Anders als bei bisherigen tragbaren Konsolen, verwendet "Nvidia Shield" ein von Smartphones bekanntes Android-Betriebssystem: 4.2.1 Jelly Bean. Die Hardware wird mit einem Tegra 4-Quadcore-Prozessor und 2GB RAM den heutigen Ansprüchen gerecht. Weiter bietet die Handheld-Konsole ein 5 Zoll HD-Multitouch-Display, WiFi, 16 GB Flashspeicher, Bluetooth 3.0, Anschlüsse für HDMI, USB, microSD-Speicherkarten und mehr. Die Steuerung erinnert dabei mit 2 Analog-Sticks, sowie X, A, B, Y-Tasten sehr an einen Xbox-, aber auch PlayStation-Kontroller. Spiele sollen sich über Google Play und dem Nvidia TegraZone-Netzwerk beziehen lassen. Solltet ihr eine Geforce GTX 650 oder höher besitzen, steht euch außerdem die Möglichkeit zur Verfügung, Windows-Spiele über euer WLAN auf genanntes Gerät zu streamen, was das Ganze wiederum auch für PC-Spieler interessant machen sollte. Allerdings erinnert "Project Shield" mit zahlreichen Apps und dem anpassbaren Betriebssystem selbst schon fast an einen Mini-PC.
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