走進7nm與光追時代下一代索尼PlayStation游戲主機五問五答

索尼PlayStation和微軟XBOX兩大主機堪稱游戲主機市場的“定海神針”，它們的任何一點風吹草動都能引起市場的熱議。就在近期，來自索尼的首席游戲架構設計師Mark Cerny向美國Wired連線雜志透露了很多有關新一代PlayStation游戲主機的硬件信息，相比上代產品的改進之處。那么，它到底有什么新的特性呢？在兼容性和功能上又有哪些特點？接下來本刊會將其中透露的一些重點翻譯出來，并結合猜想，來讓我們看看下一代PS游戲主機到底是什么樣的。

游戲主機曾經是很多玩家最早體驗游戲內容、探索傳奇世界的主要工具。早在2013年2月，索尼發布了全新的PlayStation 4游戲主機，采用了定制的8核心AMD Jaguar x86-64處理器和同樣來自AMD、具有1.84TFIops浮點計算能力的GPU為主要的性能計算單元，同時還內置了8GB GDDR5統一內存。內存可以根據任務需要動態分配給GPU與CPU使用。這樣的硬件配置在當時的Pc面前還可以算作中高端產品。但時過境遷，六年的技術進步，使得固定在2013年首發配置上的PlayStation 4（簡稱PS4）疲態盡顯。

在面臨性能和畫質上的質疑時，SONY也嘗試過改善，帶來了一些架構和性能上的升級，并在2016年推出了PlayStation 4 Pro等，但終究是“廉頗老矣”。面對著Pc架構的大幅度升級和光線追蹤等技術的來臨，游戲主機算力不足、難以支撐高清畫質的游戲、缺少諸如光線追蹤這樣的新技術等痼疾始終得不到很好的改善。鑒于此，近期隨著PlayStation 5（假如是這個名字的話）的消息越來越多，這款新的游戲主機逐漸在我們面前揭開了它神秘的面紗。

問題一：新的索尼游戲主機硬件配置如何？

回答：新的索尼游戲主機在硬件配置上依舊采用AMD的定制化方案。根據Hark Cerny透露的消息顯示，AMD將為索尼提供基于zen 2架構的CPU，處理器依舊是八核心設計無論單線程性能還是多線程性能都應該堪稱目前的頂級配置。當然不排除AMD在發布zen 2架構桌面處理器后發布16核心主流產品。在GPU方面，Mark Cemy沒有透露具體信息，但只明確表示這款主機將支持光線追蹤技術，光線追蹤技術在Pc上已經有部分游戲應用，從畫質對比來看，光線追蹤在光影質量上帶來了巨大的提升，但也需要巨大的計算資源，因此索尼究竟將如何平衡計算規模、生產成本、功耗與發熱量，暫時不得而知。

那么它到底會用什么GPU來實現光線追蹤技術呢？目前大量的猜測顯示，新主機極有可能采用AMD尚未發布的Navi架構GPU。從架構本質來看，Navi架構依舊屬于GCN家族，夸張—點來說，新主機的GPU和PS4的GPU在架構本質上沒有太大差異，但是多年來AMD的修修補補也使得Navi架構能夠支持大量全新特性，尤其是加入了對硬件加速的光線追蹤技術的支持，能夠大幅度提升游戲主機的畫面質量。除了CPU和GPU外，其他硬件配置消息還包括新主機繼續支持藍光光碟，但是內部存儲可能不再使用HDD，轉而采用SSD，SSD應該會帶來更快的游戲啟動速度，但是可能容量更低一些。在外置存儲的支持方面，目前也沒有更多的消息。

問題二：新主機的性能相對PS4提升有多大？

回答：相比之前PS4時代，PS5時代的處理器和GPU都大大向前邁了一步。在PS4時代，AMD所提供的CPU并不是AMD面向主流市場的高性能版本，而是采用低功耗、高性能功耗比的Jaguar架構，隨后這款架構也被用于了諸如低功耗的上網本、低功耗APU處理器等。因此其性能是極為有限的，即使索尼采用了AMD的八核心定制化設計，但是這款處理器架構孱弱的單核心性能顯然會成為游戲計算的瓶頸之_。另外，在GPU方面，Ps4時代的GPU采用的也并不是AMD的高端型號，而是使用的類似于目前中高端定位的架構，整體計算能力有限，僅為1.84TFIops，要知道同時期的頂級端GPU計算能力大約為4.5TFIops左右，因此Ps4采用的這種組合在當時就飽受質疑，批評人士認為索尼在硬件架構上設計過于保守，主要目的還是盡可能地降低設備成本。隨之而來的就是Ps4在1080p的全高清分辨率下幀率不夠，部分游戲只能以低分辨率渲染后拉伸至1080p顯示，在4K時代更是完全無法應付龐大的計算量，這也直接導致了索尼隨后推出了加強版本的PS4 Pro，滿足4K時代的游戲畫面計算需求。

有了Ps4的前車之鑒，新的Ps主機在硬件架構上就顯得更為超前一些。CPU方面，zen 2架構的八核心產品在之前的性能展示中表現相當出色，甚至可以戰平英特爾頂級的Corei9-9900k。當然最終在主機上使用的處理器在頻率和功耗控制上可能更為嚴格，但即使如此，新的處理器性能也遠勝前代PS4。一些測試顯示，Zen架構的處理器比Ps4采用的Jaguar架構的處理器要快3-4倍，隨后AMD發布的zen+架構，IPC大約提升5%左右，zen 2架構進一步提升了15%，再加上全新的7nm工藝和更高的頻率，保守估計zen 2架構的八核心產品比Jaguar架構的八核心產品綜合性能提升大約在5倍左右，部分應用在新的指令集和架構加成下甚至會更高。

在GPU性能方面，雖然現在我們難以直接估計。不過，從索尼將考慮下一代游戲主機和自家8K電視合作的消息來看，新的游戲主機應該有能力或者在一定條件下輸出8K畫質游戲內容，這暗示了新游戲主機的GPU規模可能并不小，再考慮7nm工藝的應用，很有可能新的游戲主機GPU能夠達到現有市售GPU產品的高端水平。

除了單純的性能之外，人們還關注的內容包括新游戲主機在CPU、GPU組合方式上的設計形式。目前有兩種可選的方案，一種是類似于APu這樣的單芯片方案，這也是之前Ps4所使用的方案，AMD將制造一個面積頗大的處理器核心，其中集成了CPU和GPU，同時有消息顯示，下一代zen2架構的APU采用的也是單芯片方案。不過，下一代主機所需要的處理器規模較大，大面積芯片在新工藝下良率會比較低，這會帶來生產成本的顯著提高，而降低成本是索尼非常關注的一個因素。另外一種方案則是和zen2架構一起到來的分離式設計，AMD將zen 2架構的八顆CPU核心利用7nm工藝制造后封裝在一個芯片中，另外搭配14nm工藝的I/0芯片，同樣，I/0芯片也可以用于掛載GPU和內存等。這樣一來，采用多芯片方案的成本可能會低一些，但是對設計、維修和主板排布等可能會帶來一些不利影響。

此外，新的游戲主機還加入了一顆獨特的3D音頻定制單元，用于計算聲音方位。之前PS4和PS3的音頻都沒有發生太大的變化，而新的游戲主機重新開始重視聲音和游戲的互動，這可能會帶來新的游戲娛樂方式。值得一提的是，新的音頻處理并不會對音頻播放設備要求過高，通過3D音頻定制單元處理后，聲音會形成虛擬環繞聲效果，可以通過普通的電視或者揚聲器呈現。

問題三：新的主機會全面采用SSD存儲嗎？

回答：Mark Cerny明確表示索尼會在新的游戲主機中全面使用SSD存儲。道理很簡單，之前Ps4采用的2.5英寸5400轉HDD，雖然容量比較大，但是其性能表現太差，重負載下性能甚至只有普通SSD的十分之一，這意味著游戲玩家耗費了大量時間在等待硬盤傳遞數據。換用了SSD之后，游戲載入的等待時間會大幅度降低，并且有消息顯示索尼還會采用支持NVMe的SSD，而不是傳統的SATA結構，這也會使得存儲系統的性能顯著提升。

不過也有一些不好的消息。隨著目前的游戲體積不斷增大，比如已經出現了高達100GB的游戲，意味著新一代主機需要更大的存儲空間。如果索尼在新主機上只采用SSD存儲的話，那么其存儲容量至少需要500GB起跳，甚至1TB才能夠滿足消費者存儲數個游戲的需求。即使SSD的價格持續下跌，1TB SSD的成本也非常高昂。因此，最終索尼是采用純SSD存儲，還是HDD+SSD的混合存儲（SSD用作緩存存儲經常使用的內容，大量數據還是存放在HDD中），或者其它一些更為廉價的組合方案，還需要等待一段時間才能明確。

此外，Mark Cerny還表示下一代游戲主機內置存儲設備的帶寬將高于任何現有的SSD，這可能在暗示索尼將采用PCIe 4.0接口，畢竟AMD已經為zen 2架構準備好了這項技術。從技術上來看，PCIe 4.0將帶來每通道雙向4GB/s的帶寬。相比目前的PCIe3.0直接翻倍，如果用PCIe 4.0 x16連接GPU和CPU的話，帶寬將達到雙向64GB，s，連接SSD的話，PCIe 4.0 x4的帶寬就有雙向16GB/s，幾乎可以滿足任何超大數據量的讀寫需求。只不過PCIe 4.0的成本相比目前的產品來說略高，除了在PCB設計和布線上有嚴格要求外，相關PCIe 4.0重定時器芯片、適配器等價格都比較昂貴。因此索尼是否決定全面采用PCIe 4.0連接，可能最終還是要看成本問題。

問題四：新的主機是否兼容老游戲？

回答：讓老玩家可以放心的是，Mark Cerny承諾給出的消息是可以兼容。從硬件架構來看，Ps4和新的游戲主機在底層是可以平滑過渡的，CPU都是x86-64指令集，GPU甚至是一個架構家族的產品，因此要做到平滑兼容問題不大，索尼樂意即可。只是索尼可能需要和AMD一起為一些老游戲在新架構上運行做一些優化。但更有意思的是，如果新的游戲主機兼容老游戲，有可能暗示索尼在游戲主機上的一些策略發生了變化。

之前的游戲主機各代互不兼容帶來的結果就是玩家需要玩新游戲，必須選購一臺新主機，這在很大程度上增加了新的主機銷量，也反過來促進了游戲廠商的興趣。但是新主機兼容老游戲的話，意味著新玩家可以直接買一臺新主機玩老游戲，老玩家也可以通過新主機體驗到更新的技術，游戲廠商開發的時候不會再額外指定硬件，因此此時游戲主機的升級更類似于PC的升級——很大程度上PC只需要換顯卡就可以了，這是否會帶來一個新的主機游戲營業模式，還是說索尼在推廣游戲主機產業上已經有了新想法，還需要更多的時間來觀察。

問題五：新的主機價格如何？什么時候上市？

回答：關于新的主機價格，MarkCerny沒有透露任何消息，不過據預測入門產品的價格應該在400美元到500美元左右，也就是和現有主機價格持平。索尼可能會推出不同的版本并給出不同的價格，比如內置2TBSSD的版本價格可能會高一些。但我們認為在下一代游戲平臺上，索尼還是會主要依靠銷售游戲軟件來獲得利潤。畢竟從零售市場上來看，現在一顆8核心Zen+銳龍處理器的售價在2000元左右，—塊RADEON RX 590顯卡的售價也要1600元，再加上NVMeSSD、內存，整體售價可以輕易超過4000元。如果按照Pc市場配件的定價策略來銷售，游戲主機售價會非常驚人的，將會令主機銷售舉步維艱，以至于這個平臺的生態圈難以持續發展下去，所以“硬件虧著賣，賺錢靠軟件”的模式有望在下一代游戲主機上延續。

至于產品上市時間，索尼沒有給出明確答復，但是一些消息顯示索尼可能在未來12個月以內發布新的游戲主機。如果不出意外的話，從AMD發布產品的時間推算，AMD即將在本年中推出Zen 2架構的實際產品，Navi可能會在年底或者再晚一些。再加上AMD需要為索尼集成產品以及調試等時間，可能最終的游戲主機成品會在2020年中期發布。這意味著未來很長一段時間，新的主機會不斷有消息披露，這也應該是索尼市場宣傳預熱的一部分。

總的來看，目前有關索尼新主機的消息只是最初期的一些爆料，一些產品細節、營銷方式和最終對游戲市場的影響還不夠具體。接下來，本刊將進一步追蹤索尼和微軟全新主機的消息，帶來更多的深度分析。