让我们预测“PS5”的形式 CPU性能大大提高 但支持Latere的GPU在芯片尺寸方面存在问题
由于PS4和Xbox One都采用了AMD制造的定制APU并开发了AMD继续不断开发APU的路线图，固定式游戏机采用了这种轨道和智能手机般的短周期性能现在理所当然地预测出现改进版本是很自然的。但当时，没有多少人这么想。无论如何，结果，它就像预期的那样，对我来说似乎很有意思，但从那时起已经过去了六年，它即将转向下一代平台，一篇值得注意的文章是值得的它流了。
是北美科技媒体连线是，索尼互动娱乐（以下SIE）充当PS4的首席系统架构师马克·塞尔尼（马克进行了独家专访，以他尼先生），“索尼的下一代游戏机技巧发表了一篇关于 “倾听”主题的文章。
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2019 4月16日，官方的PlayStation Twitter帐号，下一代播放站重刑平台啾啾美国有线上的独家文章。根据文章，下一代PS兼容当前的PS4，并且都使用AMD的Zen 2代8核CPU和Navi一代GPU核心，并且还支持8K分辨率和光线跟踪据说。
Mark Cerny（PS4，SIE的首席系统架构师）。这张照片拍摄于2016年
当然，这不是塞尔尼的口，似乎是官方的公关策略。当我与SIE官员交谈时，暂时可以提供的信息到目前为止并且不会响应额外的覆盖请求。相反，“从各种有线文章想象，下一代播放站TION （以下，PS）和我搞活”将被调用。如果是这样，让我们试着预测下一代PS平台的外观。此外，Cerny在Wired的文章中没有详细说明下一代PS的命名，但为了方便本文，我将称之为名称尚未定义为“PS5”的下一代机器。
PS5的CPU性能是PS4的10倍？
根据Wired的文章，PS5的主处理器将继续是AMD APU *。PS4一代的CPU是继“ AMD 推土机 ”微架构（相关文章）之后的“Jaguar”核心。说到PS5，它将立即进行现代化改造，并将成为“ Zen 2 ”一代，它将成为“Zen”微架构的最新版本。*加速处理单元的缩写。AMD指的是将CPU核心，GPU核心，高速缓存，各种I / O接口等集成为APU的处理器。虚拟SoC（片上系统）。
Zen 2是第三代Ryzen“Ryzen 3000”系列采用的CPU微架构，计划于2019年夏天发布。AMD计划采用台湾半导体制造商台积电的7nm工艺技术。Zen 2微体系结构的细节在作者2018年11月发表的评论中有详细说明。粗略地说，浮点性能提高，分支预测性能提高，缓存性能也提高。据说。在撰写本文时，AMD正在开发基于APU“Raven Ridge”（开发代码名称）的第二代Zen微架构“Zen +”。CPU内核的额定工作时钟为2.1至2.6 GHz，使用12 nm工艺技术的 Raven Ridge系列笔记本电脑APU的升压最大时钟为3.5至4 GHz。用于笔记本电脑的APU而不是台式电脑的原因在于Jaguar核心最初用于笔记本电脑。如果是额定工作时钟，采用小型化7nm工艺制造的PS5 APU可以在比Raven Ridge更高的时钟下工作。具体来说，它的评级是3到4 GHz吗？顺便说一句，由于PS4的CPU在额定时钟为1.6 GHz，在PS4 Pro为2.13 GHz，因此可以说它是一项重大改进。那么CPU内核的数量是多少？在Wired的文章中，有人写道：“在PS5中，将安装一个基于Zen 2核心的8核CPU。” 由于PS4代中的CPU核心数为8，因此数字相同。但是，Zen微架构支持同时多线程（SMT），因此即使具有相同的8个内核，PS5也可以运行8个内核和16个线程。换句话说，可以预期架构更新的协同效应，操作时钟的改进以及SMT对应，因此PS5的CPU性能可能比PS4高得多。它可能没什么意义，但让我们估计浮点性能作为比较的衡量标准。对于PS4系列Jaguar CPU，每个CPU内核使用一个带有一个128位SIMD浮点加法器（FPA）和一个128位SIMD浮点乘法器（FPM）的结构。这是。
如果所有这些都是由32位浮点运算驱动的，则每个时钟的运算性能将为8 FLOPS，其中4 FLOPS（加法）+ 4 FLOPS（乘法）。由于有8个内核，因此在驱动1.6 GHz的PS4的CPU和2.14 GHz的PS4 Pro的CPU时的运算性能是
PS4：8 FLOPS x 8核x 1.6 GHz = 约102.4 GFLOPSPS4 Pro：8 FLOPS x 8核x 2.13 GHz = 约136.3 GFLOPS它会。另一方面，由于内置于每个内核的128位SIMD浮点算术单元在Zen生成CPU中加倍，因此当驱动所有八个内核时，每个时钟16个FLOPS（加法）+ 8个FLOPS（乘法）它变成了。
当这是Zen 2代时，据说SIMD浮点运算单元将是256位。换句话说，每个时钟的算术性能是32 FLOPS。假设工作时钟为3至4 GHz
PS 5:32 FLOPS x 8核x 3至4 GHz = 约768至1024 GFLOPS因此，假设可能存在大约7.4到10倍的浮点性能。然而，游戏中CPU核心的处理具有大比例的整数指令，并且最近的趋势是GPU将重浮点运算处理为GPGPU任务。因此，不知道PS5中的浮点运算性能如何适用于游戏。例如，在运行基于CPU的物理引擎（如“Havok”）时，它可能很有用。
用于PS5的GPU支持10 TFLOPS以上的光线跟踪
接下来的主题是GPU核心有线文章称，PS5 GPU是基于AMD下一代GPU架构“ Navi ”（开发代码名称）的定制版本。AMD是一家以生产导航采用7纳米工艺技术规定，因为，这将是即使7纳米工艺的GPU核心PS5生产。请注意，自定义版本的含义考虑使用自定义版本“Radeon HD 7850”，它是PS4的GPU核心，例如“异步计算引擎”（以下称ACE），它是围绕内存总线和GPU的功能块。数字等元素是否与基于Navi的单个GPU不同？ACE是一个管理单元，用于与图形处理并行运行GPGPU处理，PS4的GPU有八个ACE，比Radeon HD 7800系列大四倍。由于这些架构，PS4已经执行了独特的高级图形处理，当时不受图形管道的限制。因此，即使使用PS5，SIE似乎也确定了ACE的数量。
那么，目前没有关于这个Navi一代GPU将会是什么样的信息，而且目前的Vega一代并不知道它将如何改变。然而，有线文章中的Cerny 提到“ PS5的GPU支持光线跟踪 ”是非常重要的一点。
这是因为，对于微软在2018年宣布的实时光线跟踪技术“ DirectX光线跟踪”（以下简称 “DXR”），AMD在撰写本文时避免了关于如何回应的声明。然而，由于自20世纪90年代以来GPU已经基本上随着DirectX（Direct3D）的发展而发展，因此毫不奇怪AMD在Navi一代中与DXR兼容。只要我阅读有关Wired的文章，Cerny说光线追踪支持是PS5图形功能的一个关键点，我正在寻找一种基于硬件的光线跟踪引擎来支持DXR。我认为准备的可能性很高。也许，PS5 GPU上基于硬件的光线跟踪引擎不是如上所述的自定义功能，而是Navi生成GPU上的标准功能。如果是这样，就不难预测它将是什么类型的硬件。假设设计策略是支持DXR，几乎不言而喻，该架构将类似于NVIDIA在“图灵”一代GPU上的“ RT核心 ”。具体而言，基于硬件的光线跟踪引擎
射线生成促进生成的光线射线与多边形的碰撞判断要加速。另一方面，诸如与CG绘制本身相关的照明和阴影操作以及纹理的应用的处理系统是由传统可编程着色器单元处理的机制。那么，与PS4相比，执行除光线跟踪以外的处理的PS5的GPU性能会提高多少？这在有线文章中有点隐藏。这就是“PS5对应8K”的观点。这可以解释为PS5对应于能够进行8K（7680x4320像素）分辨率的视频传输的“ HDMI 2.1 ” ，并且它可以渲染8K分辨率的图形。但是，即使在目前市场上的超高端GPU上，也很难以8K原始分辨率渲染60 fps。由于我不认为到目前为止将在PS5上安装高端GPU，因此可能会将PS4 Pro 的相当于伪4K渲染转移到8K。换句话说，PS5极有可能支持伪8K渲染，同时支持逼真的4K渲染。假设，所需的性能将微弱可见。PS4的GPU性能为1.84 TFLOPS，而那时逼真的全高清支持是其中一个吸引人的观点。基于此，具有4倍分辨率的4K渲染需要7.36 TFLOPS才能进行简单计算。然而，PS4 Pro的GPU性能为4.2 TFLOPS，约为7.36 TFLOPS（相关文章）性能的57％。如果该法适用于下一代，则PS5 的GPU性能估计为16.7 TFLOPS （= 29.44 TFLOPS x 57％）。然而，用7nm工艺实现这种性能有点困难。在成为世界上第一个7nm工艺采用GPU 的“ Radeon VII ”的情况下，芯片尺寸（半导体本身的尺寸）相当大，331mm 2。由于Navi是同一代或改进版本的过程，因此如果性能相同，则芯片尺寸不应有太大变化。
PS5的主处理器可望成为集成了CPU和GPU的APU。如果您需要集成基于Navi的GPU和基于Zen 2的CPU，则不能只使用巨大的GPU。在成本和热设计功耗（TDP ）方面，PS5 Navi定制GPU可能与Radeon VII或更小尺寸相同。即使在应该是8K发达国家的日本，虽然它兼容8K，但8K兼容电视仍远未普及（相关文章）。由于PS5目标市场目前对8K不太感兴趣的世界市场，我认为实际的GPU性能将低于先前估计的16.7 TFLOPS。实际上，它可能不会达到相当于“Radeon VII”的13.8 TFLOPS。暂时可以说的是，将超过实际4K渲染所需的7.36 TFLOPS。
PS5的内存系统是HBM + GDDR的混合内存系统吗？
第三代Ryzen CPU包是基于Zen 2的台式PC的CPU
Jaguar一代CPU核心的框图。AMD的文章“ 软件优化指南对于AMD 家庭16H 处理器转引自”（※链接目标Zip文件）
AMD发布的Zen generation CPU核心框图
Radeon R9 290X是第一款在Radeon品牌GPU上拥有八个ACE的产品，在此之前不到四个（相关文章）。PS4已被ACE 8配置抢先一步，而这恰好称之为“PS4自定义”
由SIE的游戏工作室Polyphony Digital于2018年12月在东京SIGGRAPH ASIA 2018举行的“Realtime Live！”活动中展示的“下一代Gran Turismo开发的技术开发”演示这是一个射线追踪基地。回想起来，我认为这与PS5规范无关
采用7 nm工艺的Vega II方框图。Navi将与此类似，具有规模感
顺便说一下，由于Navi一代的GPU是当前Vega生成架构的继承者，因此图形存储器系统基于“高带宽存储器”（以下称为“HBM”）“高带宽高速缓存”（以下称为“高带宽高速缓存”）。 ，可以采用称为HBC的存储系统。HBC采用了一种机制，允许GPU透明地访问由CPU的内置内存控制器管理的主内存，并在高速HBM端放置必要的数据以渲染管道。这是一种机制（相关文章）。当然，问题是，“你会把昂贵的HBM放在PS5上吗？” 然而，考虑到对具有8GB GDDR5内存的SCE的记忆的承诺，这在PS4推出时很昂贵，所以没有使用HBM。此外，从2019年下半年开始，预计半导体行业将向HBM和NVIDIA等GPU制造商传播HBM采用案例，预计半导体行业将迅速商品化。如果是这样的话，很有可能采用PS5进行HBM，将于2020年后发布。最重要的是，对于具有大量内存访问的处理系统（如光线跟踪），具有大内存带宽的HBM非常有效，所以我觉得要安装它。这就是为什么我不认为我希望PS5的所有记忆都是HBM。HBM可能是混合内存系统，如8GB和GDDR6也是8GB。此配置提醒PS3的内存架构。索尼使用PS3作为主存储器连接CPU的“Cell Broadband Engine”（以下简称“Cell”），当时高速Rambus XDR DRAM的容量为256 MB，GPU侧的显存容量也为256 MB GDDR3 SDRAM用于异构混合存储器系统。由于内置的Cell内置128位SIMD矢量RISC处理器（SPE），CPU侧采用了具有超高内存带宽的XDR DRAM，而不是GPU。我听说打算使用它。当然，有可能安全地采用16GB加载GDDR6和PS5的折衷配置。然而，作者认为采用PS3短暂的异构混合存储系统（如PS3）的可能性并不低。顺便说一下，虽然到目前为止我已经写过，但即使在PS5的存储系统中采用HBM，在PS5中，采用HBC架构的可能性也可能很低。在当前的PC架构中，当从CPU查看时，GPU 位于PCI Express（PCIe）接口之前。因此，在Vega GPU中的HBC中，GPU侧的本地图形存储器的逻辑地址和CPU主存储器它已成为一种允许逻辑地址重叠的内存管理系统。这很自然，因为HBC是一个基于软件管理的缓存系统，至少可以这么说。但是，使用此内存架构，即使HBM 8 GB + GDDR 6 8 GB总共有16 GB内存，也可能无法使用完整的16 GB内存。这种冗余存储器架构可以被PC接受，但不能被游戏控制台接受。因此，在PS5中，大型物理地址空间是HBM，哪里是GDDR6等内存架构。换句话说，我认为根据游戏程序方面（游戏开发者）的设计，我会正确使用两种内存。PS3的XDR DRAM + GDDR3也是如此。英特尔已经提出了在一致的物理地址空间中分配不同类型存储器的架构作为“ 3D XPoint ”应用案例，并且可以在不久的将来的PC架构中采用。PS5可能领先于PC中的高级架构。
PS5的SSD是否适用于缓存？
在Wired的文章中，Cerny承认PS5标配SSD。然而，Cerny在SSD采用的解释中添加了一个有趣的词。它声明“它强调未格式化状态下的读取速度并利用SSD”。这意味着PS5在与文件系统不同的应用程序中使用整个或部分SSD来存储游戏数据。换句话说，PS5可以解释为SSD用于缓存应用程序。作为当前可用的固定式游戏机的解决方案，这是一个非常现实的选择。如果您尝试将所有购买的游戏保存在SSD上，则需要大容量SSD，这非常昂贵。因此，与传统PS系列一样，PS5也采用大容量HDD作为主存储器，因此用户可以更换HDD。另一方面，标准安装的SSD将是不考虑用户更换的SSD - 例如，直接连接到子板。Cerny还表示“安装在PS5上的SSD的访问速度比任何PC都快。” 这是另一个有趣的评论。起初，我认为这意味着在条带化（RAID 0）配置中连接SSD，但我认为在成本方面很难。这可能表明这对应于PCIe Gen.4（PCIe 4.0）的4通道连接，PCIe 4.0是新一代PCIe。使用PCIe 4.0，SSD的理论数据传输速度在单向传输中为32GB / s （* 8GB / s）×4车道）。当它用作HDD高速缓存时，读取和写入存储在高速缓存中的数据非常快。如果是这样的用途，SSD的容量将是合理的甚至128-256GB。顺便说一下，由于Zen第二代CPU和Navi一代GPU也支持PCIe 4.0，因此没有必要强制采用PS5。
PS5保持与PS4生成应用程序的兼容性。它还带有一张光盘
根据Wired的文章，PS4的PS4游戏标题将会按原样移动，并且它写有一个可以读取PS4游戏光盘（蓝光光盘）的光盘驱动器。然而，PS5光盘驱动器不是PS4代蓝光驱动器，虽然具有成本效益，但将采用支持双存储容量的BDXL兼容驱动器。与PS3和PS4中采用的50GB标准蓝光光盘的最大容量相比，BDXL光盘可以达到100GB的最大容量。
传统的双层蓝光光盘和三层BDXL光盘的横截面
4K蓝光“超高清蓝光”采用BDXL光盘，并采用批量生产技术，因此在技术和成本方面没有任何问题。如果是这样，PS5将无法响应PS4 Pro中错过的4K蓝光播放。使用PS4 Pro推迟4K蓝光支持的原因之一是PS4 Pro的APU内置了“H.265解码器”。然而，由于Navi一代GPU不仅包含H.265解码器，还包含H.265编码器，因此4K蓝光播放没有问题。
花朵在PS5或120 fps显示屏上打开
好吧，在GPU的预测中，我写道8K对应对应于HDMI 2.1，但HDMI 2.1的功能不限于8K。如果主流的HDMI接口芯片将与HDMI 2.1兼容，那么即使对于将来会出现的电视和显示器产品，也将加强对支持HDMI 2.1的趋势。除了与8K兼容之外，HDMI 2.1还具有三个令游戏玩家满意的功能（相关文章）。可能PS5应该对应那些功能。其中之一是4K / 120 fps的视频传输。HDMI 1.4已经支持全高清分辨率和120 fps视频传输，但没有固定的游戏机支持这一点。然而，与PS4出现的时间不同，许多全高清或4K电视产品现在使用可以双倍速度驱动的液晶面板，并且这种趋势在未来不会被削弱，因此可以进行120 fps显示。电视产品将转向游戏玩家。对于PC的LCD游戏玩家来说，支持120-144 fps显示是很自然的，但随着PS5的出现，支持120 fps显示的游戏也将出现在固定游戏机的游戏中它可能是。
虽然Xbox One X与HDMI 2.1不兼容，但它支持HDMI 2.1的VRR功能
第二种是基于AMD专有的“FreeSync”显示同步技术支持“ 可变刷新率 ”（VRR）。这是一种允许固定游戏控制台侧控制电视和显示器的显示定时的技术，因此即使是帧速率不是很稳定的图形较重的游戏也可以平滑显示。肯定会受益。
HDMI许可管理员（以下称为“HDMI LA”）的VRR说明幻灯片是HDMI标准的开发组
第三种是“ 自动低延迟模式 ”（自动低延迟模式，以下称为ALLM）。ALLM是一种功能，当电视或显示器识别出正在显示的图像是游戏时，它会自动将显示模式更改为显示模式，延迟时间更短。事实上，许多用户使用与购买电视和显示器的设置相同的设置连接到固定游戏控制台，并且在不知道默认设置具有大延迟的显示质量模式的情况下玩游戏。这似乎并不罕见。ALLM可以解决这个问题。总之，PS5与HDMI 2.1兼容的事实可能会改善4K和全高清分辨率以及8K视频的游戏环境，对于游戏玩家来说这是一个受欢迎的元素。
PS5音响系统支持基于对象的音频
音响系统将成为PS5的亮点之一。在连线的文章中，Cerny说，“声音相关的功能并没有从PS3变为PS4。这与PS5有很大的不同。”“对于PS5，最好用耳机听声音。这是因为他们这么说。从这个评论中推断，可以肯定地说PS5对应于一种称为“基于对象的音频”（也称为3D位置声音）的技术。大约四年前，作者在I，SCE执行副总裁Masayasu Ito先生的主题为“PS 4中的进化方向”的主题中进行的采访中，有人谈到它正在考虑与基于对象的音频的对应关系。所以我并不感到惊讶。我们将简要解释什么是基于对象的音频，参考访谈文章。基于对象的音频是一种通过将声像定位在前，后，左，右任意坐标以及以用户为中心360度上下来再现声音的技术。已经存在与基于对象的音频兼容的格式，例如“Dolby Atmos”和“DTS：X”，并且还出现了与游戏者声音设备兼容的产品。另一方面，传统的声音系统被称为“基于声道的音频”，该声音系统利用安装在用户周围的多个扬声器（例如中央，前部，后部等）来再现特定音频流。它是一个叫做5.1ch或7.1ch的音响系统。基于声道的音频是一种输出声音并决定由哪个扬声器播放的声音的方法。另一方面，基于对象的音频是声音和3D坐标的组合，使其发声，因此AV放大器和类似的播放设备是用户的声学环境，即扬声器和家具，墙壁和这是一种通过实时考虑天花板的材料来执行输出处理来呈现声音的机制。因此，基于对象的音频通常需要对每个用户的环境进行预先校准。基于对象的音频是基于声道的音频的高级技术，因此它还可以支持基于声道的音频再现。
基于对象的音频实时计算根据声源的坐标如何以及从哪个扬声器发出声音。引自Capcom在CEDEC 2017的演讲幻灯片
现代游戏程序以以玩家为中心的基于对象的音频排列处理声音。然而，对于PS3和PS4，它们被混合到5.1ch和7.1ch并输出，以便在输出级与基于声道的音频兼容。当然，即使使用PS4代，也可以使用杜比全景声（Dolby Atmos）或DTS：X输出蓝光光盘上录制的电影，但基本游戏无法实现。对于PS5，可以使用专用的声音处理器将游戏中基于对象的音频声音输出为Dolby Atmos或DTS：X. 此外，如果你仔细阅读Cerny的话，“最好用耳机听声音”，它不支持基于对象的音频，耳机比现有的杜比全景声和DTS：X更先进。是吗？即使在多扬声器环境中的环绕声系统中，人类也会用左右两个耳朵听声音并感知360度声音图像。如果是这样，理论上，耳机应该能够表达360度声像定位。人类可以用双耳进行360度声像定位的原因是调制后的声音在耳膜振动之前被耳壳（所谓的“耳朵”）调制。这是因为大脑通过区分特征来感知声音来自的方向然而，与指纹一样，耳廓的形状对于每个人而言是不同的。在这种情况下，如果您可以使用耳罩来调制在所有位置和方向上发出的声音，例如前后，左右，上下，并根据耳罩的形状进行优化的实时模拟，即使是耳机也几乎是完美的物体想法是你可以播放低音音频。
从智能手机的照片创建耳廓的3D模型的图像。这是索尼发布的360 Reality Audio官方电影的一个场景
对于不同用户，从不同耳垂形状实现精确的360度声像定位的声音技术现在变得更加普遍。创造性的技术没有迟缓（以下，克雷亚略去）“的超级的X-Fi ”，并且“在Embody座椅浸入它”是一个例子。Creative和Embody的技术通过基于智能手机拍摄的耳廓照片的机器学习处理创建耳廓的3D模型，并生成针对耳廓模型优化的360度声像定位的调制功能。通过将声像数据与3D坐标一起输入到该功能中，可以再现用户耳朵可以听到的环绕声。索尼也在开发“360 Reality Audio”（相关链接），这是一项类似的技术。
“360 Reality Audio”的官方形象电影
要使用360 Reality Audio，您需要进行校准，拍摄耳朵并获得针对用户优化的调制功能。但是，一旦执行校准，数据将存储在PS5的用户数据区中或链接到PlayStation网络帐户并在云上进行管理，因此无需多次执行校准。我想我正在想办法。随着索尼开发各种音频设备（如Walkman和耳机），它可能会考虑启动一项服务，该服务可以通过共享Sony平台上为每个人优化的声像定位信息来使用。
PS5上有双HDMI输出吗？
最后，让我们简单介绍一下PlayStation VR（以下简称PSVR）。在有线的文章，但也要求下一代PSVR的，有趣的答案是不，Cerny的说，“支持当前PSVR在PS5”，“PS5甚至VR是非常重要的主题是”平淡的回答，但是，如不是。就个人而言，我认为在PS4和PSVR的组合中，在单独的屏幕模式*中生成的无用数据管道应该在PS5中进行管理。※使用GPU绘制与PSVR上显示的视频不同的视频并将其输出到电视的功能。
早期PSVR的处理器单元。它具有H.264解码功能和内部电视侧的视频输出功能
在单独屏幕模式下，由PS4为电视呈现的视频由具有内置GPU的视频编码器编码成H.264视频，并通过USB端口输出。该视频由诸如PSVR从单元的“处理器单元”接收，并在输出到电视之前在内部被解码成视频。顺便说一下，由于需要这种无用且复杂的处理系统，与PS4上的游戏相比，在单独屏幕模式下电视侧的视频显示被延迟几帧。这个麻烦的机制是必要的，因为PS4 APU内部具有双屏输出功能，但PS4机身的HDMI输出端子已经从成本降低到平衡。事实上，对于作者的采访，一位SCE官员表示，“在第一次PS4发布时，不可能假设在PSVR中安装了这样的模式。如果连接了两个HDMI输出，这样的麻烦它没有发生，并且它首先不需要昂贵的处理器单元，它本来能够以更低的价格提供PSVR作为产品。“
当PS3配备两个HDMI输出端子时，SCE在公告时已明确说明。它没有在零售版PS3中实现
虽然猜测，我认为PS5可以在此反射的基础上安装两个HDMI输出端子。如果是这样，PSVR和PS5的连接将不需要复杂的处理器单元。在不使用PSVR的环境中，它可能适用于多显示器输出。顺便说一下，在PS3发布之前已经提出了安装两个HDMI输出终端的计划，并且已经由SCE编写了规范通知。我已经看到两个HDMI输出将会实现超过14年，但会发生什么？