슬림 버전 PS4와 고성능 PS4 프로

 

소니 인터랙티브 엔터테인먼트(SIE)는 뉴욕에서 개최한 프레스 컨퍼런스 PlayStation Meeting에서 새로운 PS4 라인업을 발표했습니다. 성능을 대폭 향상한 PS4 프로, 기능을 유지하면서 크기와 무게를 줄인 신형 PS4의 2가지입니다. PS4 프로가 CUH-7000 시리즈, 슬림 버전이 CUH-2000 시리즈로, 모두 새로운 APU(Accelerated Processing Unit)를 사용하며 16nm FinFET 3D 트랜지스터 공정으로 제조됩니다.

 

 

PlayStation Meeting이 열린 뉴욕의 PlayStation Theater

 

 

4K / HDR 디스플레이의 시대에 맞춘 PS4

 

PS4 프로는 APU가 강화돼 GPU 성능은 2배 이상, CPU나 메모리도 강화됐습니다. 제품 위치로 보면 4K/HDR(High Dynamic Range) 시대에 맞춘 강화판입니다.

 

PS4 패밀리의 리드 아키텍트인 Mark Cerny는 4K, HDR, HDTV, PS VR을 PS4 프로의 키워드로 뽑았습니다. HDR 컨텐츠는 지금까지 나왔던 모든 PS4에서 펌웨어 업데이트를 통해 지원하기도 합니다. PS4 프로는 4K/HDR으로 보다 풍부한 영상을 즐길 수있는 기종입니다.

 

 

PS4 프로는 GPU를 업그레이드했으며 CPU 속도와 디스크 용량도 증가함

 

 

PS4 프로는 4K 디스플레이 지원을 강하게 어필

 

 

 

4K의 세밀한 표현

 

 

PS4 프로의 4가지 키워드

 

기존의 게임기는 단일 스펙의 평면 플랫폼이었습니다. 게임기의 수명 사이클 동안 거의 같은 스펙을 유지했습니다. 하지만 PS4에선 변화가 일어나 성능이 더 높은 기종이 나왔습니다. 칩으로 따져보면 16nm 공정에서 기존의 PS4 APU 크기를 줄인 버전과, 성능을 높인 확장판의 2개로 나뉜 것입니다.

 

 

무엇보다 소니는 PS4 프로가 PS4의 호환성을 유지하고 같은 게임 타이틀을 즐길 수 있다고 강조합니다. 허나 같은 게임이라 해도 PS4 프로에서는 더욱 풍부한 그래픽을 즐길 수 있습니다.

 

 

SIE의 앤드류 하우스 겸 글로벌 CEO는 하나의 사회라는 말로 개념을 표현했습니다.

 

 

PS4와 PS4 프로는 같은 게임을 즐길 수 있지만, PS4 프로가 더 높은 품질의 게임 경험을 제공함으로서, 게임을 즐기는 다양한 방법을 제공한다는 것입니다.

 

 

새로 나온 슬림형 PS4

 

 

GPU 코어는 연산 유닛 수를 2배로

 

PS4 프로의 GPU 코어는 연산 코어인 CU(Compute Unit)가 기존의 PS4보다 2배로 늘었습니다. PS4의 CU가 18개 인데 PS4 프로의 CU는 36개로 늘었습니다. 1개의 CU는 16-way의 FP32 부동소수점 연산 유닛을 4개 갖춥니다. CU 당 FP32 유닛은 64개가 됩니다. 칩의 총 연산 유닛 수는 PS4가 1,152개였고 PS4 프로는 그 두배인 2,304개가 됩니다. 이것을 AMD의 GPU와 비교하면 라데온 RX480(폴라리스 10)과 같습니다.

 

PS4 프로는 GPU 코어를 911MHz로 구동합니다. 기존의 PS4는 800MHz 였으니 동작 클럭만 놓고 봐도 성능이 오른 것입니다. PS4의 GPU 연산 성능은 1.84TFLOPS로 PS4 프로는 4.2TFLOPS가 됩니다. 이번 발표회에선 GPU 성능이 2배 이상이라 설명했습니다.

 

 

AMD 계열 GPU 코어의 CU(Compute Unit) 아키텍처

 

PS4 프로의 36개 CU는 활성화된 CU의 수이며, 물리적으로 구현한 CU 수는 몇 % 정도 늘어난 것으로 보입니다. 게임기에 쓰이는 칩은 수율을 높이기 위해 여분의 코어를 두는 것이 일반적입니다. GPU 코어 부분의 로직 회로 배선은 매우 조밀해 배선이나 VIA가 중복되지 않습니다. 따라서 반도체 다이에 결함이 발생하면 그걸 포함한 CU가 제대로 작동하지 못합니다. 이 문제를 해결하기 위해 CU에 여분을 두고 몇 % 정도의 CU가 동작하지 못해도 문제 없도록 설계합니다. 그래픽카드의 GPU는 결함이 많은 다이는 CU 수가 적은 저가형 제품으로 판매할 수 있으나 게임기는 그렇지 않습니다. 따라서 여분의 코어를 두는 것이 일반적입니다.

 

 

PS4 프로의 GPU 코어는 연산 유닛 CU를 확장했으나 명령 프로세서 부분은 확장하지 않았습니다. 컴퓨팅을 제어하는​​ ACE(Asynchronous Compute Engine)도 8 유닛입니다. 또한 렌더링 부분인 ROP(Rendering Output Pipeline)도 기존대로입니다. 즉 쉐이더 성능 향상을 목표로 확장을 더한 것입니다.

 

 

또한 PS4 프로는 디스플레이 파이프 1개가 2개의 디스플레이에 출력하지 못합니다. 따라서 PS VR도 HMD와 일반 디스플레이에 2화면 출력을 동시에 수행하지 못합니다. 2화면 출력이 필요하다면 별도의 처리 콘솔이 필요합니다.

 

 

신형 PS4 프로의 APU 아키텍처(일부 추측)

 

 

PS4의 APU 아키텍처

 

 

PS4의 리드 아키텍트인 Mark Cerny

 

 

클럭을 높인 CPU와 메모리

 

PS4 CPU 코어 클럭은 1.6GHz로 SIMD(Single Instruction, Multiple Data)의 FP 연산 성능은 102.4GFLOPS입니다. 허나 PS4 프로 CPU 코어의 클럭은 2.1GHz로 FP 성능은 134.4GFLOPS가 됩니다. CPU 코어 수는 8코어를 유지하나 클럭 향상으로 성능이 크게 늘었습니다.

 

PS4 프로의 CPU 코어는 PS4와 같은 AMD의 저전력 CPU 코어 재규어 계열이나, 최근 나온 타이거(Tiger) 코어입니다. 타이거는 마이크로 아키텍처가 개선되고 FinFET 공정에 최적화된 코어입니다. AMD는 재규어 계열 CPU이며 코어는 합성 가능하나 각 프로세스마다 최적화된 구조입니다. FinFET 프로세스에 최적화된 타이거 코어를 사용해 PS4 프로는 더 높은 클럭으로 CPU를 작동시킬 수 있습니다. 아키텍처의 성능 향상은 아직 모릅니다.

 

 

AMD 재규어 계열 CPU 아키텍처

 

메모리는 256비트 인터페이스의 GDDR5입니다. 그러나 GDDR5의 전송 속도를 높였기에 메모리 대역폭도 확장됐습니다. PS4의 메모리 대역폭은 176GB/s였으나 PS4 프로는 217GB/s입니다. PS4는 데이터 전송 속도가 5,500Mbps였지만 PS4 프로는 6,800Mbps로 향상했습니다. GDDR5 자체의 속도도 높아졌기 때문이라 추측됩니다.

 

 

PS4 프로의 GDDR5 칩 수는 16개로 PS4와 같습니다. x16에 256비트 인터페이스에 연결, 대역폭과 용량을 모두 확보합니다. 현재 4Gb인 칩을 8Gb로 바꾸고 x32 구성으로 함으로서 칩 수를 8개로 줄여 단가를 낮출 수 있는데, 이번에는 그렇게 하지 않았습니다. 현재 스택 메모리는 가격이 비싸고 GDDR6는 2017년 말부터 2018년 사이이니 지금 선택할 건 GDDR5 뿐입니다.

 

 

PS4 프로의 DRAM

 

 

FinFET 시대의 게임기

 

 

슬림 버전 PS4는 9월 15일에 나옵니다. 기존의 CUH-1200 시리즈에 비해 30% 이상 작아지며 무게는 16% 줄어들고 소비 전력은 28% 낮아졌습니다. 가격은 299달러. PS4 프로는 11월 10일에 399달러로 나옵니다.

 

 

새로운 PS4 제품군에 맞춰 주변장치도 새로 나왔습니다.

 

 

이렇게 새로운 시리즈가 나온 배경에는 칩의 프로세스가 개선된 배경이 있습니다. PS4와 Xbox One 모두 28nm 프로세스로 시작했는데, 그 이후에 나온 FinFET 공정은 소비 전력이 줄어들고 성능이 향상됩니다. 따라서 게임기를 작게 만들거나 확장할 기회가 생겨나게 됩니다. FinFET 시대의 게임기가 바로 PS4 프로인 셈입니다.