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你应该知道的下一代游戏主机

2013-04-07张平《微型计算机》2013年3月下

存储:真正的统一寻址

AMD一直宣传APU不仅仅是CPU、GPU的简单物理整合,还将实现更深层次的融合。而实现这种融合的关键之一就是CPU、GPU的统一内存空间寻址。彻底实现统一寻址后,CPU、GPU之间可以共享数据,避免相互的数据拷贝和带宽浪费,也摆脱了对高频内存的依赖,为二者的更进一步融合奠定坚实的基础。同时,无论是3D图形性能还是并行计算性能,也会因此上一个台阶。而在PS4所使用的这款新型APU上,这一梦想终于实现:PS4的CPU和GPU配备了统一的8GB GDDR5内存,CPU和GPU共同使用。

基于统一寻址的设计原理,PS4的8GB GDDR5内存并非专门划分区域给CPU或者GPU使用,整个使用过程可以根据程序需求动态调整。如果GPU需要更多那么GPU占用可以增大,反之CPU可以占用更多内存。灵活动态的配置也让整个系统的性能得以有效提升,比PS3固定的内存和显存设计要优秀很多。从带宽角度来看,PS4公布的理论总带宽达到了176GB/s。如果其采用的GDDR5颗粒为5.5GHz的话,按照每模块64bit计算,GDDR5每模块可以提供44GB/s的带宽,4个模块恰好为44×4=176GB/s,这样PS4的CPU和GPU共用的内存控制器位宽就是64bit×4=256bit。换句话来说,AMD为PS4设计了一个强大的APU:这个APU中不仅仅有8核心CPU和1152个流处理器的GPU,为了满足这样庞大的计算阵容,AMD还首次在APU级别的产品上设计了256bit的内存位宽,并为其配备了5.5GHz、8GB的GDDR5内存。

同时,首款统一寻址APU的问世,在一定程度上也代表了APU的未来发展方向。不过这样的统一寻址方式将极大考验AMDAPU内存控制器的设计能力,至于实际效果如何,还得等到具体产品上市后才能明晰。

单从内存性能方面来看,PS4远远超过PS3。但一体式内存/显存的全新设计也对APU的内存控制器提出了更高的要求。

单从内存性能方面来看,PS4远远超过PS3。但一体式内存/显存的全新设计也对APU的内存控制器提出了更高的要求。
单从内存性能方面来看,PS4远远超过PS3。但一体式内存/显存的全新设计也对APU的内存控制器提出了更高的要求。

PS4的手柄是发布会上唯一和PS4硬件相关的设备,也有人戏称本次发布会为“手柄发布会”。
PS4的手柄是发布会上唯一和PS4硬件相关的设备,也有人戏称本次发布会为“手柄发布会”。

手柄:发布会上的大亮点

有人戏称,本次PS4发布会是“手柄发布会”。的确,在会议上唯一出现的,有关PS4的硬件就是手柄了。索尼显然对新手柄的设计极其满意,在会后也披露了大量相关内容。

PS4手柄拥有六轴传感器以及两点触摸板,还改善了所有摇杆和按键的手感,能够精确地将玩家的动作反馈到游戏中。此外,为了增强信息显示,PS4手柄还在手柄顶部设计了一个能够显示三种不同颜色的LED灯。游戏中这个LED灯可以告知玩家有关生命、伤损状态的内容,在游戏之外可以与PS4 Eye设备互动。此外,PS4手柄还自带了扬声器和耳机插孔,主要用于玩家使用手柄以及耳机,在游戏过程中和别的玩家语音交流(很像无绳电话)。此外,PS4手柄按键的功能和设计也做出了一些改变,更方便玩家使用。当然,PS4手柄也是无线的,使用USB接口充电,智能手机充电器也能为其内置的1000mAh电池充电。

除了上述的常规内容外,索尼宣称在PS4手柄上大的改动是加入了“分享按钮”。全新的分享按钮可以让玩家在游戏中将自己的游戏视频、截图、成就、关卡内容等上传至网站和别的玩家共享。这是索尼打造网络、游戏一体化设备的重要设计。PS4手柄在发布会上出了很大风头,而CPU和GPU甚至只有一页PPT的描述,还没有任何展示。

新Xbox——云深不知处

相比PS4至少开了个发布会,微软的新X box依旧处于“云里雾里,不知哪里”的状态。有关新Xbox游戏机的名字,业界传言叫做“Xbox 720”的可能性比较大,毕竟上代是Xbox360。话说回来,Xbox 360表示360°全方位的娱乐体验,那么720又能表示什么呢?因此也有传言称新的Xbox游戏机就叫“Xbox”,反璞归真,凸显游戏机本性。

无论叫什么,在本文中先统称“新Xbox”。名字有争议,新Xbox硬件配置也是不清不楚。各种版本的传言都有,CPU从4核心一路提升到8核心,GPU部分的消息也十分混杂。在没有发布之前,本文先综合各路信息,为大家提供新Xbox硬件信息的一些预览内容。

新Xbox的CPU:

目前的资料更多的显示,新Xbox的CPU也采用了AMD的8核心处理器,很可能也是“美洲豹”架构,主频至少1.6GHz,内含两个模块。每个模块都是一个4核心的“美洲豹”架构处理器,两个CPU核心通过核心通讯模块进行连接,并同时连接至北桥。每个CPU核心有32KB指令L1缓存、32KB数据L1缓存以及四个核心共享的2MB缓存,这些参数和PS4的CPU设计是完全相同的。

除了传言中的“ 美洲豹”架构外,也有消息称新Xbox的CPU也可能是4 核心,架构不出意外的话应该选用了“ 打桩机”。不过这则消息的可信度相对要低一些,我们还是更倾向于8 核心“ 美洲豹”的配置。

新Xbox的GPU:

新Xbox的GPU部分提供者依旧是AMD。和PS4的18个CU单元相比,新Xbox的CU单元被降低至只有12个,768个流处理器,主频约800MHz,1.2TFlop s的单精度计算能力。不过,在PS4发布,并以接近2TFlops的硬件性能展示后,新Xbox是否还会维持较低的规格?微软是否会坐视自己的游戏机性能落后于索尼呢?还得等待发布后才有更详细的消息。

除了基本规格外,还有一些消息指出,新Xbox会加入带宽高达102GB/s的32MB专用ESRAM来加强GPU性能。ESRAM的优势在于极低的延迟,很适合存储需要快速响应的数据。此外,新Xbox的GPU在缓存部分会做出比较大的改进,比如GPU会加入8路每路128KB的L2缓存和64路每路16K B的L1缓存。如此大规模的缓存加入会大大缓解GPU内部存储空间不足,需要和显存不停交换数据的时间,从而提高GPU的效率。

除了GPU和CPU外,在存储规格上,新Xbox也会内置统一寻址的8G BDDR3内存,不过带宽就要小一些,只有大约68GB/s,显然不如PS4的176GB/s。虽然如此,考虑到新X box采用了ESRAM,差距应该不会太大。

新一轮大战即将打响

PS4发布会上没有展示新的游戏机,这无疑让人失望,就连索尼的老对手微软也嘲笑道:“发布一款游戏主机,却并不让它露面?这也不失为一种方案。”不过微软连纸面的东西也没有发布,一切都是传言,似乎更为保守。即便如此,业内还是闻到了浓浓的硝烟味,显然,大家都知道这两款至少未来五年内将占据客厅的产品有多重要。

除了产品外,索尼上代PS3亏损太多,整个索尼集团的财报也不怎么好看,甚至都开始卖大楼维持经营;而微软的财务状况虽还不错,但上代“客厅之争”也出了太多奇奇怪怪的事情。要么硬件成本太高,需要贴钱,要么频发三红问题(指在Xbox 360发生异常情况时围绕电源按钮的四盏指示灯中,有三盏会闪烁红灯),带来沉重的售后压力。总之,大家在上一代游戏主机上都不好过就是了。因此,在新一代的游戏机上,两家都必须铆足了劲进行竞争,才能在未来抓住用户的心,这可是涉及到长远的大事件,想必没有人敢掉以轻心。业内盛传微软将在今年4月份发布全新的游戏主机,索尼也将在年底开始出货PS4,竞争就在眼前,大战即将打响,你是否也感受到了一丝战前气息呢?

PS4各种问答

1.PS4的架构和PC很接近,那么未来有可能在PC上直接玩PS4游戏吗?

A:没有可能。PS4和索尼之前的所有游戏机一样,软件架构采用了完全不同、独立于PC的另一套系统,因此PC无法兼容PS4的游戏。不仅PC无法兼容PS4游戏,PS3和PS4游戏也互相不兼容,并且暂时也没有模拟器等设备出现。如果你要玩PS3游戏,买个PS3;想体验PS4游戏,买个PS4吧!

2.PS4采用了APU,是否未来存在可升级性?

A:游戏机的升级一般只能升级存储部件,比如硬盘。对GPU、GPU等性能部件是不会做出太大改动的。原因也很简单,如果后面生产的游戏机提升了性能,厂商按照新的性能标准来设计游戏,那么初生产的游戏机就玩不了了。因此即使存在可升级性,也只是在GPU、CPU的制造工艺上进行提升,令其发热更低、更为轻薄,性能上不会出现太大变化。

3.PS4游戏的画质如何?比PC强吗?

A:对比游戏机和PC的画质,实际上需要分为不同游戏类型来看。对一些RPG游戏来说,不但锁定视角、还将主角限制在一个比较小的范围内,由于画面范围缩小,这类游戏完全可以做到极高的画面效果,类似《战神》、《鬼泣》系列,甚至光照效果都可以提前渲染好做成动画进行展示。这类游戏在PS4上的运行效果和PC上差距不大,PC多纹理精度会高一些,仅此而已。对另一类游戏来说,比如《战地》系列,大场面、多角度、完全自由的场景,受限于游戏机本身硬件性能问题,这类游戏画面就有可能出现比PC差的情况。总的来说,由于硬件性能的差异,PS4在需要硬件计算、无法通过美工取巧的场合,表现很可能不如PC。具体例子有UE4在PS4上展示的Demo,实时计算的粒子数目相较PC版本就被明显降低。

此外,游戏机和PC的使用环境也是一个考虑因素。游戏机多在客厅使用,人和电视机的距离大约在2米左右,这样远的距离下,很多细节信息都会被忽略,比如锯齿、精度较低的纹理等。但PC玩家距离PC显示屏的距离不超过50cm,如此近的距离一切缺点都会被放大,因此PC玩家更在乎细节表现。

从长远来看,游戏机一诞生其硬件设计就已经固定,性能不会有太大增长。而PC处于不断发展过程中,况且目前的游戏机单纯看性能的话,只能达到中高端PC的水平,在很短的时间内PC就会由于迅速发展而达到更高的性能高度,各种新一代特效纷至沓来,画质还会进一步提升。比较绝对性能和绝对画质的话,游戏机肯定不是PC的对手。但这完全不影响游戏机上众多设计精彩、效果出众的游戏,至少你玩的是游戏,更在乎“满屏幕的游戏性”而不是“满屏幕的特效”。

4.PS4采用了AMD APU架构,是否未来游戏特别是PS4移植游戏都会让AMD产品有“加成光环”?

A:可能会有,PS4的8核心CPU可能会对游戏多线程化起到一定推动作用。毕竟大家都是x86架构,而PS4又如此接近PC。在GPU方面则不一定会这样,因为PS4的API很可能采用Open GL,不是目前桌面流行的Direct X。况且桌面GPU本身是否能很好的支持游戏,更需要考虑的是驱动和游戏优化本身。这样看来,AMD显卡可能会在发售为Open GL的移植游戏中获得先天优势,NVIDIA显卡很可能需要更多的测试甚至驱动的配合。不过这也不需要做太多担心,因为桌面GPU发展速度很快,以PS3为例,难道厂商现在还担心PS3上的移植游戏无法在当今主流AMD或者NVIDIA显卡上运行?显然不会了。

5.PS4今年会发售吗?

A:索尼宣称今年PS4至少会在一个国家内发售,其余国家得看产能和具体生产、发售日期。至于我国还得具体考虑政策和法规等问题,我们认为,至少在明年,都不可能看到PS4在中国合法销售。

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