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PS5是什么配置？专家从半导体生产来做分析
发布时间：2017/6/22 10:07:31 来源：本站编译 编辑：ark1800
　　本文是半导体行业记者后藤弘茂对PS5发展可能性的分析文章。PS5的发售日期和具体架构选择有着紧密的关系。现实中存在哪些可能性，今后游戏机发展的趋势如何，文中做出了一些回答。

　　通过微软发布的XBOX ONE X，我们能看见SIE将来PS5的模样。XBOX ONE X是现有XBOX ONE架构的延伸，具体来说就是提升CPU频率，GPU核心升级至Polaris架构，规格扩展到40CU，内存升级到12GB，384位GDDR5，带宽326.4GB/S。XBOX ONE X和过去的游戏机换代不一样的是，没有刷新硬件架构，而是在继承架构的基础上进行扩展。

　　XBOX ONE X升级的方式，预示着今后游戏机进化的方式。通过扩展既有的架构，保持兼容性，降低各方面的成本，游戏机正在向PC的阶段型发展模式转变。这个趋势对微软和SIE来说是一样的。



　　传闻SIE已经停止了软硬件完全更新的游戏机开发手段，新一代游戏机也会采用和XBOX ONE X相似的方式。据推测还是会继续和AMD进行合作。PS4获得了予想以上的成功，SIE也将进入开发后续机种的时期。但现在并没有SIE和相关技术企业进行接触的传闻。能听到的，都是PS5继续和AMD合作的传闻。从半导体制造商的角度来看，能提供APU的，只有AMD，英特尔和使用ARM架构的NVIDIA，所以SIE和AMD继续合作并不稀奇。

　　据推测，PS5在硬件上会和PS4 PRO相似，在AMD的架构上进行扩展。和PS4 PRO不一样的地方在于PS5专用软件。新机种将向下兼容，通过新软件来拉动发展。就算硬件实质上是PS4 PRO2，进行销售的方式也会完全不一样。

　　架构上GPU可能是AMD的VEGA或者NAVI，CPU可能是ZEN系或者Jaguar系。内存会不会采用堆栈式DRAM也是关键点，有很大可能HBM2的价格下降赶不上日程。其他的关键点还包括，会不会是VR READY，会不会有深度学习，之类。



▲ZEN的构成

CPU核心和工厂的选择

　　PS5的发售日期，极大左右着制程技术和架构的选择。现在看来，PS5很可能在2020年发售，2019年发售的可能性也存在。2019年的话，现在就必须开始芯片设计，时间很紧迫，但不是不可能。从开始设计芯片到投入游戏机的时间，微软比较短，SIE比较长。以SIE通常的模式，2020年的可能性较高，因为继承架构缩短周期，落到2019年的可能性也存在。

　　重要的就是怎么选择CPU架构，工厂和制程。这三点紧密相关，不可切分。因为，AMD CPU IP的一部分和工厂有着密切的关系。

　　AMD主要的委托生产工厂是格罗方德（GlobalFoundries）和台积电（TSMC）。但是，AMD的高性能CPU核心，是针对格罗方德生产优化的，不能简单搬到台积电生产。因为不是可完全合成的核心，移植需要花费大量工程师资源。



▲格罗方德的路线图

　　SIE的PS4系列选择了节能小核心CPU Jaguar架构。但这和当初的计划并不一致。一开始SIE预定是采用Bulldozer架构的Steamroller核心，不是使用台积电的28nm，而是格罗方德的28nm。

　　由于格罗方德的28nm技术落后日程，SIE和AMD被迫快速改变计划，结果工厂就变成了台积电。由于受到时间和设计的限制，CPU也就变成了使用台积电制程的Jaguar核心。PS4初代的架构是通过增加核心数量来弥补核心架构减少的性能。

　　但PS4 PRO的工厂还是台积电，制程是16FF+，原本Jaguar核心+GPU的构成，就容易在工厂之间进行转移，所以据说也讨论过其他工厂生产的可能。

PS4原本计划由格罗方德生产

　　据称由于PS4的经历，SIE对于委托格罗方德很慎重。但是PS5委托台积电的话，又将牵扯到CPU核心的选择。AMD最新的ZEN是配合格罗方德14LPP制程进行物理设计的，移植到台积电需要相当的成本和劳力。

　　根据AMD的路线图，16/14nm制程以下是没有节能CPU核心的。但是，16nm的PS4 PRO，使用了Jaguar后续的Tiger核心。

　　Tiger是微架构改良，针对FinFET优化的核心。虽然Jaguar核心的主开发团队已经跳槽到了三星，AMD还保留着改良Jaguar核心，满足半定制需求的设计资源。

　　PS4采用X86 CPU，里面有想要高单线程性能，高通用性CPU的理由。在中途，由工厂的制约，变成了X86 节能CPU核心。对于SIE来说，本来是想要X86 高性能CPU的。

　　所以，SIE想在PS5上使用高性能ZEN核心的可能性比较高。不过，工厂就限定在了格罗方德(以及在14nm上和格罗方德兼容的三星)。

影响制程的CPU和工厂选择

　　选择台积电还是格罗方德，会深刻影响PS5的制程。两者的制程路线图大不相同。台积电是16nm→10nm→非EUV版7nm→EUV版7nm，格罗方德是14nm→非EUV版7nm→EUV版7nm，跳过了10nm。

　　台积电2016年启动10nm，2017年正式量产。非EUV版7nm今年启动，2018年正式量产。台积电非EUV版7nm的规格较低，启动时间就更快。因为EUV版7nm需要等待EUV设备就位，启动就是在2018年，正式量产是2019年。

　　因为认为10nm制程的寿命短，格罗方德跳过了这个阶段，从14nm跳进了7nm。由于格罗方德收购了IBM的半导体部门，它也成了7nm技术的先锋。

　　于是，这时候CPU核心的选择就和工厂关联上了，选择工厂和能使用的制程是联系在一起的。游戏机需要在发售前很早就完成芯片，制作开发套件发放给开放者。这是和PC不一样的地方，所以在游戏机发售前3到4季度，芯片就需要一定量的生产。当然，也有把AMD BASED PC当成开发机的手段。这样的话，时间可以再缩短一些。

PS5如果在2020年就有可能使用7nm

　　要是SIE在2019年投入PS5，那明年年中就要完成芯片。这时候选择制程就相当麻烦。如果是台积电负责，能够选择10nm技术。时间上，届时10nm制程的经验曲线会得到提升，良品率也能够满足游戏机的高要求。

　　和现在PS4 PRO的16nm制程相比，10nm可以在核心上集成更多的晶体管。这让SIE可以扩展架构。扩张并行性强的GPU就能大幅提升运算能力，这是10nm很明显的优点。但对于节能CPU来说，用10nm就会变得太小，就算集成12个核心，效果也不会那么明显，CPU从中得到的好处会变小。



▲历代PS的制程工艺

　　要是PS5选择2020年的话，7nm就可以纳入视野。由于非EUV版7nm的掩膜数大幅增加，制造成本提升，对游戏机来说选择会很困难。现在，最早用于委托生产的非EUV版7nm技术的成本，完成预加工的晶圆是1万美元。这个价格是28nm的3倍。就算将来成本下降，用在游戏机上也很困难。另一方面，EUV版7nm减少了掩膜，降低了成本，但由于制造设备的价格很高，让生产成本降下来需要一定的时间，能不能赶上PS5的发售就很微妙，可能性是存在的。

　　还有一个选择就是使用16nm的后续12nm制程。这时候，良品率会不错，但集成度就比不上10nm。这会限制GPU架构的扩展。如果是2019年，12nm也有可能，要是2020年就应该不会了。

　　PS5的制造是格罗方德负责的话，它跳过了10nm，19年仍然会是14nm。考虑到游戏机的成本，7nm一开始很困难。不过也可以使用改良版的14nm，现在格罗方德的14LPP在性能和功耗方面有了相当的改善，只看晶体管性能，和最初的10nm差别不大。但由于集成度不如10nm，架构扩展的幅度无论如何都会缩小。

　　要是PS5选择2020年，就可能赶上格罗方德的EUV版7nm。使用7nm的话，GPU架构就可以是NAVI，同时，7nm的ZEN核心，会比28nm的Jaguar核心还小，换言之，用7nm制程的话，ZEN核心是最好的选择。

预想在生命周期中会转移到5nm的PS5

　　在此之上推测SIE的选择，就有下面两种。

　　如果发售在2019年，选择ZEN系核心，格罗方德，14nm，那GPU的性能发展就一般。选择台积电，Tiger核心，12nm或者10nm，那么GPU会有大幅提升。

　　2020年发售的话，就有可能选择格罗方德，7nm的ZEN核心，这时候GPU性能也会有大幅提升。2020年使用Tiger核心，台积电的10nm或者7nm的话，GPU也能有大幅提升。在2020年的话，两者都有可能。



▲AMD的GPU架构路线图



▲AMD的CPU架构路线图

　　要是选择三星来生产，Tiger核心就可能使用10nm后续的8nm制程。要是选择英特尔来生产，就会使用10nm，这个的可能性很小。

　　不管走哪条路线，PS5在一两年后都能够转换到EUV版7nm。同样是7nm节点，非EUV的液浸曝光版7nm和EUV版7nm有很大的不同。EUV版7nm的特征尺寸更小，芯片的晶体管数量可以更多，同时减少了掩膜，中长期制造的成本会下降。电路的不一致性会减少，性能也会提升。

　　在这之后就是5nm。5nm会是革命的一代，这一世代的晶体管有FinFET，硅纳米线，硅纳米片三种选择。5nm需要从根本上改变电路的材料，这方面的技术还在研发。5nm世代，晶体管和电路都可能产生巨大的改变，性能和功耗也是同理。SIE在PS5的生命周期中，有可能通过5nm再次大幅拓展架构。

总结一下，就是PS5最可能在2020年初公布，年底上市，采用7nm工艺的显卡和CPU，相比16nm工艺的PS4 PRO性能大幅提升。
另外用游戏发售时间分析，2020年也是最合适的年份。因为2018/19年PS4 PRO还有美末2这样的独占，也有GTA6这样的超大第三方还没发售了。
等这些游戏发售了基本上就可以换代了吧。。。。。

[ 本帖最后由 狂风007 于 2018-1-24 22:00 编辑 ]

引用:

原帖由 majian1 于 2018-1-24 22:36 发表
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7纳米制程什么时候轮到家用机用，PS5就什么时候发售，我觉得这一点没什么疑问。

现在看最理想的情况就是，PS5选择2020年，用格罗方德的EUV版7nm。使用7nm的话，GPU架构就可以是NAVI仙后座，性能超过现在的VEGA64不少，同时，用7nm的ZEN核心，CPU性能也比这一代主机提升太多。

现在PS4浮点运算是1.84T，PRO是4.2T，天蝎好像是6T吧。
如果真的按照预想中顺利的用上7nm，那么PS5的性能应该是15T以上，而且没有CPU瓶颈，轻松实现原生4K+60帧，当然特效什么的还会提升。

我觉得多半是2020年，SONY现在是收获期，2019年根本不急。

引用:

原帖由 bsseven 于 2018-1-24 23:14 发表
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内存已经定了，ddr6 24g

你这又是哪里的消息

引用:

原帖由 Zico2003 于 2018-1-25 00:46 发表


处理器业界你是不是就知道这3个CPU……233
利润高的处理器海了去了，FPGA应该是最高的没有之一，游戏机因为有总价控制原则真心排不上号

简单查了一下，PS4截止到2018年1月1日一共卖了7360万台，每年数据：
...

微软同样用的AMD的方案，你应该把XBOBX ONE和X也算里面去。
PS4和XBOX还在继续卖，2家加起来在生命周期内至少1.5亿往上吧。

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引用:

原帖由 @u571  于 2018-1-25 08:58 发表
1.5亿算多吗？就算你7年好了，一年才他妈的2000多万

16nm FPGA消耗的晶元都比这多

嘴巴干净点。

现在再看看我去年转的贴，和我自己的一点分析，都还算靠谱。
使用7nm芯片，2020年底发售，都中了。
唯一没中的是硬件光追吧。

[ 本帖最后由 狂风007 于 2019-10-10 13:18 编辑 ]

引用:

原帖由 你老闆 于 2019-10-10 13:33 发表

不是說有硬件光追嗎

是有，但是去年我转这篇文章没说有光追，所以我说就是硬件光追这个没中，其他发售时间、使用芯片大致规格都中了。