Technische Daten der PlayStation 4 - PlayStation 4 technical specifications

Die technischen Spezifikationen für PlayStation 4 beschreiben die verschiedenen Hardwarekomponenten der PlayStation 4 -Heimvideospielkonsolengruppe . Seit der ersten Veröffentlichung der PlayStation 4 wurden mehrere Versionen dieser Konsole veröffentlicht, darunter die PlayStation 4 Slim und die PlayStation 4 Pro . Nachfolgende Versionen enthalten Änderungen an den technischen Spezifikationen der Konsole.

Versionen

Die ursprünglich veröffentlichten 500 GB HDD PS4s hatten Hersteller-Seriennummern der Form CUH-10 XX A; eine geringfügige Modifikation mit einer anderen Form der Wi-Fi Microstrip-Antenne wurde Mitte 2014 unter der Teilenummer CUH-11 XX A registriert .

2015 wurde die CUH-12-Serie als Varianten CUH-1215A und CUH-1215B (mit 500 GB bzw. 1 TB Speicher) in den USA von der FCC zertifiziert . Zu den Unterschieden zwischen den Serien CUH-11 und CUH-12 gehörten eine Reduzierung der Nennleistung von 250 W auf 230 W, eine Gewichtsreduzierung von 2,8 auf 2,5 kg und physische Tasten. Die CUH-12xx-Serie wird auch als "C-Chassis"-Variante der PS4 bezeichnet.

Ende Juni 2015 wurde eine 1-TB-Maschine der CUH-11-Serie für den europäischen/ PAL- Markt angekündigt .

Die CUH-1200-Serie wurde im Juni 2015 offiziell angekündigt und zuerst in Japan, dann weltweit veröffentlicht. Zu den Änderungen am Design gehörte eine mattschwarze HDD-Abdeckung, die die ursprüngliche schwarzglänzende Version ersetzt. Weitere kleinere Änderungen am Design waren mechanische Tasten, die elektrostatische berührungsempfindliche ersetzen , und eine kürzere, aber hellere LED-Anzeige auf der Oberseite der Konsole. Intern enthielt die CUH-12-Serie eine Reihe kleinerer Änderungen, darunter die Änderung auf 8 Speichermodule von 1 GB (von zuvor 16 Modulen von 512 MB).

Auf einer offiziellen PlayStation-Veranstaltung in New York (USA) im September 2016 kündigte Sony offiziell eine neue überarbeitete PS4 an, die CUH-2000-Serie (umgangssprachlich als "PS4 Slim" bekannt) zum Verkauf ab dem 15. 259 oder 29.980 Yen für das Basismodell mit 500 GB. Laut einer Pressemitteilung von Sony war das neue Modell (CUH-2000) 16 % leichter und verbrauchte 28 % weniger Energie als die CUH-1200-Serie. Ein 1-TB-Modell zu 34.980 Yen wurde ebenfalls angekündigt. Auf der gleichen Veranstaltung wurde auch eine leistungsstärkere Variante namens "PS4 Pro" angekündigt, die für 4K- und HDR- Displays entwickelt wurde. Frühere PS4-Modelle erhielten HDR-Unterstützung mit der Systemsoftware 4.00.

PlayStation 4 Pro

Die Aufnahme der AMD 16nm Jaguar Polaris APU, die in der PS4 Pro verwendet wird

Die aktualisierte 'PS4 Pro' (ursprünglich Codename 'Neo', Produktcode CUH-7000) verwendet eine leistungsstärkere APU, die mit einem 16-nm- FinFET- Prozess von TSMC gebaut wurde . Während die Anzahl der logischen Prozessorkerne (8) gleich blieb, wurde die CPU-Taktrate von 1,6 GHz auf 2,13 GHz erhöht (eine 33,1% Verbesserung der CPU-Kerntaktrate), wobei die zugrunde liegende Architektur jedoch unverändert blieb. Die Anzahl der Grafik-Recheneinheiten auf der APU wurde auf 36 Graphics Core Next (GCN)-Recheneinheiten (von 18) verdoppelt , mit einer Taktfrequenzerhöhung auf 911 MHz (von 800 MHz), was zu einer theoretischen Gleitkomma- Leistungsmetrik mit einfacher Genauigkeit führt von 4.19 TeraFLOPs . Im Vergleich zur ursprünglichen PS4-GPU ist dies eine 2,27-fache Steigerung der FLOPs mit einfacher Präzision . Verbesserungen bei den 16-Bit-Gleitkommaberechnungen der GPU, die von der neueren AMD Vega-Architektur abgeleitet wurden, führen dazu, dass die PS4 Pro eine theoretische Gleitkommaleistung mit halber Genauigkeit von 8,39 TeraFLOPs hat.

Die Gesamtarchitektur des einheitlichen Systemspeichers wurde durch das Hinzufügen eines weiteren 1-GB-Segments von DDR3-DRAM verbessert. Die PS4 Pro kann diese Speichererweiterung nutzen, um im Hintergrund laufende Nicht-Gaming-Anwendungen wie Netflix und Spotify auszutauschen. Als Nebeneffekt stehen zusätzlich 512 MB GDDR5 für Entwickler zur Verfügung, die sie für Spiele mit bis zu 5,5 GB verwenden können, im Gegensatz zu den 5 GB, die auf der Basis-PS4-Hardware verfügbar sind. Die GDDR5-Speichergeschwindigkeit wurde von 5,5 Gbit/s (oder 4x 1,375 GHz) auf 6,8 Gbit/s (oder 4x 1,7 GHz) erhöht und die Gesamtspeicherbandbreite auf 217,6 GB/s erhöht, was einer Verbesserung von 23,8% entspricht.

Einige dem Design hinzugefügte Elemente wurden von AMDs neueren Polaris und neueren Architekturen abgeleitet; Zu diesen neuen Funktionen des Prozessors gehörte ein HEVC -Videocodec, der eine Auflösung von bis zu 4k unterstützt. Zu den weiteren Spezifikationsänderungen gehörte die Aktualisierung des HDMI-Ausgangs auf den HDMI 2.0b-Standard mit HDCP 2.2-Konformität. Wireless-Netzwerke enthalten Unterstützung für das 5-GHz-Band unter Verwendung des IEEE 802.11ac- Standards, und die Bluetooth- Unterstützung wurde auf Version 4.0 aktualisiert; kabelgebundenes LAN war wie die ursprüngliche PS4. Die Nennleistung der ursprünglichen PS4 Pro betrug 310 W. Die Entscheidung, kein Upgrade durchzuführen, beruhte in erster Linie auf den Kosten.

Eine limitierte Version der PS4 Pro mit durchsichtigem Gehäuse wurde im August 2018 veröffentlicht, die kleinere Hardware-Updates enthielt. Dieses neue System mit der Modellnummer CUH-7100 bietet nicht nur eine größere Festplatte, sondern verwendet auch einen leiseren Lüfter, der dazu beiträgt, den Geräuschpegel zu reduzieren. Es zog auch im Vergleich zum CUH-7000 gleichmäßig Strom, wurde jedoch etwas heißer als das Startsystem.

Eine zweite kleinere Hardware-Aktualisierung mit der Modellnummer CUH-7200 wurde erstmals im November 2018 in Bundles mit Red Dead Redemption 2 veröffentlicht. Die neuere Version, die ansonsten funktional dem CUH-7000 entspricht, hat einen anderen Stromanschluss und verwendet einen leiseren Lüfter, der laut Digital Foundry "Tag und Nacht" einen Unterschied im Geräuschpegel machte, ähnlich den Verbesserungen beim CUH-7100. Es zieht weiterhin konstant Strom bei 170 W, während das 7000 bei einer Nennleistung von 170 W kurze Spitzen bis zu 177 W aufweisen würde. Allerdings läuft der neuere Konsolenlüfter etwas langsamer und wurde etwas heißer als das 7000er Modell, um diese Verbesserung zu erzielen.

Prozessoren und Speicher

„[Wir] haben für niemanden auf dem Markt eine vergleichbare APU gebaut. Es ist bei weitem die leistungsstärkste APU, die wir bisher gebaut haben.“

— John Taylor, AMD

Die PlayStation 4 verwendet eine Semi-Custom Accelerated Processing Unit (APU), die von AMD in Zusammenarbeit mit Sony entwickelt wurde und von TSMC auf einem 28-nm- Prozessknoten hergestellt wird. Seine APU ist ein Single-Chip, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) sowie andere Komponenten wie einen Speichercontroller und einen Video-Decoder / Encoder kombiniert . Die Konsole enthält auch sekundäre benutzerdefinierte Chips, die Aufgaben im Zusammenhang mit dem Herunterladen, Hochladen und Social Gameplay erledigen. Diese Aufgaben können während des Spiels oder im Ruhemodus des Systems nahtlos im Hintergrund erledigt werden .

Obwohl öffentlich nicht viel über die Audiofunktionen der PS4 bekannt ist, enthält die Konsole auch ein dediziertes Hardware-Audiomodul, das den Chat im Spiel mit minimalen externen Ressourcen sowie "eine sehr große Anzahl" von MP3- Streams für die Verwendung in Spiel-Audio.

APU

Die Haupt-APU (Version 2013) hatte eine Die-Größe von 19 x 18,3 mm (0,75 x 0,72 Zoll), mit GPUs, CPUs und Speichercontrollern auf demselben Die. Die APUs der Version 2013 enthielten 20 GCN- Recheneinheiten auf dem Chip, von denen angenommen wird, dass zwei davon vorhanden sind, um Redundanz zu bieten, um die Produktionsausbeute zu verbessern. CPUs plus CPU-Caches machen etwa 15 % der Chipfläche aus, und die GPU-Recheneinheiten nehmen etwa 33 % der 348 mm 2 (0,539 sq in) Die-Fläche ein.

Gerät Zentralprozessor GPU Speicher ( DDR5 ) Besondere Merkmale
µBogen Kerne Frequenz L2-Cache GFLOPS µBogen Kerne 1 Frequenz GFLOPS Pixelfüllrate ( GP /s) 2 Texturfüllrate ( GT /s) 3 Betrag (GB) Busbreite (Bit) Bustyp Bandbreite (GB/s)
PS4 Jaguar Zwei Quad-Core-Module 1,6 GHz 2 × 2 MB 102,4 GCN 2. 1152:72:32 (18 CUs) (aktiviert von insgesamt 1280 SMs oder 20 CUs) 800 MHz 1843.2 25,6 57,6 8 GB 256 DDR5 176.0 8 ACEs in der GPU und Zusatzmodule
PS4 Pro 2,13 GHz 134,4 GCN 4. 2304:144:32 (36 CUs) (aktiviert von insgesamt 2560 SMs oder 40 CUs) 911 MHz 4197.8 29.15 131.2 217,6 1 GB DDR3-RAM für OS und Swapping

Zentraleinheiten

Die Central Processing Unit (CPU) besteht aus zwei x86-64 Quad-Core- Modulen für insgesamt acht Kerne, die auf der Jaguar-CPU-Architektur von AMD basieren . Jeder Kern verfügt über 32 kB L1-Befehls- und Daten-Caches , mit einem gemeinsam genutzten 2 MB L2-Cache pro Vierkernmodul. Der Basistakt der CPU soll 1,6  GHz betragen . Das ergibt eine theoretische Spitzenleistung von 102,4 SP GFLOPS .

Grafikkarte

GPU-Spezifikationen
1152 Stream-Prozessoren
72 Textur-Mapping-Einheiten
32 Rasteroperatoren
18 Recheneinheiten
8 asynchrone Recheneinheiten (64 Warteschlangen)
1.843 TeraFLOPs

Die Grafikverarbeitungseinheit (GPU) ist AMD ‚s GPGPU -fähigen Radeon GCN Architektur, bestehend aus 18 Recheneinheiten (CUs) für insgesamt 1.152 Kerne (64 Kerne pro CU), die eine theoretische Spitzenleistung von 1,84 erzeugt  TFLOPS . Diese Rechenleistung kann für Grafiken, physikalische Simulationen oder eine Kombination aus beidem oder für alle anderen Aufgaben verwendet werden, die für allgemeine Rechenaufgaben geeignet sind . GPU basiert größtenteils auf der Bonaire-Architektur mit GCN 1.1- Technologie. Die PS4-GPU hat keinen VRAM-Speicher, da sie den System-RAM-Speicher für Grafikvorgänge verwendet.

Obwohl sie auf der GCN-Architektur von AMD basieren, gibt es mehrere bekannte Unterscheidungsmerkmale zwischen der GPU der PS4 und PC-Grafikkarten der aktuellen Generation mit GCN-Architektur der ersten Generation:

  • Ein zusätzlicher dedizierter 20-GB/s-Bus, der den L1- und L2-GPU-Cache für den direkten Zugriff auf den Systemspeicher umgeht und die Synchronisationsprobleme bei der Ausführung feinkörniger GPGPU-Rechenaufgaben reduziert.
  • L2-Cache-Unterstützung für gleichzeitige grafische und asynchrone Rechenaufgaben durch das Hinzufügen eines "flüchtigen" Bit-Tags, das die Kontrolle über die Cache-Invalidierung bietet und die Auswirkungen gleichzeitiger grafischer und allgemeiner Rechenoperationen reduziert.
  • Ein Upgrade von 2 auf 64 Quellen für Rechenbefehle, wodurch die Rechenparallelität und die Kontrolle der Ausführungspriorität verbessert werden. Dies ermöglicht eine feinere Kontrolle über den Lastausgleich von Rechenbefehlen und ermöglicht eine überlegene Integration mit bestehenden Spiel-Engines.

Audioverarbeitungseinheit

Den Chip mit den restlichen Komponenten der APU teilt ein SIP-Block zur digitalen Signalverarbeitung , der entweder mit AMD TrueAudio identisch ist oder eine gewisse Ähnlichkeit mit ihm hat.

Speichercontroller

Der Rest des Mikrochips besteht aus dem On- Die- Speichercontroller , der von der CPU und der GPU gemeinsam genutzt wird, und einer zusätzlichen Logik für den Speicherzugriff. Mit AMD als Gründungsmitglied und Sony als Mitwirkender der HSA Foundation unterstützt der Uncore der PlayStation 4 mehrere der von der Heterogeneous System Architecture geförderten Features wie zB hUMA (heterogeneous Uniform Memory Access). Dies bedeutet, dass der Systemspeicher nicht partitioniert ist, sodass ein Teil davon ausschließlich der GPU zur Verfügung steht, sondern vereinheitlicht wird, wodurch Hardware- Zero-Copy ermöglicht wird .

Systemspeicher (RAM)

Die PS4 enthält insgesamt 8 GB (16 × 0,5 GB (512 MiB) für CUH10XX/CUH11XX-Modelle oder 8 x 1 GB (1024 MiB) für CUH12XX-Modelle Speicherchips) GDDR5 Unified-Systemspeicher und kann mit einer maximale Taktfrequenz von 2,75 GHz (5500 MT/s ) bei einer maximalen Bandbreite von 176 GB/s. Dies ist das 16-fache des gesamten Arbeitsspeichers der PS3 und sollte der Konsole eine beträchtliche Langlebigkeit verleihen. Die einheitliche Speicherarchitektur ermöglicht der CPU und GPU den Zugriff auf einen konsolidierten Speicher, wodurch separate, dedizierte Speicherpools überflüssig werden.

Hilfsprozessor

Die PS4 enthält einen sekundären ARM-Prozessor (mit separaten 256 MiB RAM), um Hintergrundfunktionen und Betriebssystemfunktionen zu unterstützen.

Lagerung

Blu-Ray Disc

Das optische Nur-Lese-Laufwerk liest Blu-ray- Discs mit 6-facher konstanter Winkelgeschwindigkeit für eine maximale Lesegeschwindigkeit von 27 MB/s – eine deutliche Verbesserung gegenüber den 2-fachen Geschwindigkeiten der PS3, die auf 9 MB/s begrenzt waren. Um die Leistung des optischen Laufwerks weiter zu verbessern, verfügt die PS4 über ein Hardware-On-the-Fly- Zlib- Dekomprimierungsmodul (eine spezielle Hardware zum schnellen Dekomprimieren der Daten auf der Blu-ray-Disc, die komprimiert wurde, um Platz und Bandbreite zu sparen). Dies ermöglicht eine größere effektive Bandbreite, während die Konsole gleichzeitig kontinuierlich Daten auf ihrer Festplatte zwischenspeichert und sogar ungelesene Daten zwischenspeichert, wenn ein Spiel nicht aktiv auf das optische Laufwerk zugreift, was Teil der PlayGo- Strategie von Sony ist .

DVD

Das schreibgeschützte optische Laufwerk liest auch DVDs . Es liest keine CDs .

Festplatte

Die Konsole enthält eine 2,5-Zoll-Festplatte mit 500 GB, 1 TB oder 2 TB, die vom Benutzer aufgerüstet werden kann.

Sonstiges

Ein zusätzlicher 256-MB-Chip (mit einem 2-Gbit-DDR3-SDRAM-Chip in der Version 2013) ist eingebaut, der vermutlich vom Hilfsprozessor verwendet wird. Ein zusätzlicher 32 MB (256 Mbit) Flash-Speicherchip ist ebenfalls verbaut.

Die am 9. März 2017 eingeführte Systemsoftware 4.50 ermöglichte die Verwendung externer USB-Festplatten bis 8 TB für zusätzlichen Speicher.

Ein- und Ausgang

Die PlayStation 4 bietet 802.11 b/g/n Wi-Fi- Konnektivität, Ethernet (10BASE-T, 100BASE-TX und 1000BASE-T), Bluetooth 2.1 und zwei USB 3.0- Anschlüsse. Ein zusätzlicher Anschluss für den Anschluss an die PlayStation Camera , ein digitales Kameragerät zur Bewegungserkennung, ist ebenfalls enthalten . Im Lieferumfang des Systems ist ein Mono-Headset enthalten, das an den DualShock 4 angeschlossen werden kann. Zu den Audio-/Video-Ausgangsoptionen gehören HDMI und optisches S/PDIF . Die PlayStation 4 hat keinen analogen Audio-/Videoausgang (wenn der Benutzer die 3,5-mm-Audiobuchse des DualShock 4 nicht mitzählt). Die PS4 Slim (CUH-2000-Serie) verfügt über IEEE 802.11 a/b/g/n/ac Wi-Fi, Bluetooth v4.0 und einen USB 3.1-Port × 2, während die PS4 PRO (CUH-7000-Serie) über USB 3.1 . verfügt Port × 3, IEEE 802.11 a/b/g/n/ac Wi-Fi und Bluetooth 4.0 (LE).

Hardwaremodule

Modulname Zweck/Fähigkeit Art.-Nr.
AMD TrueAudio Dieses Paket benutzerprogrammierbarer Audio- DSPs entlastet die Audioverarbeitung von der CPU. Zu den möglichen Effekten gehören 3D-Audioeffekte , Audiokomprimierung und -dekomprimierung, Nachhall und Sprachstromverarbeitung.
Hochladen herunterladen Kann Daten auf die Festplatte hochladen und herunterladen
Videokomprimierung/-dekomprimierung Kann Videoformate im laufenden Betrieb codieren/decodieren. Bei diesen Modulen handelt es sich um AMDs UVD für die Hardware-Video-Decodierung und AMDs VCE für die Hardware-Video-Codierung, die zum Aufzeichnen von SharePlay-Videos im Hintergrund verwendet werden.
Zlib- Decoder Dekodierung komprimierter Daten vom optischen Blu-ray-Laufwerk.
WLAN-Modul Marvell Wireless Avastar 88W8797 Drahtlose Kommunikation: IEEE 802.11 b/g/n, Bluetooth 2.1 (EDR).

Skyworks 2614B 315BB.

HDMI-Modul 2.0a HDMI-Ausgang (zunächst 1.4, aktualisierter HDMI-Controller über Software-Update 4.0).
Ethernet-Controller Marvell Alaska 88EC060-NNB2 Ethernet 10/100/1000-Unterstützung.
USB-Controller USB-3.0-Unterstützung.

Stromverbrauch

Stromverbrauch
Standby Modus 10  W
Standby-Modus (mit Download) 70 W
Leerlauf im Menü 89–91 W
Blu-Ray 93–96 W
Netflix 93 W
Spielinstallation 108–116 W
Spiele ( Resogun ) 130–139 W
Spielen ( Killzone ) 144–151 W

Die PS4 wird über ein internes Weitspannungs-Schaltnetzteil (110–240 V AC, 50 Hz/60 Hz) mit Strom versorgt . Die ursprünglich veröffentlichte Version hatte eine maximale Nennleistung von 250 W. Laut Tests von Eurogamer verbrauchten die ersten Konsolen im Menümodus etwa 80 W, im Gameplay auf etwa 110–120 W, mit Spitzenwerten von 140 W sowohl beim Gameplay als auch beim Menüs aktiv, Tests des Natural Resources Defense Council zeigten ähnliche Leistungsaufnahmewerte mit 137 W Gameplay-Spitzen (mit angeschlossener PS4-Kamera ); Der Stromverbrauch im (mit dem Internet verbundenen) Standby-Modus wurde unter den gleichen Bedingungen mit 8,8 W gemessen, wobei ein niedrigerer "Aus"-Zustand 0,5 W verbrauchte.

Das PS4-Kühlsystem verwendet einen einzelnen Zentrifugallüfter, der Luft von beiden Seiten der Konsole ansaugt, in Ströme oberhalb und unterhalb der Hauptplatine aufgeteilt wird, bevor sie von oben und unten in den Lüfter eintritt; Der Lüfterauslass kühlt dann die Haupt-APU über einen Heatpipe- verbundenen Kühlkörper, wobei der Auspuff über das Hauptnetzteil geleitet wird, bevor er von der Rückseite der Konsole abgegeben wird.

Die Stromversorgungsleistung des CUH-1200-Modells wurde von 250 W auf 230 W reduziert, wobei der Stromverbrauch für Gameplay und Standby-Download auf etwa 82% der Werte der vorherigen Version (148,6 bis 122 W mit Dragon Quest Heroes , 70 bis 58 W im Standby-Download-Modus) reduziert wurde. .

Die im September 2016 erschienene "PS4 slim" (offizielle CUH-2000-Serie) reduzierte die Leistung des Netzteils auf 165W; Laut Tweaktown war die Reduzierung des Leistungsbedarfs darauf zurückzuführen, dass die Haupt-APU im 16-nm-Maßstab von 28 nm hergestellt wurde. Sony behauptete, den Stromverbrauch um 28 % im Vergleich zur CUH-1200-Serie und 34 % im Vergleich zur ursprünglichen CUH-1000-Serie zu reduzieren.

Siehe auch

Verweise

Quellen