Análisis de la CPU de PS5 y la de PS5 Pro, a qué procesador equivale en PC

La consola de Sony lleva en el mercado desde noviembre de 2020, lo que significa que pronto cumplirá cuatro años. A pesar de todo el tiempo que ha pasado todavía sigue habiendo una gran desinformación incluso en medios tecnológicos «especializados» sobre la CPU de PS5, y sobre cuál sería su equivalencia real si intentamos trasladarla al PC.

Con el anuncio de PS5 Pro esa desinformación se ha hecho todavía más evidente. He visto a algunos medios intentar configurar PCs «equivalentes» a dicha consola montando un Ryzen 7 5700X o un Ryzen 7 5800X, también he visto recomendar memoria DDR5 cuando esos procesadores solo admiten memoria DDR4, todo esto me ha dejado con muy malas sensaciones, ya que no hace más que fomentar las mentiras sobre PS5 que ya tenemos que superar.

Por ello he creído que era necesario hacer un artículo dedicado a analizar a fondo la CPU de PS5 y la de PS5 Pro, repasando todos sus detalles técnicos y sus especificaciones, y terminando con una relación de posibles equivalencias en PC. Tened en cuenta que siempre que hablamos de equivalencias de un componente de consola en compatibles nos referimos a la más cercana, es decir, a la más parecida, ya que normalmente no existen equivalencias directas.

Tanto PS5 como PS5 Pro utilizan la misma CPU. La única diferencia entre ambas está en la frecuencia de trabajo, así que no hay cambios ni a nivel de arquitectura ni en la configuración de núcleos. Por tanto, todo lo que diga sobre la primera se aplicará directamente a la segunda. Esto me permite simplificar bastante el artículo y hacer que resulte mucho más ameno y fácil de leer.

CPU de PS5 y PS5 Pro: diseño

La CPU de PS5 solo ocupa una pequeña porción del extremo de la izquierda.

El procesador de ambas consolas se integra como una APU y tiene un diseño de núcleo monolítico, lo que quiere decir que todos los elementos del procesador están en la misma pastilla de silicio. Esto tiene cosas positivas frente a un diseño de tipo chiplet, ya que no hay que utilizar un sistema de intercomunicación para conectar varios chiplets, con el incremento de la latencia en las comunicaciones bidireccionales que ello conlleva.

Sin embargo, también tiene un lado negativo, y es que el espacio a nivel de silicio que queda libre para el procesador es muy pequeño, porque al ser una APU este comparte la pastilla de silicio con la GPU. La mayor parte de ese espacio está ocupado por la GPU, lo que obligó a AMD a simplificar y a hacer recortes en la CPU para que esta pudiera «caber» en esa pastilla de silicio.

Esto es mucho más importante de lo que parece. El espacio ocupado a nivel de silicio afecta en gran medida a la complejidad del chip, a su tasa de éxito en la oblea y a los costes que tiene que asumir Sony. Una mayor eficiencia en este sentido ayuda a la compañía japonesa a reducir costes, y obvia decir que esta siempre ha sido una de sus prioridades.

Por otro lado hay que tener claro que no es viable una APU con una CPU a la altura del Ryzen 7 7700X con una GPU al mismo nivel que la integrada en PS5. Un chip con esa configuración sería enorme, extremadamente complejo y caro de fabricar, al menos con las tecnologías y con los nodos que tenemos ahora mismo.

Arquitectura Zen 2 personalizada, y recortada

Comparativa de la FPU de un procesador Zen 2 y de la CPU de PS5.

No es un secreto, la CPU de PS5 utiliza la arquitectura Zen 2 de AMD, la de PS5 Pro repite esa misma arquitectura. Para entender lo que significa esto en términos de IPC (instrucciones por ciclo de reloj), es necesario echar un vistazo a la evolución que supuso frente a las arquitecturas anteriores:

• Zen incrementó el IPC en un 52% frente a Excavator, sucesora de Piledriver, utilizada en los FX 8300, 6300 y 4300. Esta arquitectura ya tenía un IPC muy superior a Jaguar, la arquitectura que utilizaba la CPU de PS4. Tenía 16 MB de caché L3.
• Zen+ fue un simple refinamiento de Zen. Logró una mejora media del IPC de un 3%, así que se puede considerar como una evolución menor. Mantuvo la configuración de 16 MB de caché L3.
• Zen 2 aumentó el IPC en un 13% frente a Zen+, lo que equivale a un 18% más de IPC frente a Zen. Aumentó la caché L3 a 32 MB.
• Zen 3 supuso un aumento del IPC del 19% frente a Zen 2. Mantuvo los 32 MB de caché L3 por cada chiplet de 8 núcleos, pero introdujo un cambio importante, y es que ahora todos los núcleos podían acceder de forma indistinta a esos 32 MB.

La CPU de PS5 y PS5 Pro tiene 8 núcleos. Puede trabajar con 16 hilos gracias a la tecnología SMT, pero esto obliga a reducir la frecuencia de reloj, así que no se ha utilizado. Ambas funcionan a una velocidad máxima de 3,5 GHz y 3,85 GHz, unos valores muy bajos para los estándares actuales en PC, donde lo normal es superar los 5 GHz sin problema.

Un procesador Zen 2 de PC con 8 núcleos y 16 hilos tiene 32 MB de caché L3, pero la CPU de PS5 y PS5 Pro solo tiene 8 MB de caché L3. Esto tiene una explicación, y es que esta se integra en una APU con diseño monolítico, lo que reduce enormemente el espacio disponible a nivel de silicio. Dicho de otra forma, AMD no tenía espacio para meter más cantidad de caché L3 en la APU de PS5, y tampoco en la de PS5 Pro.

Hay una enorme diferencia en la cantidad de caché L3 disponible, y también en las frecuencias de trabajo. Hasta una APU Zen 2 económica tiene ya 16 MB de caché L3, pero estas no son las únicas diferencias. La CPU de PS5 y la de PS5 Pro vienen con unidades de coma flotante extremadamente recortadas, también por una cuestión de espacio.

La arquitectura Zen 2 utiliza 512 KB de caché L2 por núcleo. Dicha memoria está integrada en cada núcleo y solo es accesible por este. La CPU de ambas consolas mantiene esos 512 KB, así que en este sentido no hay ningún cambio. Un Ryzen 7 3700X tiene 8 núcleos y 16 hilos a 3,6 GHz-4,4 GHz, y cuenta con 32 MB de caché L3, así que este estaría muy por encima del procesador de estas consolas.

Rendimiento de la CPU de PS5 y PS5 Pro y cosas a tener en cuenta

Ya hemos visto que, por sus especificaciones, el procesador de ambas consolas no tiene un IPC ni un rendimiento bruto comparable a lo que ofrece la arquitectura Zen 2 en su base. Está muy por debajo debido a todos los recortes que trae a nivel de frecuencias, de caché L3 y de unidades de coma flotante.

Esto quiere decir que no tiene sentido compararlo con un Ryzen 7 3700X, así que imagina el disparate que es que algunos medios lleguen a poner como equivalencia un Ryzen 7 5800X, que tiene una mejora de IPC del 19% frente a Zen 2 y que encima funciona a mayor frecuencia, lo que implica un mayor rendimiento en bruto.

Por otro lado hay que tener en cuenta que los procesadores de PS5 y PS5 Pro reservan una parte de los núcleos que tienen al sistema operativo y a las aplicaciones del sistema. Digital Foundry comentó que en realidad de sus 8 núcleos solo quedan libres 6,5 para juegos.

Esto explica que los procesadores con 4 núcleos y 8 hilos sigan rindiendo todavía tan bien en juegos de la presente generación, y que con un procesador de 6 núcleos y 12 hilos vayamos sobrados, siempre que el IPC acompañe, algo que cuando hablamos de juegos es fundamental, porque estos no suelen escalar bien cuando superamos los seis núcleos físicos u ocho hilos.

El procesador de ambas consolas tiene un IPC a medio camino entre Zen+ y Zen 2, pero no llega al nivel de esta última. Puede parecer un dato negativo, pero siendo justos hay que reconocer que representa un salto enorme frente a la generación anterior de consolas, que utilizaban procesadores basados en la arquitectura Jaguar de AMD, una solución de bajo consumo comparable a los Intel Atom de hace más de 12 años.

Ofrece un rendimiento mucho mejor en juegos comparado con la generación anterior, eso no hay duda, de hecho el salto a una CPU Zen 2 ha sido fundamental para poder dar forma a un modo rendimiento a 60 FPS, pero esto no cambia el hecho de que la versión que utilizan PS5 y PS5 Pro es una solución muy recortada y ajustada que está más cerca de Zen+ que de Zen 2.

A qué procesador equivale la CPU de PS5, ¿y la de PS5 Pro?

Imagen por cortesía de Digital Foundry.

La verdad es que no hay una equivalencia directa, pero lo más cercano sería la CPU del Ryzen 5 4600G, que tiene un procesador de 6 núcleos y 12 hilos a 3,7 GHz-4,2 GHz. Este cuenta también con 8 MB de caché L3, y está basado en la arquitectura Zen 2, pero al tratarse de una APU adopta el mismo diseño de núcleo monolítico que tiene el procesador de PS5.

Si te preguntas por la equivalencia de la CPU de PS5 Pro la respuesta es muy simple, sería también un Ryzen 5 4600G, porque dicha consola utiliza el mismo procesador que PS5. La única diferencia entre ambas estará en la velocidad de trabajo, que pasará de 3,5 GHz a 3,85 GHz. Con ese aumento de velocidad de 385 MHz podemos esperar un incremento de rendimiento bastante pequeño.

Sé lo que estás pensando, ¿entonces por qué he leído o he escuchado que PS5 tiene un procesador que equivale a un Ryzen 7 5800X? Pues porque lo has leído o escuchado por parte de una persona que, lamentablemente, no sabe de lo que habla. Todos cometemos errores, yo el primero, pero que a estas alturas todavía se hagan este tipo de equivalencias dice mucho de la fiabilidad de algunos medios.

La potencia de un procesador no se mide únicamente en núcleos y MHz. Pensad, por ejemplo, en la enorme diferencia de rendimiento que hay entre un Ryzen 7 1800X y un Ryzen 7 5700X, incluso aunque utilicemos ambos a una frecuencia fija de 4 GHz la diferencia de rendimiento a favor del segundo seguirá siendo enorme, y esto se debe al papel que juegan cosas como la arquitectura, las unidades de coma flotante y el tamaño de la caché L3 si hablamos de juegos.

El tema de la ocupación de hardware en consolas es otro tema que no se suele tener en cuenta, y es también muy importante si queremos afinar las equivalencias. Como dije, PS5 reserva 1,5 núcleos al sistema y a las aplicaciones básicas, y lo mismo debería ocurrir con PS5 Pro, así que en realidad ambas consolas solo tienen libres para juegos 6,5 núcleos. Por esa razón no debemos buscar equivalencias en procesadores Ryzen de 8 núcleos, sino en modelos de seis núcleos.

A día de hoy lo tenemos muy fácil para conseguir un procesador superior al de PS5 y PS5 Pro, y no tendremos que hacer una gran inversión. A partir de un Ryzen 5 3600 o de un Intel Core i5-10400F ya tendremos un chip más potente. Ambos se pueden comprar por menos de 100 euros, aunque por plataforma es más recomendable optar por el chip de AMD, ya que esta ofrece más posibilidades de ampliación gracias a los Ryzen 5000X3D.

En su momento compartí una guía dedicada precisamente a montar un PC superior a PS5 que, aunque desactualizada en cuanto a GPU y otros componentes, acertó de pleno en la equivalencia más cercana a nivel de CPU, ya que elegí precisamente un Ryzen 5 5500, un procesador que rinde igual que un Ryzen 5 3600 en juegos. Hoy en día un PC con una Radeon RX 6700 o una GeForce RTX 4060 ya sería muy superior a PS5, manteniendo el Ryzen 5 3600.