نگاهی جامع و کامل به طراحی سخت‌افزار پلی‌استیشن ۵

ماه‌هایی که به انتظار کنسول پلی‌استیشن ۵ بودیم را یکی پس از دیگری پشت سر گذاشته‌ایم و حالا وارد هفته‌های انتظار برای این کنسول شده‌ایم. شرکت سونی در این مدت ذره‌ذره اطلاعات مرتبط با این کنسول را در اختیار طرفداران تشنه گذاشته. سونی به‌تازگی طی یک مصاحبه اطلاعات بیشتری از این کنسول منتشر کرده.

مدتی پیش شرکت سونی در یک ویدیو کنسول پلی‌استیشن ۵ را به طور کامل از هم باز کرد و سخت‌افزار داخلی آن را به نمایش گذاشت. پیش از هر چیزی به شما پیشنهاد می‌کنیم این ویدیو را تماشا کنید تا هنری که شرکت سونی برای خلق این کنسول به کار برده را تحسین کنید.

• سخت‌افزار داخل PS5 را تمام و کمال در این ویدیو ببینید

مدتی بعد از انتشار ویدیوی نمایش سخت‌افزار داخلی کنسول پلی‌استیشن ۵، وب‌سایت ژاپنی ۴Gamer مصاحبه‌ای با «یاسوهیرو اوتوری» (Yasuhiro Otori) یکی از طراحان مهم مدیریت فضای سخت‌افزار و سیستم خنک‌کننده‌ی شرکت سونی داشته. در اصل او همان شخصی است که در ویدیوی منتشر شده، شخصا کنسول پلی‌اسیتشن ۵ را از هم باز می‌کند. یاسوهیرو اوتوری ویدیویی مشابه برای نمایش سخت‌افزار کنسول پلی‌اسیتشن ۴ داشته. ایشان در بسیاری از مصاحبه‌ها و کنفرانس‌های شرکت سونی ظاهر شده و همچنین اسم او در لیست سازنده‌های بسیاری از پروژه‌های سونی حاضر است. با این تفاسیر می‌توانیم بگوییم اوتوری یکی از افراد مهم در توسعه‌ی سخت‌افزار کنسول پلی‌استیشن ۵ بوده و اطلاعات خوبی در این زمینه دارد.

در ویدیوی نمایش سخت‌افزار داخلی کنسول پلی‌استیشن ۵، آقای اوتوری اطلاعاتی کلی درباره‌ی این کنسول را بیان می‌کند. این اطلاعات جزئیات دقیقی ندارد اما به لطف مصاحبه‌ی اخیر ایشان می‌توانیم جزئیات بیشتری درباره‌ی این کنسول به دست بیاوریم. البته این مصاحبه‌ی به زبان ژاپنی و بسیار طولانی است. در نتیجه به کمک مترجم گوگل این مصاحبه را ترجمه و مهم‌ترین اطلاعات آن را استخراج کردیم که در اختیار شما قرار دهیم.

کنسول پلی‌استیشن ۵ ابعادی به اندازه‌ی ۳۹۰ در ۲۶۰ در ۱۰۴ میلی‌متری دارد. این ابعاد در مقایسه با دیگر کنسول‌های مدرن بسیار زیاد هستند. برای مثال اولین نسخه‌ی کنسول نسل قبل شرکت سونی، یعنی پلی‌استیشن ۴ اندازه‌ای با بزرگی ۲۷۵ در ۳۰۵ در ۵۳ میلی‌متری داشت که مقایسه‌ی آن با کنسول پلی‌استیشن ۵ حجم عظیم این کنسول را نشان می‌دهد. این اندازه‌ی بزرگ بی‌هدف نیست و کمک فراوانی به جریان هوا و سیستم خنک‌کننده‌ی این کنسول می‌کند.

البته به دلیل منحنی‌بودن طراحی کنسول پلی‌استیشن ۵، اندازه‌ی آن بزرگتر از حجم واقعی این کنسول نشان داده می‌شود. حجم این کنسول در اصل ۷٫۲ لیتر است که حجم ۶٫۸۶ لیتری کنسول رقیب،‌ یعنی ایکس‌باکس سری ایکس در مقابل آن چندان تفاوت بزرگی ندارد. ماجرا وقتی جالب می‌شود که حجم نسخه‌ی دیجیتالی و ارزان‌تر کنسول پلی‌استشین ۵ را که ۶٫۴ لیتر است بررسی می‌کنیم و می‌بینیم این کنسول حجم کمتری از ایکس‌باکس سری ایکس دارد.

پلی‌استیشن ۵ طول درازی دارد و این موضوع از نظر ظاهری بی‌تأثیر نبوده. این کنسول بسیار بزرگ است، در نتیجه طراحان سونی طول این کنسول را افزایش دادند تا ظاهر این کنسول باریک‌تر به نظر برسد. همچنین طول بلند باعث شده برای ساخت این کنسول تنها یک برد اصلی نیاز باشد که باعث کاهش هزینه‌های تولید کنسول می‌شود.

بر خلاف کنسول ایکس باکس سری ایکس که دو برد اصلی و فرعی دارد، پلی‌استیشن ۵ تنها یک برد اصلی دارد. این قضیه طراحی پلی‌استیشن ۵ را از کنسول رقیب متمایز می‌کند و روی تمام بخش‌های سخت‌افزار کنسول تأثیر دارد.

• 
• 
• 
• 

کنسول پلی‌استیشن ۵ در پنل جلویی یک درگاه پرسرعت USB نسخه‌ی ۳.۲ نوع C و یک درگاه USB نوع A دارد. در قسمت پشتی این کنسول علاوه بر ورودی برق، درگاه خروجی HDMI نسخه‌ی ۲.۱، رابط کابل LAN و دو عدد درگاه USB پرسرعت نسخه‌ی ۳.۲ نوع A وجود دارند.

در بسته‌بندی این کنسول به طور پیش‌فرض پایه‌ی نگه‌دارنده وجود دارد که با یک پیچ به کنسول وصل می‌شود. در حالت عمودی به دلیل ارتفاع بالای این کنسول، مرکز ثقل این کنسول فاصله‌ی زیادی از زمین دارد و بهتر است برای استفاده‌ی ایستاده از پایه‌ی مخصوص استفاده شود.

البته به دلیل طراحی منحنی کنسول پلی‌استیشن ۵، حتی برای حال خوابیده هم به این پایه نیاز است. در نتیجه می‌توان بعد از جاساز کردن این پیچ در محل مخصوص نگه‌داری که داخل پایه‌ی این کنسول تعبیه شده، قلاب مخصوص این پایه را به پشت کنسول وصل کرد و کنسول را به شکل خوابیده در آورد. برای پایه‌ی این کنسول انحنای مخصوصی در نظر گرفته شده که با انحنای سطح بیرونی کنسول هم‌خوانی دارد.

• 
• 
• 
• 

اگر دقیق‌تر نگاه کنیم می‌بینیم که هنگام تغییر از حالت ایستاده به خوابیده، بعد از جاساز کردن پیچ در پایه‌ی مخصوص، این پایه چرخانده می‌شود. این چرخش باعث می‌شود که جهت‌گیری و شیب پایه‌ی پلی‌استیشن در حالت‌های ایستاده و خوابیده متفاوت باشند. سونی حتی در ریزترین جزئیات مانند چرخاندن پایه به جهت تغییر شیب دقت کرده.

مهندسان شرکت سونی در خنک شدن این کنسول جدید نهایت دقت را به خرج داده‌اند. در نتیجه میان دو حالت ایستاده و خوابیده‌ی این کنسول از نظر دما و کارایی تفاوتی وجود ندارد و جهت ایستادن این کنسول روی سیستم خنک کننده‌ی آن بی‌تأثیر خواهد بود. شرکت سونی حسابی به فکر جریان هوای کنسول خود بوده؛ تا حدی که برای این موضوع از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری هم کمک گرفته است.

در دو طرف کنسول پلی‌استیشن ۵ دو صفحه از جنس پلاستیک ABS وجود دارند که به ورود هوا به این کنسول کمک می‌کنند. این صفحات بدون هیچ پیچی و تنها با قلاب‌هایی به بدنه‌ی اصلی کنسول متصل شده‌اند. می‌توان این دو صفحه را به شکل کشویی و بدون دردسر از بدنه‌ی کنسول جدا کرد.

بعد از جدا کردن صفحات محافظ، خود کنسول نمایان می‌شود و اولین چیزی که می‌توانید ببینید فن بزرگ این کنسول است. پلی‌استیشن ۵ یک فن با شعاع ۱۲۰ میلی‌متر و عرض ۴۵ میلی‌متر دارد که به صورت کشویی در بدنه‌ی کنسول قرار دارد. برای جریان هوای بهتر، این فن از دو طرف کنسول به هوای آزاد دسترسی دارد. تیغه‌های این فن از جنس الیاف شیشه و PBT هستند. این مواد اولیه باعث می‌شوند فن پلی‌استیشن ۵ در مقابل دما، مقاومت بالایی داشته باشد و شکل آن در دماهای بالا تغییر نکند.

یکی از قابلیت‌های جالب کنسول پلی‌استیشن ۵ حفره‌هایی است که برای تخلیه‌ی گرد و غبار داخل کنسول در نظر گرفته شده‌اند. به طوری که می‌توان با مکیدن هوای یکی از سوراخ‌ها به وسیله‌ی جاروبرقی، داخل کنسول را بدون باز کردن آن تمیز کرد. یکی از مشکلات پلی‌استیشن ۴، جمع شدن گرد و غبار در این کنسول است که سیستم خنک‌کننده را درگیر می‌کند. با بالا رفتن دمای داخل کنسول ناشی از غبار، علاوه بر پایین آمدن کارایی، فن کنسول نیز مجبور به چرخش سریع‌تر برای کاهش دما می‌شود و در نتیجه صدای کنسول افزایش پیدا می‌کند.

از مهم‌ترین ویژگی‌های کنسول پلی‌استیشن ۵، حافظه‌ی اس‌اس‌دی سریع این کنسول است. به لطف این حافظه‌های جدید، سرعت خواندن داده‌ها به شکل شگفت‌انگیزی بالا رفته. برخلاف پلی‌استیشن ۴، در این کنسول حافظه‌ی اصلی خود کنسول قابل تعویض نیست و به برد اصلی متصل شده. البته محفظه‌ای مخصوص در نظر گرفته شده که می‌توان با اتصال حافظه‌ی اس‌اس‌دی M2 با پشتیبانی از رابط PCI Express 4.0 به این قسمت، ظرفیت کنسول را افزایش داد.

کنسول پلی‌استیشن ۵ از حافظه‌های اس‌اس‌دی با پهنای ۲۲ میلی‌متر و طول ۳۰، ۴۲، ۶۰ ، ۸۰ و ۱۱۰ میلی‌متر پشتیبانی می‌کند. برای هر کدام از این اندازه‌ها که اندازه‌ی استاندارد حافظه‌های متداول اس‌اس‌دی هستند، سوراخ‌های جای پیچ مخصوصی در نظر گرفته شده. سونی حتی به حرارت تولید شده توسط حافظه‌های اس‌اس‌دی که تحت فشار، قابل توجه است هم فکر و سوراخ‌هایی برای آن محفظه‌ تعبیه کردهد است. خوش‌بختانه محل اتصال حافظه‌ی اس‌اس‌دی اضافه، به فن کنسول نزدیک است و این موضوع کنترل دمای این قطعه را بهتر می‌کند.

امکان استفاده از حافظه‌های اس‌اس‌دی دارای هیت سینک هم وجود دارد به شرطی که قطر آن‌ها از ۸ میلی‌متر بیش‌تر نباشد. در قسمت بالایی محفظه‌ی نگه‌داری حافظه‌ی اس‌اس‌دی نصب شده توسط کاربر، یک محافظ فلزی وجود دارد که بهتر است با حافظه‌ی نصب شده در این قسمت تماس نداشته باشد.

سونی حتی برای سخت‌افزار خواندن دیسک‌های فیزیکی این کنسول هم چاره‌اندیشی داشته. به دلیل چرخش سریع دیسک‌های نوری، بدنه‌ی این قطعه طوری طراحی شده که کمترین میزان لغزش و تولید صدای اضافه وجود داشته باشد. این قطعه، بخش‌های ریز جدا کننده‌ای دارد که تا حدی قسمت اصلی دیسک‌خوان را معلق می‌کنند و لغزش و تولید صدا را کاهش می‌دهند.

پردازنده‌ی مجتمع کنسول پلی‌استیشن ۵ توسط شرکت ای‌ام‌دی ساخته شده و شامل یک چیپ سی‌پی‌یو بر اساس تکنولوژی Zen 2 و یک چیپ گرافیک بر پایه‌ی تکنولوژی RDNA 2 است. حافظه‌های موقت GDDR6 این کنسول، اطراف پردازنده‌ی مجتمع و پشت برد اصلی جای‌گذاری شده‌اند.

همان‌طور که گفتیم حافظه‌ی اصلی اس‌اس‌دی این کنسول روی خود برد اصلی است. سه عدد از چیپ‌های این حافظه پشت و سه عدد روی برد این کنسول قرار گرفته‌اند. در مرکز این چیپ‌ها، چیپ کنترل کننده‌ی اس‌اس‌دی اختصاصی سونی قرار دارد. یکی از ویژگی‌های این چیپ کنترل کننده، تعداد کانال‌های آن است. چیپ‌های مرسوم کنترل کننده ۸، ۱۶ یا ۳۲ کاناله هستند در حالی که سونی این چیپ را به صورت ۱۲ کاناله ساخته‌است. سونی این چیپ کنترل کننده را به طور اختصاصی برای پلی‌استیشن ۵ ساخته و شبیه به آن را هیچ جای دیگر ندیده‌ایم.

با توجه به این که در هر دو طرف برد اصلی کنسول پلی‌استیشن ۵ قطعات الکترونیکی وجود دارند، این برد به خنک کردن از هر دو طرف نیاز دارد. چالش برای خنک کردن قسمت پشتی برد بیشتر است. روی برد اصلی پلی‌استیشن ۵ هیت سینک عظیم این کنسول نصب شده ولی در قسمت پشتی این کنسول فضای چندانی برای هیت سینک وجود ندارد.

طبق اندازه‌گیری‌هایی که صورت گرفته، قسمت پشتی برد اصلی دستگاه به تنهایی گرمایی برابر با پردازنده‌ی مجتمع کنسول پلی‌استیشن ۴ تولید می‌کند. روی بخش پشتی برد کنسول پلی‌استیشن ۵ یه صفحه‌ی محافظ فلزی قرار داده شده که به خودی خود، نقش هیت سینک را هم ایفا می‌کند و حتی لوله‌های انتقال حرارت دارد. علاوه بر لوله‌های انتقال حرارت، ماده‌ی رسانای حرارت روی این محافظ اعمال شده. برای جریان بهتر هوا، فن پلی‌استیشن ۵ طوری جای‌گذاری شده که از هر دو سمت برد، جریان هوا را انتقال دهد.

یکی از خاص‌ترین ویژگی‌های سخت‌افزار کنسول پلی‌استیشن ۵، رابط دمایی این کنسول است که حتی در کامپیوترهای گیمینگ حرفه‌ای هم چندان متداول نیست. در کنسول پلی‌استیشن ۵، فلز مایع به‌عنوان رسانای دمایی برای پردازنده‌ی مجتمع استفاده شده.

رسانایی دمایی فلز مایع در مقایسه با خمیر‌های سیلیکونی مرسوم بسیار بالاست و می‌تواند دمای پردازنده‌ی مجتمع کنسول را به‌خوبی به هیت سینک منتقل کند؛ در نتیجه خنک کردن سی‌پی‌یو و گرافیک کنسول بهبود می‌یابد. با وجود این که ترکیبات دقیق این فلز مایع مشخص نیست، می‌دانیم که یک آلیاژ گالیم برای این موضوع استفاده شده. شرکت سونی برای اطمینان از این روش برای انتقال گرما تحقیقات دو ساله داشته تا بتواند بهینه و امن‌ترین حالت ممکن را در نظر بگیرد.

با وجود این که استفاده از فلز مایع برای انتقال دما از چیپ به هیت سینک مزیت بزرگی محسوب می‌شود اما این انتخاب خطرات جدی به همراه دارد. فلز رسانا است و در صورت هر گونه برخورد با قطعات الکترونیکی دیگر، فعالیت کنسول را به طور کامل مختل می‌کند و حتی ممکن است کنسول را برای همیشه غیرقابل استفاده کند. برای جلوگیری از این مشکلات، سونی قابی اسفنجی اطراف پردازنده‌ی مجمتع این کنسول قرار داده که جلوی نشت کردن فلز مایع را می‌گیرد.

مشکل دیگر اینجاست که فلزات واکنش پذیری بسیار بالایی دارند. برای مثال در صورت استفاده از فلز مایع به عنوان رسانا، دیگر نمی‌توان از هیت سینک‌های آلومینیمی استفاده کرد؛ زیرا واکنش شدیدی میان این دو فلز ایجاد می‌شود؛ به همین دلیل شرکت سونی تحقیات بسیاری راجع به این موضوعات داشته. سونی برای جلوگیری از واکنش شیمیایی میان فلز مایع و هیت سینک، قسمتی از هیت سینک که با پردازنده‌ی مجتمع در تماس است را از جنس مس ساخته و بقیه‌ی هیت سینک آلومینیومی است.

از دید طراحان شرکت سونی خرج کردن بودجه‌ی بیشتر روی رابط دمایی میان پردازنده‌ی مجتمع و هیت سینک می‌تواند هزینه‌ی لازم برای خنک کردن کنسول را تا حد زیادی کاهش دهد. طوری که به جای تخصیص قسمت زیادی از بودجه برای هیت سینک و قسمت کمی برای رابط گرمایی، بهتر است بودجه‌ی رابط گرمایی کمی افزایش یابد که باعث می‌شود با داشتن یک هیت سینک بسیار ارزان‌تر، نتیجه‌ای مشابه با هیت سینک گران‌تر ایجاد شود. در نتیجه استفاده از فلز مایع به‌عنوان رابط دمایی جواب داده و علاوه بر کارایی بهتر باعث شده هزینه‌ی کلی ساخت پلی‌استیشن ۵ کاهش یابد.

هیت سینک عظیم کنسول پلی‌استیشن ۵ قرار است با بازدهی بسیار بالا، گرمای قطعات این کنسول را منتقل کند. این هیت سینک ۳۰ درصد حجم داخلی کنسول را اشغال کرده. با وجود این که این هیت سینک از لوله‌های انتقال دما استفاده می‌کند، طراحی آن طوری است که به گفته‌ی سازنده‌ها کارایی بالایی در حد و اندازه‌ی خنک‌کننده‌های بر اساس محفظه‌ی بخار دارد. محفظه‌های بخار نوعی روش انتقال دما هستند که در کنار هیت سینک به جای لوله‌های انتقال دما استفاده می‌شوند ولی با وجود انتقال دمای بهتر، هزینه‌ی ساخت بالاتری دارند.

آخرین قطعه‌ی بررسی شده‌ی پلی‌استیشن ۵، منبع تغذیه‌ی داخلی این کنسول است که مانند بسیاری از قطعات این کنسول، سونی اندازه‌ی آن را فدای کاربرد نکرده. این منبع تغذیه قسمت قابل توجهی از فضای داخلی کنسول پلی‌استیشن ۵ را اشغال کرده و خروجی برقی برابر با ۳۵۰ وات دارد. به خاطر توان بالای این منبع تغذیه، دمای تولیدی آن بسیار بالاست و شرکت سونی برای خنک کردن این بخش از کنسول، منفذهایی برای عبور هوای ساطع شده از فن در آن قرار داده.

همان‌طور که تا حالا متوجه شده‌اید، یکی از مهم‌ترین مراکز توجه شرکت سونی برای طراحی کنسول پلی‌استیشن ۵ کنترل دمای این کنسول بوده. کنترل دما باعث می‌شود پردازنده‌ها و قطعات این کنسول بازده بسیار بهتری داشته باشند. البته سونی فقط به فکر هر چه خنک‌تر بودن نیست و به موازات افزایش توانایی خنک کنندگی این کنسول، کم سروصدا بودن آن در نظر گرفته شده.

فعالیت‌های سونی درباره‌ی طراحی سخت‌افزاری پلی‌استیشن ۵ قرار نیست با عرضه‌ی این کنسول متوقف شوند و حتی برای سیستم خنک‌کننده‌ی آن بعد از رسیدن کنسول به دست مشتری هم عاقبت‌اندیشی‌هایی داشته. کنسول پلی‌استیشن ۵ علاوه بر سنسور اصلی سنجش دمایی که روی پردازنده‌ی مجتمع نصب شده، سه سنسور دیگر روی نقاط مختلف برد اصلی کنسول دارد.

در اکثر دستگاه‌های دیجیتالی که سیستم خنک‌کننده‌ی آن‌ها فن دارد، سرعت فن بر اساس دمای قطعات تنظیم می‌شود. اما شرکت سونی این قابلیت را یک مرحله جلوتر برده و قرار است به مرور زمان با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده توسط این سنسورها، آپدیت‌هایی برای کنترل فن این کنسول منتشر شوند. این آپدیت‌ها سرعت فن کنسول را به بهترین شکل ممکن تنظیم می‌کنند و باعث اجرای بهتر بازی‌ها خواهند شد.

پلی‌استیشن ۵ قرار است در تاریخ ۱۲ نوامبر (۲۲ آبان) عرضه شود. این کنسول دو نسخه دارد. نسخه‌ی اصلی قیمتی ۵۰۰ دلاری دارد. کنسول ارزان‌تر که پلی‌استیشن ۵ دیجیتالی نام دارد با قیمت ۴۰۰ دلار عرضه خواهد شد و تنها تفاوت آن با کنسول اصلی نداشتن سخت‌افزار خواندن دیسک‌های نوری است. در نتیجه پلی‌استیشن ۵ دیجیتالی تنها از بازی‌هایی که از فروشگاه آنلاین سونی خریداری و دانلود شده‌اند پشتیبانی می‌کند.

منبع: ۴Gamer