Sony工程师详解PS4散热系统

最近，来自 Sony 电子娱乐事业部的工程师凤康宏专门针对 Sony 最新PlayStation 4的散热系统进行了演讲。凤康宏1998年进入该部门，设计了PS2、超薄型PS2、PSX、PS3和超薄型PS3以及PS4这一系列家族系产品。

PS4的冷却系统设计集成了PS3中G和N的特点，最大特征为电源、风扇和散热片（含导热管）的一体化。风扇依旧采用螺旋构造，可以看出从N版中继承了比较多的血统。

PS4的最大耗电量为250W。超过250W的话，电源连接线原则上要变为3头（比如现在的PC电源线），这会对主机的小型化发展造成阻碍，故设计师想尽办法将耗电量压缩在250W。凤康宏在演讲现场表示：“PS4所使用的是一套超高效率的电源回路”。

PS4所采用了上下对流式的散热系统，主机上前侧和两端的缝隙为进气口，主机后面除了各线路接口之外皆为排气口（散热口）。

这套散热系统的最大特点在于空气进入和排出所采用了不同的线路，避免了冷热空气的对流，达成了高效的直流进出排气。

图中红色区域为正压区域。所谓正压即为高于大气压的空气压力，我们所处的1标准大气压下，正压会向负压区域流动，这就会在PS4内部形成冷热空气的对流，故设计者将PS4内正压部分进行了完全封闭，只留出排气口，这也就是此前所说的“电源、风扇和散热片的一体化”。

通过上述图片的讲解，我们现在可以大致了解到PS4冷却系统工作下空气的途径顺序，即：冷空气进入前方和两侧的吸气口、掠过主板上下两面、进入风扇、掠过链接APU的散热片、掠过电源、排出机外。

与老版PS3散热系统最大的区别在于空气是最后掠过电源。经过内部循环的空气温度会有所升高，特别是经过散热片之后温度会有明显提升，这原本不适于电源散热。凤桑表示由于散热组件一体化加之完全封闭的设计，温度上的损失可以利用空气流量来弥补，综合冷却效率足以应对PS4电源的散热需求，而这也要归功于PS4风扇的设计。

PS4风扇并非泛用型号，而是设计师专门为PS4量身打造的“与PS4最匹配”的散热风扇。风扇扇叶集成了PS3N型散热系统的螺旋形状，从侧面看，PS4风扇形成梯形，是上下两面吸入型风扇。

经过反复试验的结果表明，如果风扇为上下维度均衡的柱形设计的话，为确保空气流量，风扇会贴近散热片从而产生较大的空气噪音，而避免噪音拉远距离的话又无法保证空气流量。最终所采用的梯形风扇可在避免较大噪音的情况下较之柱形风扇多产出16%的空气流量。

PS4风扇所采用的马达为三相马达（PS2 PS3为单相），据说价格不菲，但较之单相马达能有效降低振动和低转速时的耗电量。家用游戏机的中央处理器会根据游戏场面的不同而有所变化，从而产生出不同的热量，这也就是家用机风扇采用多段不同转速的原因。简单来说，PS2和PS3的风扇在一度高速旋转后很难降低转速，而PS4风扇则可以通过PID制御系统（Proportional Integral Derivati​​ve Controller，自动调节系统的一种）即时改变风扇转速，节省电量并降低噪音。

PS4的散热片采用了双热导管和不同密度散热片的设计，以解决螺旋状风扇吹出的空气流量不均的问题。双导热管均通过热源位置，也就是APU，一根​​将热源散布到基座内，另一根链接叶状散热片，借助风扇进行散热。

PS4除了内藏的针对APU的温度探测器之外，在外壳的出风口处也有一枚探测器。外壳温度探测器专门用来探测排风口周围的温度状况。也就是说如果PS4在比较封闭的环境下运作导致周围温度上升的话，主机同样会发出警告。

最后，凤康宏还特别针对历届PS主机的散热性能进行了综合比较。