PlayStation 4

概要

PlayStation 3の次世代機となる、第8世代に属する家庭用ゲーム機である。2013年2月20日（東部標準時）にニューヨークで行われたイベント「PlayStation Meeting 2013」にて発表された。その後、米国とカナダで同年11月15日より先行発売され、発売24時間で100万台以上を販売した。日本では約3ヶ月後の2014年2月22日より発売されている（「各国の発売日」も参照）。
ネットワーク機能を強化しており、プレイ動画を公開したり、フレンド間でゲームプレイ中継を行うといった「シェア」機能を搭載し、PS Vitaなどとの「リモートプレイ」や、スリープ状態時のアップデーターやゲームデータの自動ダウンロードにシステムレベルで対応する。また、PS3で別売りだったヘッドセットは全てのPS4に標準で同梱される。ゲームソフトはPS Vitaと同様にパッケージ版（ディスク版）とダウンロード版が用意される。互換性については、ディスク版によるPS1 - PS3互換を取ることはない（互換とは異なるが、クラウドゲーミング技術による実装の「PlayStation Now」で一部ソフトは遊べる）。
2019年7月時点で世界出荷台数は1億台を突破し、史上最高速で1億台を突破したゲームコンソールとなった。

CPU

CPUにはx86-64命令セットを持つ低消費電力かつ低発熱な4コア「Jaguar」を2基搭載しており、各基はそれぞれが持つ2MBのL2キャッシュを4つのコアで共有する。各コアは命令キャッシュ32KBおよびデータキャッシュ32KBのL1キャッシュを持っており、全体では512KBとなる。
JaguarはAMDの一般に出荷される製品における前世代となるBobcatからパフォーマンスを向上させたもので、ゲーム機において特に重要となる浮動小数点の演算性能についてはSIMD浮動小数点演算（浮動小数点のベクトル演算）ユニットが旧来の64ビット幅から128ビット幅となり性能の倍増が図られている。

GPU

GPUのコアはGCN (Graphics Core Next) 系アーキテクチャで、搭載する18個のCU (コンピュートユニット) はそれぞれ16レーンのSIMD演算ユニットを4個持つ。動作クロックは800MHzであり、計1,152個の積和算ユニットを持つことから単精度浮動小数点の演算性能は1.84TFLOPSとなる。
PS3のRSXはDirectX 9世代の拡張アーキテクチャを採用していたが、本機では2世代進んだDirectX 11世代となる。グラフィックスパイプラインにはプリミティブの増減・出現・消失をGPU単体で行えるようになるジオメトリシェーダー、プリミティブの分割・増減・変位をプログラマブルに行えるテッセレーションステージが加えられており、命令セットや機能も多く追加された。RSXのベースとなったG70まで別れていたピクセルシェーダーやバーテックスシェーダーは統合され、ユニファイドシェーダー構成となっている。
GPUに関してはAMDの基本設計に対しSCEが多くのカスタマイズを施している。後述するGPGPUと純粋なグラフィック処理を混在できるようなGPU制御や、それに併せたGPGPU用のタスク制御機能の拡充などが行われた。提供されるAPIはPS3やPS Vita向けに提供されているものと同様の形態となり、抽象化レイヤーのないローレベルなものとなる。これはよりパフォーマンスを追求するためであり、OpenGLなどに慣れ親しんだ開発者向けに別途オーバーヘッドの少ないラッパーAPIとそのソースコードも提供される。

GPGPU

本機ではGPUでグラフィック処理以外の汎用演算処理を行うGPGPUが特に重視されている。GPUはその特性から単純な演算の繰り返しに長けており、浮動小数点演算においては本機のGPUはCPUに対して11.5倍も高速に処理を行うことができ（FLOPS比）、物理演算などを担わせれば高い性能を発揮することができる。PS3のCellに搭載されたSPUコアもSIMD浮動小数点演算を得意としていたが、本機ではこれをGPGPUによって担わせている。
GPGPUはGPUでグラフィック処理と汎用演算の双方を行うものであるが、グラフィック描画処理を実行する中で適宜余った性能を汎用演算に振り分けるという事は難しく、そのためグラフィック処理を抑え汎用演算のために性能を余剰させなければならないこと、加えて特にNVIDIAのGPUではグラフィック処理と汎用演算で内部メモリーの扱い方が異なるため、その都度モードを切り替える必要があり双方を同時に実行できない事などが問題点だった。そこで本機ではPS3で活用されたSPURS（SPU Runtime System; 余ったSPUなどのリソースを仮想化し自律的に演算処理を行わせる仕組み）を参考に、グラフィック処理と汎用演算を効率よく同時に行うことができるようカスタマイズが施されているとされる。その例としてGPUコアからL1/L2キャッシュをバイパスし10GB/sの帯域幅で直接メインメモリーを読み書きできるようになっていること、L2キャッシュに新たにvolatileタグが設けられメインメモリーに直接書き込むデータを区別できるようにされており結果としてGPUのキャッシュメモリーをすべてグラフィック処理用に効率よく割くことができるようになっていることなどが挙げられている。これらによりGPGPUをCPUのような感覚で容易に行うことができるとされている。
GPGPUを支援するものとして前述のHSAなどがあるが、このようなアーキテクチャに基づいた統一的なプログラミング言語およびAPIを利用した場合は開発が容易になる反面処理効率を高めることが難しくなることから、SCEはまず独自の最適化技術を用いた独自シェーダー (PlayStation Shader Language; PSSL) を提供する。またそれに続いてより深いレベルでのハードウェアアクセス、中期段階としてOpenGLやDirectXなどの汎用API対応および完全なハードウェアアクセスも提供していくとした上で、長期的には開発を容易にするためCPUとGPUで同じプログラミング言語を使えるようにすることが目標とされている。

オーディオDSP

オーディオDSPにAMD TrueAudio technologyが採用されている。

セカンダリープロセッサー

セカンダリープロセッサーには、メインプロセッサ用のメモリとは別に32MBのファームウェアと256MBの専用メモリが接続されており、メインプロセッサ用のファームウェアのロード、ゲームのサスペンドやレジューム、ネットワークのトラフィックコントロールをするなど、I/O制御用のサブシステムとなっている。
このセカンダリープロセッサーによりバックグラウンドでのアップロード・ダウンロード処理など、ストレージアクセスとダウンロードプロセスはすべてこのチップにより担われており、常に電源が供給され本体の電源が切られている間も常時ダウンロードを継続するとされる。このチップはメインCPUに比べて省電力であり、大きな電力を消費するメインCPUをダウンロードのためだけに待機中動作させ続ける（本体の電源を入れておく）必要がなくなっている。

エンコーダー・デコーダー

PS4には動画の共有などに使用するためのハードウェア エンコーダー・デコーダーも搭載されている。これは単独で搭載されていてAPUやセカンダリープロセッサーから処理の委託を受ける。
動画のエンコード・デコードのほかゲーム内の音声を再生するための圧縮音源デコード、オーディオチャットなどにも使用できる。この機能搭載によってリアルタイムのゲーム画面録画やゲームプレイリアルタイム中継等のエンコード・デコードにおいても、CPU、メインメモリー、帯域を一切使用しないと説明されている。
このビデオ圧縮用のハードウェアを用いることで、PlayStation Vita (PS Vita) を用いたリモートプレイをほとんどオーバーヘッドなく行える。

ストレージ

ローカルストレージとして全モデルにハードディスクドライブを搭載していて、初期モデルは500GBである。CUH-1200BB01は1TBを搭載する。内蔵HDDはPS3同様に交換可能である。
USB 3.0端子によるゲームに関する記憶領域の外部増設についてはバージョン4.50にてサポートされた。
認識できる容量は250GB以上かつ8TBまでで、USB 3.0以上に対応した外付けHDDを利用することが出来る。
HDD格納場所は横置きにした場合の、BDドライブの上に当たる。本体を縦置きにした場合の上半分のパネルが取り外し可能になっており、そこに取り付けられている。
対応ドライブは、2.5インチ、5400RPM、SATA IIインターフェイス、160GB以上の容量かつ9.5mmまでの厚さに対応。160GB以上である理由は、セットアップ時の初期状態で92GB以上の領域をデフォルトでシステムが確保するためで、デフォルト構成のアプリケーションが使用する作業域を確保したり、ファームウェアのアップデート用のデータを格納したりするには、最低でも160GB以上の容量が必要であるためである。そのため、初期出荷モデルが標準で500GBのHDDを内蔵していても、空き容量はセットアップ時に408GB程度になっている。

OS（システムソフトウェア）

PS4のユーザインタフェースは「PlayStation Dynamic Menu」と呼ばれている。
OSには、"Orbis OS"と呼ばれるFreeBSD 9.0ベースのOSが用いられており、PS Vita同様にマルチタスクに対応する。
PS Storeからゲームをダウンロードする際に、段階的にインストールをすることで完全にダウンロードが終了する前からそのゲームの一部機能が実行できるインスタントプレイ機能があり、SIEはPlayGoと呼称している。
ゲームソフト再生においては、地域判定せずにリージョンフリーの扱いをしているが、公式サイトのFAQによれば、各ソフトウェア会社の判断でリージョンロックがかけられる場合があることが示唆されている。SCEは各地域の安全規格や動作保証の観点から、居住地域で販売されているPS4本体やゲームソフトの購入を推奨している。また、海外版本体を国内で使用した場合はサポートの対象外となる。
PS4はPS3同様にマルチユーザーに対応していて、一台に対して複数アカウントを設定可能で使用者を切り替えることが出来る。さらにPS4ではマルチユーザーに加えて、マルチアカウントで、最大4人まで同時サインインが可能PS4がある場所に集うローカルでの対戦でPSNアカウントを持ち寄った対戦が可能になった。
機能追加やセキュリティ強化、不具合修正のため、最新のバージョンに更新することが推奨されている。
自動的に更新データをダウンロードする機能はPlayStation Plusが提供するサービスであるが、PS4の場合は、さらにインストールまで自動的に行う機能も追加された上で全ユーザーが利用可能となった。ただし、スタンバイモードでの定期チェック及び自動ダウンロード機能はPlayStation Plus加入者限定となる。
8GBあるメインメモリーのうち、ゲームが使える容量はゲーム開発者には知らせてあるものの一般には非公開である。OS側も、OS自身や非ゲームアプリケーション動作用にシステムリザーブ領域が有る。

セカンドスクリーン

PS Vita、iPhoneやiPad、Android搭載のスマートフォンやタブレット端末に専用のソフト「PlayStation App」（プレイステーション　アップ）をインストールすることで、ネットワークを通じてそれらの機器を本機と連携した第二の画面として使用できる。
ゲームのプレイ中にテレビ画面には納まらない情報を手元の機器で表示したり、フレンドがプレイ中の本機の画面を観覧する、外出時にフレンドのアクティビティを見たりPS Storeで買い物をする等のPS4外部端末としての利用等といった使用方法が挙げられている。また、文字入力時にセカンドスクリーン端末のタッチキーボードを使用できる。
特にPS Vitaとの連携は特別なものであり、システムレベルの連携が考慮されている。
スマートフォン、タブレット端末のPlayStation Appは2014年2月14日に公開され、Android 4.0以降、iOS 6以降に対応する。最大16台までのスマートフォン、タブレット端末をPS4に登録可能になっている。

リモートプレイ

本機ではPS3に続き、PS Vitaなどの画面に本体の映像を転送しかつ本体をコントロールできるリモートプレイ機能を搭載する。ローカルネットワーク上に留まらず、外出先から本機の遠隔操作を行うことも可能とされる。
対応端末はPS Vita（Vita側要システムソフトウェア3.00以上）とPS Vita TV（PS4側要システムソフトウェア1.70以上、Vita TV側要システムソフトウェア3.15以上）、Xperia Z2シリーズ(グローバルモデルはAndroid 4.4.4、国内モデルはAndroid 5.0.2アップデートで対応)以降のXperiaスマートフォンやタブレット、Windows PCやMacintosh、iPhoneやiPad等のiOSデバイス（iOS 12.1以降）。
PS3ではリモートプレイ用に転送する映像をCPUで変換する必要などがあり、個別のゲームソフトごとにリモートプレイに対応するため特別な実装を行うなど困難を伴うものであったが、本機ではこの処理をシステム側で対応するようになり、操作ボタン配置の相違などを考慮するだけで対応できるようになった。またPS3では本体のリモートプレイと本体の映像出力を同時に行えなかったが、本機では同じ画面を同時に出力するミラーリングや、それぞれに個別の画面を出力することなどが可能となっているとされている。リモートプレイへの切替は、PS3の時のように予めリモートプレイモードに切り替えるものではなく、何時でも切り替えられるものになっている。カメラ対応など物理的な理由によるもの等を除いて、ほとんどのPS4専用ソフトをリモートプレイで楽しめる。
なお、PS Vitaに存在しないL2/R2、L3/R3ボタンは、前面や背面タッチパッドで代用するなどのカスタマイズも可能なようにPS Vitaのクライアントを開発している。
Xperiaシリーズ及びiOS端末を使用したリモートプレイには、専用のアプリ「PS4 Remote Play」が必要となる。操作には画面上に表示されるソフトウェア上のコントローラーを使用する。XperiaではDUALSHOCK 4とBluetooth接続して使用することも可能である。この場合、DUALSHOCK 4の電池残量はXperia側に表示される。
ストリーミング映像の解像度は、PS4本体およびクライアント機器によって異なり、360p/540p/720p/1080p(PS4 Pro本体とXperiaシリーズのモバイル端末、Windows PC、Macの接続時のみ出力可能)に対応する。
フレームレートは、すべてのクライアント機器で「標準」「高」から選択できるが、「高」選択時はゲームプレイの録画機能が一時停止される。
安定したストリーミングを行うためには、いずれもネットワーク品質に合わせて設定する必要がある。

オーディオ・ビジュアル

PS4 Proのみ、4K解像度 (2160p) に対応しSD出力（480iと480p)には対応していない。
Blu-ray Discビデオ再生（UHD Blu-ray ディスクは非対応）、DVDビデオ再生に対応する。スーパーオーディオCDの読み込みには対応せず、コンパクトディスク (CD) については読み込みは対応するものの音楽再生機能は持たない。USBストレージ機器内のMP3やAACファイルの再生機能はシステム・ソフトウェア2.0で実装された。Ver.2.50ではFLACやDSEEにも対応。
縦置きにした時に本体上部になる箇所には、HDMI、DTS-HDマスターオーディオ7.1、ドルビーTrueHD、Blu-ray Discの各ロゴマークが見て取れる。製品ではDTS-HDマスターオーディオデコーダーがPS4発売時点最新の7.1が搭載される事がDTSから発表された。それに伴い本体表記のDTS-HDロゴも変更されている。PS4は同デコーダー初の搭載製品となる。オブジェトベースオーディオ（Dolby AtmosとDTS:X）にも対応する。
発表時ではAVマルチ端子が搭載予定だったが、後に変更されて映像出力はHDMIに統一される事となった。
このためHDMI端子を持たない機器（ハイビジョンブラウン管テレビなど）では使用できない（変換機器やセレクタを使った接続は可能だがサポート対象外になる）。PS4 Proでは最低出力画質が720pのため、HDMI入力がHDまたは4K画質に対応していない機器では使用できない。
システムソフトウェアバージョン4.00以降は明暗部を再現し、色幅を広範囲にするハイダイナミックレンジ(HDR)出力に全モデルが対応した）。
なお、HDMIについては、ゲームを含むどんな映像データであろうと、HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) 規格に対応していない機器をHDMIケーブルで接続すると、PS4からの映像および音声を出力できないことがユーザーズガイドで明言されている。この仕様は出力する映像データの著作権保護が目的であるため、シェア機能で投稿可能なゲームの映像についてはHDCP認証を一時的に無効化する修正を行うことで外部機器での録画ができるようにするファームウェアのアップデートがされた。
4K解像度を表示するには、接続するHDMIケーブルが18Gbps対応のものである必要があるとともに、表示側のディスプレイがHDCP 2.2に対応している必要がある。HDR10についてもHDCP 1.4以上に表示側のディスプレイが対応しているとともに接続するHDMIケーブルが18Gbps対応のものである必要になることがある。表示側のディスプレイが対応が必要なのは言うまでもないが、広帯域対応のHDMIケーブルを使用しないと帯域不足になり正常に表示できない。ディスプレイとゲーム機との間にパススルーの機器を接続する場合においてもその機器が広帯域対応である必要がある。

カスタムサウンドトラック

ゲーム中にバックグラウンドで好きな曲を再生することができる「カスタムサウンドトラック」機能は、PS3ではソフト側で対応しているタイトルのみだったが、PS4ではUSBストレージ機器の曲が本体側で対応している。なお、対応していたSony Entertainment Networkの有料サービスである「Music Unlimited」は2015年3月で終了し後継サービスのSpotifyによる「PlayStation Music」へと移行した（日本では2016年9月29日よりサービス開始）。

フレンド

元々、PSNが持っているフレンド登録機能だが、本機ではソーシャル・ネットワーキング・サービス (SNS) との連携が行われ、実名をより積極的に利用する方針となっている。SNSから取り込まれたフレンドには実名を表示するといったことが可能となった。
PSNのIDに対して既に登録されている実名の他に、プロファイル写真も登録可能になった。フレンドの間で「実名リクエスト」を行い、双方で合意が取れればそのID間では実名とプロファイル写真が公開される。つまり、フレンドには匿名フレンドと実名フレンドの2種類が存在することになる。これはシステム上でもゲーム上でも同じ扱いになる。なので実際の友人の場合は実名フレンド化するとIDの識別が早い効果が有る。
登録最大数が従来の100人から2000人に拡張される。

互換性

これまでのPlayStation 2・3（一部機種のみ）では本体が後方互換性を持ち前世代機のパッケージソフトウェアをプレイできるようになっていたが、本機にはエミュレーションやハードウェア自体による直接の互換性は搭載されない。これは前世代機であるPS3が採用していたCellとの互換性を実現することが困難なためであり、このことから前世代機向けのパッケージソフトウェアをそのまま起動することはできなくなっている。

クラウドゲーム

互換とは異なるが、一方でクラウド型ゲームサービスを提供するGaikaiを買収（子会社化）しており、同社の技術を用いて、まずはPS3タイトルをPS4でのストリーミングで遊べるサービスを提供し、その後に長期的な目標として全てのプレイステーションコンテンツを提供することが予告された。またPlayStation Storeからゲームをダウンロードする前にストリーミングで試遊するサービスなども同様に2014年に提供とされた。
2014年1月7日にラスベガスで開催されたCESで前述のGaikaiによるクラウド型ゲームサービスが、PlayStation Nowという名称で正式発表された。PS3とPS2のゲームに対応する。2014年夏に北米でオープンベータテストが開始され、日本でも2015年9月からβサービスの提供が開始された。150タイトル以上が配信されている。

Webブラウザー

標準でWWWが閲覧できるブラウザーを搭載している。WebKitをベースにしていて、Flash Playerには対応していない。HTML5に対応しており、HTML5のページであれば動画が埋め込まれたページでも表示可能である。

オンライン認証

PS4ではディスク版のゲーム再生中でもオンライン認証を全く行わないことがElectronic Entertainment Expo 2013で発表された。

CUH-1000系

希望小売価格は39,980円。PS3初期モデルに搭載されていたタッチセンサー方式の電源スイッチ、ディスクイジェクトスイッチが復活。また、スロットローディング方式も復活している。

CUH-1200系

希望小売価格は39,980円。同年10月1日より34,980円に改定。CUH-1100との違いは、CUH-1100から8％の消費電力低減と10％の軽量化をし、HDDカバー表面は本体と同様のシボ加工に変更された。CUH-1000系の電源スイッチ、ディスクイジェクトスイッチはタッチセンサーだったが、この世代より物理的ボタンに変更となった。

CUH-2000系

希望小売価格は29,980円。小型・軽量化の低価格モデル。主な変更点は筐体デザインの変更、USB 3.0 ×2からUSB 3.1 Gen.1 ×2に変更、IEEE 802.11ac及びBluetooth 4.0の対応、光デジタル端子の削除等。また、CUH-1200系までは電源ランプが本体上面の中央部分を横断するライン状だったが、この世代より電源ボタン部分に内蔵した小型のランプに変更となった。

DUALSHOCK 4

DUALSHOCK 4（デュアルショック4）と呼ばれるこのコントローラではPlayStation 3のDUALSHOCK 3からデザインの変化はもとより、タッチパッドの採用を筆頭に様々な変更が施された。デザインが変更されるのは今回がはじめてとなる。このコントローラーは本体に1つ同梱されるほか、別売りで販売もされる。
CUH-2000系の発売に伴い新型に切り替わり、持っているプレイヤーがライトバーの色を確認できる、USBによる有線接続に対応といった性能の違いが存在する。
このコントローラーを踏襲したPS公式ライセンス取得モデルもある。

PlayStation Camera

PlayStation Camera（旧称：PlayStation 4 Eye）と呼ばれる専用のカメラが別売りのオプションとして販売される（PlayStation VRには必須）。

PlayStation VR

バーチャルリアリティに対応した、PlayStation Cameraと組み合わせて使用するヘッドマウントディスプレイ（バーチャルリアリティシステム）。
「PSVR Aim Controller」というガン型コントローラーもある。

モノラルヘッドセット

モノラルヘッドセットが本体に同梱される。ゲームの効果音は手元のコントローラーから出力し、一緒にプレイしている相手との会話はヘッドセットを通じて行うといったことが可能である。オンラインゲームでこのヘッドセットを使って仲間とボイスチャットをしながら、DUALSHOCK4に内蔵されるスピーカーからの効果音を楽しむといったような没入感のある使いわけもできる。音声認識にも使われる。

縦置きスタンド

PS4本体を縦置きする場合に取り付ける転倒防止のためのスタンドである。縦に置くと排熱の為の吸気スリットが底面に回り吸気が阻害されるため、吸気口が設置された純正縦置きスタンドの利用を推奨している。

PlayStation Move

従来のPlayStation Moveモーションコントローラ（ナビゲーションコントローラ）との互換性があり、PS4のオプションのPlayStation Cameraと組み合わせて使用する。PS4の標準コントローラであるDUALSHOCK 4はモーションコントローラーの光るタマと同じ役割の「ライトバー」を搭載するため、PlayStation CameraはDUALSHOCK 4の位置も認識できるが、ソニーワールドワイドスタジオヨーロッパのMichael Denny副社長は、「PlayStation Moveの全ての機能と一緒というわけではない」とし、その理由として「Moveコントローラーは多くの動きを検知するために自由に設計できたから」と語っている。
なお、DUALSHOCK 4とはUSB端子の形状が違うため、充電用ケーブルの共用はできない。そのためPlayStation VR発売時に再発売された新パッケージ（CECH-ZCM1JY）にはDUALSHOCK 3仕様の充電ケーブルが追加され、後にPS4専用のPlayStation Moveモーションコントローラー（CECH-ZCM2）が発売された。

nasne

nasneには500GBモデルのCECH-ZNR1Jと1TBモデルのCECH-ZNR2Jが存在するが共に対応する。
2014年6月10日からのtorne PS4版配信によってPlayStation 4からのnasne利用が可能になる。
torneが直接nasneと通信する為にtorne PS4が有ればそれで良く、PS4におけるDLNA機能の有無は関係無いが、torneの為にPS4本体のシステムソフトウェアを1.70以上にしておく事が必要となる。
対応するのはnasneだけであり、PS3用に発売された「地上デジタルレコーダーキット」に付属するUSB接続の地デジチューナーには対応しないので注意が必要である。

インディーズ/同人

PS4ではインディーズのデベロッパーはパブリッシャーとして扱われ、大手パブリッシャーとも同等の扱いとなる。発売日の自由、プロモーション、オープンドア・ポリシー、審査の簡略、の4つがPS4におけるインディーズの方針となる。
日本向けにはメディアスケープが推進する“Play,Doujin!”プロジェクトがある。