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標題[情報] SIE 硬體設計主管透露 PS5 內部設計秘辛
時間Tue Oct 20 22:16:33 2020
SIE 硬體設計主管透露 PS5 內部設計秘辛 導入液態金屬材質降低整體散熱成本
https://gnn.gamer.com.tw/detail.php?sn=205021
索尼互動娛樂（SIE）硬體設計部門機構設計部部長鳳康宏，繼日前在官方 YouTube
頻道上公布由其親自針對即將於 11 月 12 日陸續在全球上市之新一代主機「
PlayStation 5（PS5）」進行大部拆解與內部構造解說之後，日前又陸續接受多家日本媒
體的訪問，針對 PS5 主機硬體設計的各種疑問進行解答，供玩家參考。
散熱系統
大型離心式風扇
首先是關於許多玩家關心的散熱部分。PS5 採用直徑 12 公分、厚 4.5 公分的大型
離心式風扇來負責整個系統的散熱。風扇位於主機上端的中央處，會從主機兩側進氣口吸
入空氣，均勻推向四周冷卻系統。採用玻璃纖維 PBT 材質製造，兼具強度與耐熱特性。
扇葉片數是基於必要的正壓與風量之間的均衡所計算出來的，同時保有足夠的餘裕，即使
是在惡劣的環境下也能確保主機不會故障。之所以會採用如此巨大的尺寸，是希望透過壓
低轉速來達成靜音的運作。官方表示在一般的使用環境下，會比 PS3 與 PS4 的初版機型
來得安靜。
主機板雙面散熱
PS5 的主機板分為正面的「A 面」與背面的「B 面」。其中 A 面配置有系統處理晶
片、SSD 控制晶片與快閃記憶體晶片，B 面配置有系統記憶體晶片、快閃記憶體晶片與直
流轉換電源供應迴路。雖然熱量主要來自 A 面的系統處理晶片，但 B 面的發熱也達到
PS4 系統處理晶片等級，因此兩面都配置有強力的散熱系統。
液態金屬 TIM
為了讓 A 面的系統處理晶片的熱量能更快速排出，PS5 導入了液態金屬 TIM（熱界
面材料）※。雖然液態金屬 TIM 存在已久，但有幾個關鍵的問題需要克服。首先是液態
金屬會導電，如果滲漏出來會導致電路板短路故障，因此需要防止滲漏的設計。此外以鎵
合金為主的液態金屬對鋁有很強的浸潤侵蝕性，而鋁正是散熱器最常見的材質。銅雖然比
較能抵抗鎵合金的侵蝕，但也無法完全避免。因此需要透過電鍍的方式來保護。
※ 介於發熱來源與散熱系統之間、用來減少熱量傳遞阻礙的材料，例如一般常見的矽質
導熱膏
為了克服液態金屬 TIM 應用在 PS5 量產上的問題，SIE 花費了 2 年的時間進行準
備，並採用自家訂製的配方。而之所以採用成本較高的液態金屬 TIM，主要的著眼點在於
降低散熱系統的整體成本。雖然液態金屬 TIM 的成本比一般矽質 TIM 來得高，但是卻能
更有效將熱量導出，因此可以採用成本較低的散熱器，降低散熱系統的總成本。舉例來說
，假設某系統原本採用 10 日圓的 TIM 搭配 1000 日圓的散熱器，現在換成 100 日圓的
TIM 搭配 500 日圓的散熱器也能達成相同散熱效果的話，則總成本就能從 1010 日圓降
低至 600 日圓。
散熱器
PS5 採用由 6 根導熱管構成的大型散熱器，所有導熱管都匯集到與處理晶片接觸的
部分，將熱量快速傳導到所有散熱鰭片上排出。與液態金屬 TIM 接觸的部分採用電鍍處
理以防止腐蝕。SIE 表示雖然只是採用一般的導熱管，不過在散熱鰭片形狀與氣流的設計
上下了功夫，因此能達成與成本較高的均溫板相同的散熱效能。
直立 / 橫放散熱效能
SIE 表示 PS5 在直立擺設與橫放擺設的散熱效能並沒有差別。雖然可能有人會認為
因為有「煙囪效應 ※」因此直立擺設的散熱效能會比較好，但在安裝有主動排氣的散熱
系統中，煙囪效應帶來的影響只在誤差範圍內。SIE 除了透過計算機輔助工程（CAE）來
協助各散熱零件的設計之外，還會製作全透明的 PS5 主機模型，透過導入乾冰煙霧來觀
察主機內部實際空氣流動的狀況，同時測量各部分的溫度，藉此來改良散熱設計。
※ 指封閉空間內的空氣沿著垂直的通道上昇或下降，造成空氣加強對流的現象
可線上更新的風扇控制參數
PS5 除了系統處理晶片內部的溫度感測器之外，在主機板上還設置有 3 組溫度感測
器，系統可以根據這些溫度感測器的數據來控制風扇轉速。控制參數未來還可以透過線上
更新來調整。官方表示，計畫收集執行各款遊戲時系統處理晶片的運作狀況數據，藉以最
佳化風扇控制。報導中也指出 PS5 的散熱設計具備高安全係數。如果未來出現長時間持
續處於高負荷狀態的遊戲，甚至可以犧牲靜音性，拉高風扇轉速來提升散熱效能。
SSD 擴充槽
PS5 內建訂製版高速 SSD，由主控晶片與 6 顆快閃記憶體晶片構成，頻寬 5.5GB/s
，總容量 825GB ※。此外還提供 PCIe 4.0 x4 規格的 M.2 NVMe SSD 擴充槽，可以自行
擴充內部儲存空間。該擴充槽提供多種螺絲孔位，可安裝 30mm / 42mm / 60mm / 80mm
/ 110mm 長度的 SSD。可容納帶有散熱器的 SSD，但高度限制在 8mm 以下、以不頂到保
護蓋為原則。配置有 2 個排氣口，可透過鄰近散熱風扇進氣的負壓將熱排出。
※ 824,633,720,832 Byte，採業界標準十進制四捨五入計算為 825GB，如以二進制計算
則為 768GB
光碟機與電源供應器
PS5 標準版主機配備吸入式 Ultra HD Blu-ray 光碟機模組，採用金屬外殼密閉封裝
，且與外殼底盤接觸的部分配置有雙層防震墊片，藉以減低運作時的震動與噪音。配備
350 瓦功率的電源供應器模組，外殼前後預留有通風口，可以讓循著羊角螺線（
Clothoid）軌跡流通的散熱風扇氣流進入進氣口，再從主機後方排出。
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推 hitsukix: 不到一個月就要發了還不給各大媒體也是怪了 10/20 22:31
推 The4sakenOne: 沒有值得吹噓的硬體 那就裝死 不需要刻意露出弱點 10/20 22:45
→ The4sakenOne: 目前的強項看起來就是獨佔遊戲 10/20 22:46
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→ qazxswptt: 可以片硬體效能輾壓 根據歷代做法早就片了 10/20 23:10
→ SsuWeiYuan: 說為了散熱很用心然後機殼設計長那樣? 認真? 10/21 03:09