XboxSeriesS搭载了台积电7nm工艺制造的AMD定制芯片，采用了8核心16线程的Zen2架构CPU，频率为3.6GHz，以及采用了RDNA2架构的GPU，CU数量分别为20个，频率为1.565GHz，对应的GDDR6内存为10GB，搭载的PCIe4.0SSD容量为512GB或1TB，支持HDMI2.1输出。作为次时代家用游戏机，XboxSeriesS支持众多新特性，包括硬件级加速光线追踪、DirectML机器学习、VRS可变速率着色、可变刷新率、向后兼容性等。
虽然XboxSeriesS和XboxSeriesX采用了一致的架构，但由于具体规格和配置有所区别，所以两者性能上有一定差距，前者的性能大概是后者的三分之一左右。两者的定位也不一样，XboxSeriesS的目标是以2K@60FPS运行游戏，最高可达120FPS。
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