CPUはPS3のCellと同じくソニー、東芝、IBMというパートナーシップで設計、製造されたクアッドコアのARMベースのCPU(名称は「CXD5315GG」・・・4コアのARM Cortex-A9 MPCore)を搭載。これにサムスン製の256MBのSDRAM「K4P2G324EC」が2枚載っています。
東芝はメモリとメモリコントローラー(THGBM3G5D1FBAIE)も提供しています。
通信周りはクアルコム製を採用。搭載されているのはHSPAとGSMに対応したモデムチップ「MDM6200」。これによりPSVitaではGSMのみに対応し、CDMAには対応しないと見られます。
モーションセンサー周りでは3軸センサーはKionix製の「KXTC9」、ジャイロスコープにはSTMicroelectronics製の「3GA51H」が採用されているとのこと。
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