從E3評論下一代主機

仍然一片迷霧的PlayStation 4

剛剛過去的E3遊戲大展上,索尼電腦娛樂(SCE)主要展示的內容仍然是現有PlayStation 3/Vita平台下新遊戲的開發以及AR(增強現實)技術的應用等。對於下一代主機平台內容絕口不談,這一點和競爭對手微軟一模一樣。

 

至於PS4一點相關信息也沒有透露的具體原因,PC Watch的後藤弘茂認為理由很簡單——索尼連基礎的東西都沒有準備好,並且在PS4的開發道路上也遇到了一些波折。目前業界傳言多指PS4將使用AMD提供的處理器,但基於AMD芯片的次世代主機即使是基於現在的產品稍加修改也要等到2014年,冒著風險提前最早也是2013年底。

據後藤透露,最早索尼開始考慮設計下一代家用主機是在32nm製程時代,初期仍然是考慮使用Cell BE的擴展版,但由於Cell BE從90nm向65、45nm的過渡已經有現成產品,32nm版卻沒有廠商去嘗試從而存在一定風險。即使這樣,如果PS4基於32nm製程打造,現在肯定能出現在市場上。

不過索尼內部當然是存在多種備選方案,據透露SCE由於Intel的積極推銷,曾經將Larrabee架構作為PS4的基礎來考慮。

接近Intel的業內人士表示,Intel不僅向SCE,同時也向微軟和任天堂積極遊說Larrabee架構的優越性(具體時間就在任天堂制定Wii U開發計劃的初期,同一時間也傳出NVIDIA向任天堂推銷Tegra的消息)。Intel的考慮是即使只有一家主機廠商採用Larrabee,該架構也能一躍在市場上取得自己的地位。

當然,使用Larrabee就意味著要轉向基於軟件的圖形渲染器,和目前的3D圖形開發模式存在較大不同。Intel意圖通過家用主機使用Larrabee為該架構及其背後的開發模式做成一個完美的轉型範例,其背後的雄心也確實在三家主機廠商中吸引了SCE。

曾考慮使用Larrabee2的PS4

接近Intel的業內人士透露,Intel當時提供給SCE的是一整套解決方案,包括該公司最新CPU以及Larrabee低功耗改進版的Larrabee2的組合。之所以說是Larrabee2,是因為計算遊戲廠商等開發所需要的時間,路線圖上的PS4最早也要等到2013年才能出現。根據時間推算,屆時和Larrabee所搭配的CPU架構自然是Haswell,工藝製程也跳過32nm使用22nm。

雖然SCE和Intel的組合有點奇妙的感覺,但根據PS系列主機的演化歷史——PlayStation與LSI Logic合作,PlayStation 2與東芝合作,PS3與IBM、東芝合作,夥伴規模越來越大。比IBM在邏輯電路半導體方面更有實力的Intel也自然成為了最終目標。

但是Larrabee在用於圖形計算時電力效率不容樂觀,對於不斷向家電領域滲透為目標的家用主機來說是不可無視的缺憾。種種原因之下,PS4的Larrabee計劃最終流產。此后索尼轉向多核心Power+SPU的計劃也同樣被否決。綜合以上因素,PS4的開發計劃到了2010年仍然是一張白紙。

之後再次啟動的PS4開發計劃流露出來的信息就均指向了AMD,後藤推測,SCE選擇AMD的理由主要是因為對單線程性能的需求(按:至少和Power/ARM架構比AMD的產品這點還是要強一些)。

PS3發布之後,SCE曾經統計了遊戲開發者的反饋,結果發現軟件開發方面對於提高單線程性能的呼聲不絕於耳,從而迫使SCE轉向在下一代遊戲主機中選擇重視單線程性能的架構。

如果結合目前流出消息的推測正確,那麼SCE的選擇將會是單線程性能高的CPU核心以及高吞吐量的並行計算處理器的組合,換一種說法就是現在熱門的異構計算架構。

無法從頭再來的PS4世代主機

當然,由於SCE母公司——整個索尼集團目前陷入了巨額虧損困境,遊戲主機的開發也遇到了相當程度的困難。看看PS Vita就知道,使用特殊處理器從一片空白做起開發,目前的SCE無法做到。可行的方法是購買既存的IP以節約開發費用。此外內存業界人士也表示,目前的索尼在下一代主機上會避免使用如XDR DRAM等成本昂貴的部件,現在索尼的開髮指導思想只有一個——充分利用現有技術來節約預算。

因此PS4主要芯片的設計不可能像此前PS3一樣花費那麼長時間,使用AMD的現有方案並根據所需來修改,比起類似於Cell BE那樣從零開始也是更合理的選擇。

如果SCE和AMD在2011年達成協議,那麼芯片的完成時期大約在2013年內。但根據SCE方面的要求變化也存在推遲的可能,比如SCE原先計劃使用28nm製程的K10核心,如果成品要求改為20nm製程則完成時間會更晚。

而對於家用主機來說由於需要軟件開發商的配合,即使處理器等硬件在2013年完成,實際產品上市最早也要等到2014年。但這一點也存在例外,微軟Xbox 360就是一個“突擊”出來的產物。

24個月突擊開發的Xbox 360 CPU

以Xbox 360為例,硬件部分在2003年開始開發,2005年末整機產品就正式上市。整個過程可謂極具戲劇化色彩,處理器的設計開始時間甚至比PS3的Cell BE還晚,但產品上市時間卻比PS3還早了一年,整個過程從設計概念確定到製造量產只花了24個月的時間。

Xbox 360使用的CPU

上圖為2007年Memcon會議上IBM展示的幻燈片,當時IB​​M方面的負責人表示Xbox 360 CPU的開發是至今以來最激進的工程,決定規格只用了數週的時間,能利用的現成IP和技術都用上了。

實際上Xbox 360的CPU核心和Cell BE的PPU有相似之處,IBM內部PPU設計團隊肯定也互有借鑒。從下圖可以看出Xbox 360芯片開發團隊中,CPU的PX Core團隊和Cell BE的開發團隊同樣位於美國得克薩斯州的奧斯汀,和一般認為由IBM紐約州羅切斯特分佈開發的觀點不同。這樣看來,索尼PlayStation 3主機在側面間接幫助了Xbox 360的開發也有道理。

IBM芯片開發團隊的分佈

綜合以上分析,Xbox 360處理器很有可能是利用了一部分現有IP來加速設計,同時微軟在軟件開發方面加緊進度超越PS3也有高招。當時微軟向開發商提供了組合與Xbox 360相同GPU,並且CPU架構也類似的Power Mac G5開發套件,使得軟件開發幾乎和硬件開發同一時間甚至更快完成。

有了這一超越業內常識的先例,SCE如效仿微軟那麼最快可在2013年末推出相關產品,但如果採用穩重一些的計劃2013年底這一時間段還是比較困難。

現在已冒不起風險的索尼

此外關於PS4的另一疑問是處理器規模的大小。結合目前索尼的財政狀況,大核心的問題是不僅本身製造成本高昂,同時在散熱方案上也必須投入更多成本從而進一步增加整體預算。如果PS4成本過高使得銷量不足,屆時公司管理層很可能承擔不起這個責任,總結一句話是“良心不能當飯吃”。

和此問題密切相關的是製程工藝。依照AMD的路線圖,該公司主流產品將於2013年過渡到28nm bulk,而SOI則只計劃在高端產品上使用。結合目前AMD將CPU/APU的多數生產均交給GlobalFoundries來代工的情況來看,28nm SOI的前景暫時不明。

因此現在看來PS4處理器最有可能使用的製程是28nm bulk,如果PS4出貨時間推遲到2014年下半年也有可能是20nm。如果是28nm bulk製程,雖然比使用32nm SOI時集成的晶體管個數更多,不過性能提升幅度可能達不到想像中的預期,如果是20nm那麼應該可以達到預期目標。但GlobalFoundries的20nm製程工藝與Intel的22nm 3D-Trigate晶體管不同未引入FinFET,屆時可以預測PS4處理器基本上就是2013-14年主流中端PC產品的水準。

這樣一來,遊戲主機可能將和PC一樣,進入到競爭處理器規格/核心數量的時代。實際上主機平台的3A級別大作之前就已經動搖了自己的商業模式,遊戲主機平台近年來也一直受到智能手機、平板電腦甚至是智能電視等的挑戰。同時雲遊戲(Cloud Gaming)模式的發展也使主要依靠本地資源的家用主機收到很大挑戰,SCE此前也已表示出了對雲遊戲模式的興趣。而PS4時代重要的一個看點也在於如何使硬件規格與雲計算取得平衡與結合。

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