Sony Playstation 5 får supersnabb SSD-enhet och AMD-hårdvara

Under en direktsändning berättar systemarkitekturen Mark Cerny om detaljerna kring den kommande spelkonsolen Playstation 5.

Tidigare i veckan överraskade Microsoft med tillkännagivandet av hårdvaran i Xbox Series X, vars specifikationer med åtta Zen 2-kärnor och rejäl integrerad grafikdel som enklast kan beskrivas som en prestandadator. Nu möter Sony upp med att lyfta på skynket för sin nästa generation – Playstation 5.

2020-03-18 (26).png

Specifikationer: Sony Playstation 5

Playstation 5

Xbox Series X

Playstation 4 Pro

Playstation 4

Processor

8 × Zen 2
Upp till 3,5 GHz med SMT

8 × Zen 2
3,8 GHz
3,6 GHz med SMT

8 × Jaguar
2,13 GHz

8 × Jaguar
1,6 GHz

Grafikdel

10,28 TFLOPS
36 CU
Upp till 2,23 GHz
Anpassad RDNA 2

12 TFLOPS
52 CU
1,825 GHz
Anpassad RDNA 2

4,2 TFLOPS
36 CU
911 MHz
Anpassad GCN + Polaris

1,84 TFLOPS
18 CU
800 MHz
Anpassad GCN

Kretsyta

Den finns

360,45 mm²

325 mm²

209 mm²

Tillverkning

TSMC 7nm+

TSMC 7nm+

TSMC 16nm

TSMC 16nm

Minne

16 GB GDDR6
14 000 MHz

16 GB GDDR6
14 000 MHz

8 GB GDDR5
6 800 MHz

1 GB DDR3 (OS)

8 GB GDDR5
5 500 MHz

Bandbredd

448 GB/s

10 GB (560 GB/s)
6 GB (336 GB/s)

217,6 GB/s

176 GB/s

Intern lagring

825 GB NVME SSD

1 TB NVME SSD

1 TB HDD

500 GB HDD
1 TB HDD

Prestanda, lagring

5,5 GB/s (rådata)
8–9 GB/s (komprimerat)

2,4 GB/s (rådata)
4,8 GB/s (komprimerat)

50–100 MB/s

50–100 MB/s

Optisk läsare

4K UHD Blu-ray

4K UHD Blu-ray

Blu-ray

Blu-ray

Prestandamål

Säkert

4K vid 60 fps
Upp till 120 fps

4K vid 30 fps
Upp till 60 fps

1080p vid 30 fps
Upp till 60 fps

Enligt Sony Playstations systemarkitekt Mark Cerny är den stora nyheten i den nya generationen en SSD-enhet, inte kraftfullare grafik och processor även om dessa också är viktiga. Anledningen till detta är att en mekanisk hårddisk är flaskhalsen som utvecklare ständigt måste arbeta runt och i slutändan kompromissa för.

Som exempel tar Cerny en mekanisk hårddisk i Playstation 4, som i runda slängar tar 20 sekunder för att ladda 1 GB data. Med Playstation 5 som bestyckas med en SSD-enhet ska tiden ha kapats radikalt till blott 0,27 sekunder och det för dubbelt så mycket data (2 GB).

2020-03-18 (13).png
2020-03-18 (14).png
2020-03-18 (15).png
2020-03-18 (16).png
2020-03-18 (17).png
2020-03-18 (18).png
2020-03-18 (19).png
2020-03-18 (20).png
2020-03-18 (23).png
2020-03-18 (24).png
2020-03-18 (26).png
2020-03-18 (28).png
2020-03-18 (29).png
2020-03-18 (30).png
2020-03-18 (31).png
2020-03-18 (34).png
2020-03-18 (36).png
2020-03-18 (37).png

Hastigheterna öppnar helt nya möjligheter utöver att eliminera laddningstider. Andra konkret exempel som tas upp är strömning och inte minst spel som utspelar sig i stora öppna världar, där detaljrikedom och antalet olika objekt i dagsläget är begränsade av den mekaniska hårddisken.

Avslutningsvis talar Cerny om en annan fördel. Med en mekanisk hårddisk måste alla kritisk data laddas in i systemminnet, men med en SSD-enhet kan de texturer och data som behövs laddas in löpande under spelets gång. Det innebär större svängrum för utvecklare och i praktiken att mer primärminne finns tillgängligt.

SSD-enhetens kontrollerkrets är en egen kreation av Sony och har totalt tolv kanaler, som ansluts till NAND-minnet. Det här gör att enheten når hastigheter på upp till 8–9 GB/s, vilket är högre än de 4,8 GB/s Microsoft utlovar med Xbox Series X.

För den som är i behov av mer lagring talar Sony om att SSD-enheter är dyra, vilket begränsar kapaciteten i enheten de levererar. Bolaget kommer att stödja helt vanliga M.2 SSD-enheter, som kan installeras direkt i SSD-enheten, men med en hake – de måste vara minst lika snabba som enheten i Playstation 5 och certifieras av Sony. En lista på certifierade enheter släpps senare under året.

Det finns vid det här laget gott om Playstation 4-spel och dessa blir som brukligt kompatibla med Playstation 5. Dessa behöver inte installeras på en SSD, utan kan husera i en extern mekanisk hårddisk som ansluts till Playstation 5 över en USB-anslutning.

Systemkretsen i helhet är ännu en gång utvecklad i samarbete med AMD och arkitekturerna är således hämtade från AMD. Grafikdelen baseras på bolagets kommande arkitekturen Radeon DNA 2 (RDNA 2) och likt Microsoft Xbox Series X med särskilda anpassningar.

2020-03-18 (41).png

Trots att RDNA 2 kommer från AMD skiljer en del från tidigare GCN, vilket gör att Sony måste säkerställa att varje spel fungerar. Enligt Cerny ska nästan alla spel för Playstation 4 (Pro) fungera vid lansering, medan de som inte hinns med till dess tillkommer senare.

2020-03-18 (44).png
2020-03-18 (45).png
2020-03-18 (42).png
2020-03-18 (43).png

Sony Playstation 5 får likt Xbox Series X stöd för ray tracing. För Sonys del används "samma metod som på PC-sidan", det vill säga samma metod som AMD ska nyttja med kommande grafikkort. Varje beräkningsenhet får en så kallad "Intersection Engine" som accelererar strålspårningen, i likhet med att Nvidia parar ihop kluster av CUDA-kärnor med en RT-kärna.

Grafikdelen i spelkonsolen har 36 beräkningsenheter, det vill säga samma antal som i Playstation 4 Pro, men med arkitekturen RDNA 2 och mer än en dubblering i klockfrekvens. Det ger en teoretisk beräkningskraft om 10,28 TFLOPS, alltså en bit under Xbox Series X som ligger på 12 TFLOPS.

En stor skillnad från Xbox Series X är att Sony inte har klockfrekvenserna låsta för processorkärnorna och grafikdelen. Sony Playstation 5 nyttjar en variabel klockfrekvens, i PC-världen det som kallas turbofrekvenser, och likt AMD:s vanliga processorer med integrerade grafikdelar delar båda delar på strömbudgeten.

Alla spel skapas olika och beroende på speltitel kan antingen processorkärnor eller grafikdel vara flaskhals. För detta använder Sony AMD:s nya teknik för bärbara datorer, Smartshift, som gör att CPU och GPU dynamiskt kan ge den ena kan ge andra en del av sin strömbudget när den inte behöver allt svängrum.

2020-03-18 (54).png

På processorsidan handlar det om 8 kärnor Zen 2 med stöd för Simultaneous Multithreading (SMT) för totalt 16 trådar. Samtliga kärnor har en dynamisk klockfrekvens på upp till 3,5 GHz. Det kan jämföras med en fast klockfrekvens på 3,6 GHz för Xbox Series X med SMT aktiverat, vilket kliver upp till 3,8 GHz om spelutvecklare väljer att slå av SMT.

2020-03-18 (56).png
2020-03-18 (57).png
2020-03-18 (58).png
2020-03-18 (59).png
2020-03-18 (62).png
2020-03-18 (63).png
2020-03-18 (64).png
2020-03-18 (65).png
2020-03-18 (66).png
2020-03-18 (67).png
2020-03-18 (68).png

Utöver SSD-enhet talar Sony om ljud som en av stötestenarna för nästa generation av spelkonsoler. Binauralt ljud eller 3D-ljud är en teknik för att simulera hur ljud färdas mellan användarens två öron, varpå flera ljudkällor ökar realismen men också kraven i beräkningskraft.

Mark Cerny målar upp flera utmaningar med tekniken, inte minst det faktum att allas spelhörnor ser olika ut. Tekniken kommer därför främst till sin rätt vid användning av hörlurar. Tekniken som sådan påminner om ray tracing då det simulerar hur ljud färdas och förändras i ett rum.

Ett annat problem Cerny talar om är att fenomenet med 3D-ljud är svårbegripligt för de som inte upplevt det. Han ser därför en pedagogisk utmaning framför sig i dess genomslag, men tror att det på sikt blir en av många nya funktioner i Playstation 5 som tar spelandet till nästa nivå.

Sony Playstation 5 lanseras likt Microsoft Xbox Series X lagom till julhandeln, det vill säga mot senhösten och sannolikt tätt inpå Black Friday.