Xbox Series X的具体尺寸为151mm x 151mm x 301mm，重量约4.45公斤，不论是从重量还是体积上都高于Xbox One系列主机。内置规格Xbox Series X搭载了8核AMD定制Zen 2 CPU 3.8 GHz (超线程下3.66 GHz )。显卡同样为AMD定制款，支持每秒12万亿次浮点运算、52组CU单元的RNDA 2级GPU，以上两者皆采用了7纳米加强版工艺制成。主机的内存为16GB GDDR6，安装有定制版1TB固态硬盘。

内存分配方面，10BG将提供给显卡使用，3.5GB是基础内存，剩余的2.5GB则留给OS操作系统。主机可以安装1TB扩展储存卡，USB 3.2外接硬盘支持以及4K超高清蓝光光驱。微软的目标是在Xbox Series X上实现从4K 60帧/秒到最高120帧/秒的画面。

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