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 設計の狙い所などの話が公開されています。
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[日経クロステック: PS5に覚悟の「液体金属」採用、真の狙いはコスト削減 - PS5分解を機構設計・熱設計の責任者が語る(前編) / PS5のサイズの秘密は冷却ファンにあり、ヒートシンクに妙技 - PS5分解を機構設計・熱設計の責任者が語る(後編)]

 本来有料会員向けの記事ですが、来週初めぐらいまでの期間限定で無料公開中。

 のっけから“米SIEが~”とかで始まっていますが、取材を受けている鳳康宏氏は株SIEのハードウェア設計部門メカ設計部部長という肩書きです。

 前編ではSoCからヒートシンクへの熱伝導材として液体金属を採用した理由について聞いていますが、これはPS5のSoCがコスト削減の為もあって非常にダイサイズを小さく、動作周波数を高く設定しているため熱密度が“非常に高く”なっているからだそうで、その熱密度はPS4よりも“遙かに高い”とのこと。
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 PS4は初期モデルでも電源定格が250Wと低めだったのに対してPS5は350Wとなるので相応に消費電力が増えている可能性がありますが、これについてはPS4がPS3より消費電力低めだったというのもありますね。
 電源の定格=消費電力ではなく、PS4初期型の場合はゲームプレイ時の消費電力が140W程度だったので、PS5はこれが200W程度になるという事かもしれません。

 話が逸れましたが、PS5の熱設計はSoCが常時TDPと同レベルの消費電力を使っている≒熱を発している事を前提として設計されているそうで、熱伝導材(TIM)に液体金属を採用したのはSoCに近い部位の冷却を重視した方が結果的にはコストパフォーマンスが良くなるから、との事。
 今回PS5での採用に至ったのは、ヒートシンクを強化しファン回転数を上げるよりもコストを下げ静音性を高められるからという理由があるようです。
 一方で液体金属は万が一にも漏れないようにする対策が必要で、またアルミと反応するため接する部分にアルミも使えないとのこと。

 液体金属の封止構造については分解されたらバレると考えているようですが、基本的には特許で出願されていた内容みたいですね。
 生産を自動化する際のノウハウなどもあるそうです。


 後編では冷却ファンとヒートシンクについて話題が上っています。

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 PS5の冷却ファンは直径120mm、厚みは45mmの輻流ファンで制御はPS4と同じくサーボ式。
 軸流ファンと比べて風量は減るが静圧がやや高まるという特徴があり、従来は負圧による吸気のために輻流式ファンを採用していたという背景があった…と思います。
 PS5では軸流と輻流どちらを選ぶか迷ったようですが、まだ“遠心式にストライクゾーン”があると見て輻流ファンを採用したとのこと。
 ただ、V字型の溝から左右に吸気する開発機では軸流式ファンを3つずつ合計6つ並べるという構造になっているので、コストを度外視すればそのような構成もありだったのかもしれません。
 ただ、ファンを増やして小型化するとコストが上がり回転制御が難しくなるため、ファン1つで冷却する構成にしたとのこと。

 PS5の冷却がこのような構造になった背景には裏面側に発される熱もかなりの物…“PS4のSoC面並”になるという理由があったそうで、このためファンで取り込んだ空気を表裏に流して冷却する構造としているそうです。

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 ダストキャッチャーについては、“スペースを確保できたので採用した”そうです。
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 また稼働時に左右のカバーを外す粗忽者対策として装着されているファンカバーは若い技術者が設計した、とも。

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 ヒートパイプでベイパーチェンバーと同等の性能を実現した、という工夫についてはヒートシンクの上下にヒートパイプを通す、空気の流れを誘導するなどの工夫で達成しているそうです。
 ベイパーチェンバーはヒートシンクの設置面積が限られている場所で多く使われていて、PS5のように広い範囲にヒートシンクをばらけさせる場合にはこちらの方が便利というのもありそうですが。

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 またSoCから見て裏面のB面側は冷却性能を考慮しアルミニウム製としているそうです、こちら側にあるヒートパイプとヒートシンクはDC-DCコンバータの冷却用だとか。

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 後はメモリ類の冷却用熱伝導材ですが、これも貼るタイプではなく塗るタイプを採用、これも自動生産に対応するための工夫だとか。

 PS4を完全自動生産するためのライン構築にはなかなか苦労した、みたいな話が出ていましたけど、最初から自動生産を考慮して作られているのであれば従来よりもメイドインジャパン…木更津サイト生産の物が増えたりするのでしょうか。

Marvel
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