是降低內部設計複雜度。

若採用較寬的機身設計,是必須要遷就整體尺寸將主板拆分為主板與子板,但分離主板設計較為複雜且成本較高,且散熱機構也比針對單一主板來的難設計,最終使用高聳的設計也有助降低機構設計複雜度與成本。

擴充的 SSD 高度限制是 8mm

至於擴充外部 NVMe PCIe 4.0  SSD 的相容性目前仍未告知與市售品的相容性,不過確認是採通用寬 22mm 的 M.2 標準尺寸,能夠相容 2230 、 2240 、 2260 、 2280 甚至 22110 等尺寸,外覆散熱片要求須低於 8mm ,雖然 SSD 插槽上方的護蓋有金屬片,不過由於金屬片是鑲在塑膠底板,仍不建議使 SSD 的散熱片頂在護蓋的金屬片避免變形。目前高性能 NVMe SSD 最大的問題還是發熱, PS5 在 SSD 擴充槽也留有兩道氣孔,可藉由負壓的方式把 SSD 的熱吸走。

另一個值得注意的是 PS5 的 SSD 控制器採用 12 通道,而市售的 SSD 控制器通道一般為 8 / 16 / 32 通道,與常規產品的通道數量相當不同,不過這是否表示要符合 PS5 擴充用的 SSD 的條件前提就是要至少 16 通道以上控制器的 PCIe 4.0 SSD ?

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