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PlayStation 4の技術仕様書は、PlayStation 4家庭用ゲーム機の各種ハードウェア構成要素について説明しています。PlayStation 4の発売以来、PlayStation 4 SlimやPlayStation 4 Proなど、複数のバージョンがリリースされています。後継バージョンでは、本体の技術仕様に変更が加えられています。
最初に発売された420GB HDD搭載のPS4には、CUH-10 XX Aという形式のメーカーシリアル番号が付いていました。異なる形式のWi-Fiマイクロストリップアンテナを使用したマイナーチェンジ版が、2014年中頃に部品番号CUH-11 XX Aとして登録されました。 [ 1 ] [ 2 ]
2015年、CUH-12シリーズのバリアントであるCUH-1215AとCUH-1215B（それぞれ500GB と1TB のストレージを搭載）が米国でFCC の認証を受けた。CUH-11シリーズとCUH-12シリーズの違いは、定格電力が250Wから230Wに減少したこと 、重量が2.8kgから2.5kgに減少したこと 、および物理ボタンが搭載されたことである。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] CUH-12xxシリーズは、PS4の「Cシャーシ」バリアントとも呼ばれる。[ 6 ]
2015年6月下旬、欧州/ PAL 市場向けに1TBのCUH-11シリーズが発表された。[ 7 ]
CUH-1200シリーズは2015年6月に正式に発表され、まず日本で発売され、その後世界中で発売されました。デザインの変更点としては、オリジナルの光沢のある黒色のHDDカバーがマットブラックに変更されたことが挙げられます。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]その他のデザイン上の小さな変更点としては、静電容量式タッチセンサー式ボタンが機械式ボタンに変更されたこと、コンソール上面のLEDインジケーターが短く明るくなったことなどが挙げられます。[ 11 ] [ 12 ]内部的には、CUH-12シリーズにはいくつかの小さな変更点があり、メモリモジュールが1GBモジュール8個に変更されました （以前は512MBモジュール16個 ）。[ 13 ]
2016年9月にニューヨーク（米国）で開催されたPlayStationの公式イベントで、ソニーは新たにデザインを一新したPS4、CUH-2000シリーズ（通称「PS4スリム」）を正式に発表し、9月15日から500GBの基本 モデルが299ドル、299ユーロ、259ポンド、または29,980円で販売されることを発表しました。[ 14 ] [ 15 ]ソニーのプレスリリースによると、新モデル（CUH-2000）はCUH-1200シリーズよりも16%軽量で、エネルギー消費量が28%少ないとのことです。[ 14 ] 1TB モデルも34,980円で発表されました。[ 14 ]同じイベントで、4KおよびHDRディスプレイ向けに設計された、より高性能なバリアント「PS4 Pro」も発表されました。[ 16 ]以前のPS4モデルは、システムソフトウェア4.00でHDRサポートを受けました。[ 17 ]
アップグレードされた PS4 Pro (当初は「Neo」というコードネーム、[ 18 ] [ 19 ]製品コード CUH-7000) は、 TSMCの16 nm FinFETプロセスで製造されたより強力な APU を使用しています。論理プロセッサ コアの数 (8) は変更されていませんが、CPU クロック速度は 1.6 GHz から 2.13 GHz (CPU コア クロック レートが 33.1% 向上) に増加しましたが、基盤となるアーキテクチャは変更されていません。APU のグラフィックス コンピュート ユニットの数は、Graphics Core Next (GCN) コンピュート ユニット (18 から 36 に倍増し、クロック速度は 800 MHzから 911 MHzに増加し、理論上の単精度浮動小数点性能は 4.19 TeraFLOPsになりました。これは、元の PS4 GPU と比較すると、単精度FLOPsが 2.2775 倍または 127.75% 増加しています。最新のAMD Vegaアーキテクチャから派生したGPUの16ビット可変浮動小数点演算の改良により、PS4 Proは理論上の半精度浮動小数点演算性能で8.39テラフロップスを実現しています。
全体的な統合システムメモリアーキテクチャは、DDR3 DRAMの1GBセグメントの追加により改善されました。PS4 Proはこのメモリ増加を利用して、NetflixやSpotify などのバックグラウンドで実行される非ゲームアプリケーションを置き換えることができます。この副次的な利点として、開発者は追加の512MBのGDDR5を使用して、ベースPS4ハードウェアで利用可能な5GBではなく、合計5.5GBのゲームを作成できます。GDDR5メモリ速度は5.5 Gbit/s（または4×1.375 GHz）から6.8 Gbit/s（または4×1.7 GHz）に増加し、合計メモリ帯域幅は217.6 GB/sに増加し、23.8%の改善に相当します。[ 20 ]
設計に追加された要素の一部は、AMD の新しい Polaris および新しいアーキテクチャから派生したものです。[ 21 ] [ 22 ]プロセッサのこのような新機能には、最大 4k 解像度をサポートするHEVCビデオ コーデックが含まれます。その他の仕様変更には、HDMI 出力がHDCP 2.2 準拠の HDMI 2.0b 規格にアップグレードされたことが含まれます。ワイヤレス ネットワークには、 IEEE 802.11ac 規格を使用した 5 GHz バンドのサポートが含まれ、Bluetoothサポートはバージョン 4.0 にアップグレードされました。有線 LAN はオリジナルの PS4 と同じです。オリジナルの PS4 Pro の定格電力は 310 Wです。 [ 20 ]アップグレードしないという決定は、主にコストに基づいています。[ 20 ]
PS4 Proの半透明ケース限定版が2018年8月に発売され、マイナーなハードウェアアップデートが施された。この新システム（型番CUH-7100）は、より大容量のハードドライブに加え、静音ファンを採用している。CUH-7000よりも消費電力は安定しているが、発売当初のシステムより若干発熱量が高くなっている。[ 23 ]
CUH-7200という型番のマイナーなハードウェア更新版が、 2018年11月にRed Dead Redemption 2とのバンドルで初めてリリースされました。CUH-7000と機能的には同等の新しいバージョンですが、電源コネクタが異なり、より静かなファンを使用しているため、Digital Foundryによると、CUH-7100の改善と同様に、騒音レベルが「天と地ほど」変わりました。消費電力は一貫して170Wです が、7000は定格170Wですが 、一時的に177Wまで上昇します。 ただし、この改善を実現するために、新しいコンソールのファンは7000モデルよりもわずかに遅く回転し、わずかに熱くなりました。[ 24 ] CUH-7000モデルは、CPUのサーマルペーストを交換し、ヒートシンクとファンを清掃すると、CUH-7200モデルと同様の騒音レベルを実現できます。注意深く正しく行えば、[ 25 ]この手順は低リスクから中リスクであり、所要時間は、人のスキルとコンソールへの習熟度に応じて15分から2時間です。
「当社はこれまで、市場の他社向けにこのようなAPUを開発したことはありません。これは、当社がこれまでに開発したAPUの中で、群を抜いて最もパワフルな製品です。」
PlayStation 4 は、 AMDがソニーと共同で開発し、TSMCが28 nmプロセス ノードで製造したセミ カスタムのアクセラレーテッド プロセッシング ユニット(APU)を使用しています。 [ 27 ]この APU は、中央処理装置(CPU) とグラフィックス処理装置(GPU) に加え、メモリ コントローラやビデオ デコーダ/エンコーダなどの他のコンポーネントを統合したシングル チップです。[ 28 ] [ 29 ]また、このコンソールには、ダウンロード、アップロード、ソーシャル ゲームプレイに関連するタスクを処理するセカンダリ カスタム チップも含まれています。[ 30 ] [ 31 ]これらのタスクは、ゲームプレイ中またはシステムがレスト モードのときにバックグラウンドでシームレスに処理できます。[ 32 ]
PS4のオーディオ機能についてはあまり公には知られていないが、このコンソールには専用のハードウェアオーディオモジュールも搭載されており、最小限の外部リソースでゲーム内チャットをサポートできるほか、ゲーム内オーディオで使用するための「非常に多くの」MP3ストリームもサポートできる。[ 33 ]
メインの APU (2013 年リリース) のダイサイズは19 x 18.3 mm (0.75 x 0.72インチ)で、GPU、CPU、メモリコントローラが同じダイ上にあります。[ 34 ] 2013 年リリースの APU には、ダイ上に20 個のGCN演算ユニットが含まれており、 [ 35 ]そのうち 2 個は製造歩留まりを向上させるための冗長性を提供するために存在していると考えられています。[ 36 ] CPU と CPU キャッシュはチップ面積の約 15% を占め、GPU 演算ユニットは348 mm 2 (0.539平方インチ)のダイ面積の約 33% を占めています。[ 36 ]
中央処理装置(CPU) は、合計8 個のコアを持つ 2 つのx86-64クアッドコア モジュールで構成されており、[ 43 ]これはAMD のJaguar CPU アーキテクチャに基づいています。 [ 28 ]各コアには 32 kB のL1 命令およびデータ キャッシュがあり、 4 コア モジュールごとに1 つの共有 2 MB L2 キャッシュがあります。 [ 44 ] CPU の基本クロック速度は1.6 GHzと言われています。これにより、理論上のピーク性能は 102.4 SP GFLOPS になります。
GPUの仕様：[ 45 ]
グラフィックス処理ユニット(GPU) は、AMDのGPGPU対応Radeon GCNアーキテクチャで、18 個の演算ユニット (CU) からなり、合計 1,152 個のコア (CU あたり 64 個のコア) を備え、理論上のピーク性能は 1.84 TFLOPSです。[ 46 ]この処理能力は、グラフィックス、物理シミュレーション、またはその 2 つの組み合わせ、あるいは汎用コンピューティングに適したその他のタスクに使用できます。GPU は主にGCN 1.1テクノロジーを使用した Bonaire アーキテクチャに基づいています。[ 39 ] PS4 の GPU はグラフィックス操作にシステム RAM を使用するため、VRAM は搭載されていません。
PS4のGPUはAMDのGCNアーキテクチャに基づいているものの、現行世代のPCグラフィックカード（第1世代GCNアーキテクチャ搭載）との間には、いくつかの既知の相違点がある。
APUの他のコンポーネントと同じダイ上には、AMD TrueAudioと同一であるか、またはある程度類似しているデジタル信号処理SIPブロックが搭載されている。 [ 48 ]
マイクロチップの残りの部分は、CPUとGPUで共有されるオンダイメモリコントローラと、メモリアクセスに関する追加のロジックで構成されています。AMDはHSA Foundationの創設メンバーであり、ソニーはHSA Foundationへの貢献者であるため、PlayStation 4のアンコアは、 hUMA（異種ユニフォームメモリアクセス）など、異種システムアーキテクチャによって推進されているいくつかの機能をサポートしています。これは、システムメモリがパーティション化されていないため、その一部がGPU専用に使用できるのではなく、統合されているため、ハードウェアゼロコピーが可能になることを意味します。[ 49 ] [ 50 ]
PS4には合計8GB （ CUH10XX/CUH11XXモデルの場合は 16×0.5GB （ 512MiB） 、CUH12XXモデルの場合は8× 1GB（1024MiB ）のメモリチップ[ 51 ]）のGDDR5統合システムメモリが搭載されており、最大クロック周波数2.75GHz （5500MT/s）で最大帯域幅176GB /sで動作可能です。[ 46 ] [ 52 ]これはPS3のRAM総量の16倍であり、コンソールの寿命を大幅に延ばすと予想されていました。[ 53 ] [ 54 ]統合メモリアーキテクチャにより、CPUとGPUは統合メモリにアクセスできるため、個別の専用メモリプールは不要になります。[ 54 ]
PS4には、バックグラウンド機能やOS機能をサポートするセカンダリARMプロセッサ（256MiBのRAMを別途搭載）が含まれています。 [ 55 ] [ 56 ]
読み取り専用の光学ドライブは、Blu-rayディスクを 6 倍の一定角速度で読み取り、最大読み取り速度は 27 MB/sです。これは、PS3 の 2 倍の速度が 9 MB/s に制限されていたのと比べて大幅なアップグレードです。[ 54 ] [ 57 ]光学ドライブのパフォーマンスをさらに向上させるために、PS4 にはハードウェアによるオンザフライzlib解凍モジュール (スペースと帯域幅を節約するために圧縮された Blu-ray ディスク上のデータを高速に解凍するために使用される特別なハードウェア) が搭載されており、実効帯域幅が拡大します。同時に、ゲームが光学ドライブにアクティブにアクセスしていない場合でも、コンソールはデータをハードディスクに継続的にキャッシュし、未読み取りデータをバッファリングします。これは、ソニーのPlayGo戦略の一部です。[ 33 ]
読み取り専用の光学ドライブはDVDも読み取れます。CDは読み取れません。[ 58 ]
コンソールには、2.5インチの500GB 、1TB 、または 2TBのハードドライブが搭載されており、[ 59 ]ユーザーがアップグレードできます。[ 60 ] [ 61 ]アップグレードされていないモデルは、転送速度3Gbit/sのSATA接続を備えています が、アップグレードされたPlayStation 4 Proモデルは、 転送速度6Gbit/sをサポートしています。
256 MB の追加 チップ (2013 年リリースでは 2 Gbit DDR3 SDRAM チップを使用) が搭載されており、補助プロセッサで使用されていると考えられています。[ 62 ] 32 MB (256 Mbit)の追加 フラッシュメモリチップも搭載されています。[ 63 ]
2017年3月9日に導入されたシステムソフトウェア4.50 [ 64 ] では、追加ストレージとして最大8TBの外付けUSBハードドライブを使用できるようになりました[ 65 ] 。
PlayStation 4 は、802.11 b/g/n Wi-Fi接続、イーサネット(10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T)、Bluetooth 2.1、および 2 つのUSB 3.0ポートを備えています。モーション検出デジタル カメラ デバイスであるPlayStation Cameraに接続するための補助ポートも含まれています。 [ 46 ] DualShock 4 に接続できるモノラル ヘッドセットがシステムに同梱されています。[ 66 ]オーディオ/ビデオ出力オプションには、HDMIと光S/PDIFがあります。[ 46 ] PlayStation 4 にはアナログ オーディオ/ビデオ出力はありません (ユーザーが DualShock 4 の 3.5 mm オーディオ ジャックを数えない場合)。[ 67 ] PS4 Slim (CUH-2000 シリーズ) は IEEE 802.11 a/b/g/n/ac Wi-Fi、Bluetooth v4.0、および 2 つの USB 3.1 ポートを搭載し、Pro (CUH-7000 シリーズ) は 3 つの USB 3.1 ポート、IEEE 802.11 a/b/g/n/ac Wi-Fi、および Bluetooth 4.0 (LE) を搭載しています。[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]
PS4は、内部の広範囲電圧（110 ～ 240V AC 50Hz/ 60Hz）スイッチング電源で動作します。[ 75 ]最初に発売されたバージョンは、最大電力定格が250Wでした。[ 76 ] Eurogamerのテストによると、初期のコンソールはメニューモードで動作しているときに約80Wを消費し、ゲームプレイ中は約110 ～ 120Wに上昇し、ゲームプレイとメニューの両方がアクティブな場合はピークで140Wに達しました。 [ 77 ] Natural Resources Defense Councilのテストでは、同様の消費電力の数値が示され、ゲームプレイのピークは137Wでした（PS4 Cameraが接続されている場合）。同じ条件下で、（インターネット接続された）スタンバイモードでの消費電力は8.8Wと測定され、より低い電力の「オフ」状態では0.5Wを消費しました。[ 78 ]
PS4の冷却システムは、単一の遠心ファンを使用しており、本体の両側から空気を吸い込み、メインPCBの上部と下部で流れを分割してから、上部と下部からファンに入ります。ファンの排気は、ヒートパイプで接続されたヒートシンクを介してメインAPUを冷却し、排気はメイン電源の上を通過してから本体の背面から排出されます。[ 76 ] [ 79 ] [ 80 ]
CUH-1200モデルアップデート（2015年）では、電源定格が250Wから 230Wに削減され 、ゲームプレイ時とスタンバイ時のダウンロード電力消費量が以前のバージョンの値の約82%に削減されました（ドラゴンクエストヒーローズ 実行時148.6Wから122W、スタンバイダウンロードモード時70Wから58W ）。 [ 81 ]
2016年9月に発売された「PS4 slim」（公式CUH-2000シリーズ）では、電源の定格が165Wに削減されました 。[ 82 ] Tweaktownによると、電力要件の削減は、メインAPUが28nmから16nmスケールで製造されたことによるものです 。[ 83 ]ソニーは、CUH-1200シリーズと比較して28%、オリジナルのCUH-1000シリーズと比較して34%の電力削減を主張しました。[ 14 ]
・インタラクティブエンタテインメントの社長兼CEOであるアンドリュー・ハウス氏は、6月にフィナンシャル・タイムズ紙とのE3開催前のインタビューで、PS4のアップデート版が開発中であることを認めた。このコンソールは毎年恒例のゲームイベントで展示も言及もされなかったが、記事では「Neo」というコードネームが確認された。
ProはPS4体験を新たな高みへと引き上げます。GPUはAMDのPolarisテクノロジーの要素をベースに、さらにその先へと進化しています。
（マーク・サーニー）「[我々は]AMD Polarisアーキテクチャから多くの新機能を採用し、さらにそれを超えるものもいくつか採用しました。」
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