PlayStation 5 Pro 분해: 가장 진보된 PlayStation 콘솔 뜯어보기

PlayStation 5 Pro는 PlayStation 역사상 가장 진보된 콘솔입니다. 향상된 GPU와 첨단 레이 트레이싱 기술로 차원이 다른 게이밍 경험을 선사하며, 높은 프레임률과 초고해상도를 모두 보장하는 AI 기반 업스케일링인 PlayStation Spectral Super Resolution(PSSR)도 적용됩니다. 오늘은 Sony Interactive Entertainment의 엔지니어이자 PS5 Pro의 수석 기계 설계자 Shinya Tsuchida 씨와 수석 전기 설계자 Shinya Hiromitsu 씨와 함께 PS5 Pro 콘솔의 내부 구조를 자세히 뜯어보면서, 그 안에 담긴 혁신적인 기술과 개발 철학을 살펴보겠습니다.

*본 기사에서는 2020년에 출시된 PlayStation 5를 “초기 PS5”, 2023년에 출시된 버전을 “현재 PS5”, 2024년에 출시된 PS5 Pro를 “PS5 Pro”로 지칭합니다.

*절대로 집에서 따라 하지 마세요. 화재나 감전, 부상 등의 위험이 있습니다. 콘솔을 분해하면 제조 업체의 보증 혜택을 받을 수 없습니다.

이름: 츠치다 신야 (PS5 Pro 기계 설계 책임자) (오른쪽)
이름: 히로미츠 신야 (PS5 Pro 전기 설계 책임자) (왼쪽)

가로줄 세 개가 눈에 띄는 외부 디자인

Tsuchida: PS5 Pro를 본격적으로 분해하기 전에, 외부 디자인 이야기부터 해 보겠습니다. PS5 Pro는 고성능 콘솔이라 냉각 시 더 많은 공기가 필요하죠. 초기 PS5나 현재 PS5에는 없는 통풍 경로가 여기 세 갈래 홈으로 나 있습니다. 이 디자인은 엔지니어들과 디자이너들이 활발하게 논의한 끝에 만들어졌는데요, 저희 엔지니어링 팀에서는 이걸 ‘칼날’이라고 부릅니다. 이 홈 덕에 외관도 멋있어졌지만 통기성도 좋아졌죠.

기존 PS5(왼쪽), 현재 PS5(중앙), PS5 Pro(오른쪽)의 외형 비교. PS5 Pro는 기존 PS5보다 약간 작습니다.

PS5 Pro는 PS5 제품군과 일관된 디자인을 유지하면서도, 향상된 통풍을 위한 세 개의 독립적인 블레이드를 특징으로 합니다.

커버와 메인 유닛 사이의 ‘루버’로 더 조용해진 콘솔

Tsuchida: PS5 Pro 내부를 보면 메인 유닛과 커버 사이에 ‘루버’라는 구조가 있습니다. 지느러미나 얇은 판이 나열된 듯한 외형이죠. 디자인의 일부이긴 하지만, 팬 소음이 콘솔 전면으로 빠져나가는 것을 방지하는 역할도 합니다. 사용자 대부분이 콘솔 전면을 마주 보고 게임을 즐길 테니, 플레이어가 팬 소음을 잘 듣지 못하도록 디자인한 것이죠.

더 효율적인 통풍을 위해 재설계된 후면

Tsuchida: 자, 이제 콘솔의 후면을 봅시다. 저희는 입출력 포트의 종류와 위치를 매우 신중히 선정합니다. 전원 버튼을 사용하지 않는 사람은 없죠. 지금까지 참여한 모든 디자인 팀원의 공통된 의견은 콘솔을 똑바로 세웠을 때 전원 버튼이 아래에 있는 편이 더 낫다는 것이었습니다. 반면에 HDMI, LAN, USB 포트는 현재 PS5보다 약간 더 높이 자리 잡고 있는데요. PS5 Pro의 메인보드가 고밀도 회로 구조로 설계되었기에, 이 변화에 맞춰 포트의 위치를 바꿔야 했습니다.

환기구(배기구)의 표면도 다른 PS5 모델보다 크며, 공기는 콘솔의 뒷면과 밑면을 통해 들어오고 나갑니다. 통풍을 개선하려면 흡기구와 배기구의 크기가 정말 중요하죠. 개발 전에 연구해 보니 현재 PS5의 환기구보다 더 커져야 한다는 결론이 나왔고, 디자인 팀과 의논한 후 크기를 결정했습니다.

분해 시작

Tsuchida: 분해를 시작해 봅시다. 위에는 이전 PS5 모델처럼 청소하기 편하도록 먼지 필터가 장착되어 있습니다. 밑에는 M.2 SSD 슬롯과 디스크 드라이브 커넥터가 있고, 코인 셀 배터리가 들어가는 해치가 있습니다.

Tsuchida: 배터리를 고정하는 나사는 분실하거나 실수로 삼킬 수 없도록 일부러 배터리 커버에 붙였습니다. 혹시 모를 사고를 대비하기 위함이죠.

조용하지만 강력한 신형 냉각 팬

Tsuchida: 팬의 케이블을 분리했으니, 이제 팬의 날개와 안쪽 덮개를 제거해 보겠습니다. 팬 자체도 분리할 것입니다. 아까 PS5 Pro는 냉각하는 데 공기가 더 많이 필요하다고 했었죠? 여기 보시면 팬도 공기를 더 효율적으로 끌어오도록 설계되었습니다. 팬의 크기 자체도 현재 PS5 모델의 팬보다 더 큽니다.

PS5 Pro의 팬(왼쪽)과 현재 PS5 모델의 팬(오른쪽) 비교

Tsuchida: 두 팬 모두 날개의 수는 동일하지만, 팬의 성능을 더 끌어올리기 위해 날개 형태를 다시 설계했습니다. 자세히 보면 팬의 날개 사이에 더 작은 날개가 있는 것이 보일 텐데요. 일반적으로 팬은 통기성이 좋을수록 성능이 좋다고 여겨지죠. 하지만 저희는 조용하면서도 성능이 더 좋은 팬을 설계하고 싶었습니다. 보통 공기만 잘 통하면 팬의 소음이 커져도 상관없다고 하지만, 게임 콘솔의 팬 소음이 크다면 게임에 제대로 몰입할 수 없을 테니까요. 이 철학으로 설계된 건 아마 PlayStation 콘솔이 유일할 겁니다.

전자파 억제 나사

Tsuchida: 자, 이제 더 안쪽에 있는 금속 가리개를 제거해 보겠습니다. 여기 보시면 이 가리개를 수많은 나사로 메인보드에 고정했는데, 이렇게 만든 것도 다 이유가 있습니다. 메인보드의 부품은 거의 전자파를 방출하죠. 이 전자파에 스마트폰 같은 전자 제품이 방해받고 고장까지 날 수 있으니, 전자파 방출량을 일정량 이하로 유지할 필요가 있었습니다. 가리개를 고정하는 나사의 위치도 전자파 방해를 최대한 줄일 수 있도록 신중하게 결정했습니다.

개선된 마더보드로 더 쾌적해진 게임 플레이

Tsuchida: 위아래의 가리개를 모두 분리하면 PS5 Pro의 마더보드가 드러납니다. PS5 콘솔은 모두 열전도율이 높은 액체 금속을 메인 프로세서의 TIM(열 계면 물질)으로 활용한다는 특징이 있는데요. 이에 관해 자세히 알아보기 전에, 우선 액체 금속을 바르지 않은 마더보드를 보면서 설명하겠습니다.

PS5 Pro의 마더보드는 현재 PS5의 마더보드보다 더 큽니다. 현재 PS5 모델의 마더보드는 냉각 팬이 들어가는 위치가 곡선 형태로 깎여 있습니다. 하지만 PS5 Pro는 성능 개선을 위해 회로가 많이 필요했고, 이에 따라 마더보드가 더 커지면서 팬의 위치도 옮겨야 했습니다. 앞서 말씀드린 것처럼 뒷면에 있는 입출력 포트의 위치가 다른 것이 보일 겁니다.

PS5 Pro 메인보드의 상단 모습

현재 PS5 모델 메인보드의 상단 모습

Hiromitsu: 여기 마더보드 중간에 있는 큰 칩은 SoC(단일 칩 시스템)입니다. AI로 해상도를 개선해 초고해상도 게임을 출력하는 PlayStation Spectral Super Resolution(PSSR) 등 고해상도, 고프레임률 그래픽의 렌더링을 담당하죠. 전력 전달 경로도 현재 PS5보다 더 개선된 덕분에 SoC의 성능을 최대한으로 끌어올릴 수 있게 되었습니다.

게다가 PS5 Pro의 마더보드는 현재 PS5보다 더 많은 층이 쌓여 있습니다. 현재 PS5 모델의 마더보드 표면을 자세히 보면 SoC와 RAM이 연결된 선이 보일 겁니다. 하지만 PS5 Pro의 마더보드 표면에는 그 선이 거의 눈에 띄지 않는데요. PS5 Pro의 마더보드는 내부에 층을 추가해 신호선을 안쪽 층에 더 효율적으로 배치하도록 설계했기 때문이죠. 그 결과 메모리 성능을 더 빠르게 만들 수 있었습니다.

자, 마더보드의 뒷면을 비교해 볼까요? SoC에 연결된 RAM이 여덟 개에서 아홉 개로 늘었다는 게 눈에 들어올 겁니다. PS5는 현재 모델까지 모두 고속 GDDR6 메모리칩 8개를 장착하고 있습니다. 게임을 위한 고속 렌더링과 나머지 OS의 저속 프로세싱을 처리하는 장치죠. PS5 Pro에는 저속 프로세싱을 위한 DDR5 메모리가 하나 더 추가되었으며, 나머지 GDDR6 여덟 개는 게임에 필요한 고속 렌더링만 담당합니다. GDDR6 RAM 자체도 이전 PS5 모델에 장착된 것보다 개선되어 속도가 훨씬 빨라졌습니다.

PS5 Pro 메인보드의 하단 모습. 원형으로 배치된 8개의 GDDR6 외에도, 오른쪽 상단(사진에서 빨간색 원으로 표시된 부분)에 9번째 DDR5 메모리 칩이 추가되었습니다.

현재 PS5 모델 메인보드의 하단 모습

액체 금속을 이용한다는 혁신적인 아이디어는 모든 PS5 모델의 핵심 기술이 되었습니다.

Tsuchida: 초기 PS5를 개발하면서 액체 금속을 TIM으로 활용하는 과정이 꽤 힘들었는데요. 하지만 일반 TIM보다 액체 금속의 냉각 성능이 월등하게 좋다는 것을 알았기에, 안전 확보를 위해 여러 번 실험한 뒤 활용하게 되었습니다.

초기 PS5 모델을 설계하면서 단열에 대한 연구를 정말 많이 했습니다. PS5 Pro에서도 기본적인 구조는 동일하게 적용했지만, 액체 금속을 바른 곳에 미세한 홈을 파서 더 안정적으로 냉각할 수 있도록 설계했다는 차이가 있습니다. 초기 PS5 개발 과정에서 연구를 진행했을 때, 반도체의 성능과 밀도가 계속 발전하면서 액체 금속 기술의 필요성도 높아질 것이라고 예상했습니다. 결국 저희 생각대로 PS5 Pro를 설계하면서 액체 금속이 중요해졌죠.

냉각 안정성을 높이기 위해 액체 금속이 도포되는 부분에 홈이 추가되었습니다.

더욱 커진 고출력 전원 공급 장치

Hiromitsu: 이게 바로 PS5 Pro의 PSU(전원 공급 장치)입니다. PS5 Pro는 현재 PS5보다 출력이 48W 정도 높으며, 크기도 더 큽니다. 각 PS5 모델마다 틈에 완벽하게 들어가도록 공을 들여 설계한 곡선 PSU가 있습니다. 재밌는 사실이 있는데요. PSU의 밑면을 찾고 싶다면 “Sony Interactive Entertainment”가 새겨진 쪽을 찾으면 됩니다. 물론 소비자 입장에서는 눈치채기 어렵지만, 콘솔을 똑바로 세울 때 올바른 방향을 제시하는 역할을 해 주죠.

완벽하게 배치한 방열판

Tsuchida: 이쪽에 구리로 만든 열 파이프가 있습니다. 방열판의 은색 부분은 열을 방출하도록 알루미늄으로 만들었고, 나머지 회색 부분은 강철로 만들었습니다.

PS5 Pro의 방열판에는 열 파이프가 더 많은데, 이는 높은 성능을 유지하기 위해 기존 모델보다 더 강력한 방열판이 필요하기 때문입니다. 열 파이프는 SoC 옆에 있으며, 파이프에서 열을 옮기는 핀은 둘로 나뉘어 있습니다. 방열판은 위치에 따라 냉각 성능이 달라질 수 있기 때문에, 위치를 선정하는 데 심혈을 기울였습니다.