【西川善司】PLAYSTATION4图形讲座（前篇）
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原文：西川善司
翻译：Trace
校对注解：千里马肝
2月21日正式发表（当地时间）
在美国纽约举办了Play Station 4（PS4）的发布会。虽然还有很多不确定的部分，但从当天发布会上公开的和笔者采访取得的信息当中，都是围绕产品规格进行解释，那么就试着从图形的角度上来预测一下PS4时代的游戏会变成怎样的吧！
PS4的图形性能大约是PS3的8倍！
在纽约市内的剧场举行的[PlayStation Meeting 2013]的照片。与E3等展览中举行的发布会相比，虽然会场规模稍微小了一点，但会场内的气氛相当热烈。
首先，整理了一下当天发表的PS4产品规格的相关资料。PS4的处理器采用了AMD的APU。APU是[Accelerated Processing Unit]的缩写，是以最重视消耗电力和性能的平衡来进行设计的，CPU和GPU集成到1个芯片里的整合型处理器。
【千里马肝注：记得几年前在ATI的时候，那时候R600刚上市，公司就开始讨论GPGPU，一直到现在的APU。不论是Multi Core还是Many Core，其目的就是计算量更大，并行能力更强，集成度更高，数据传输更快。而演变的所带来的，在一开始应该是北桥的消失，最后的结果应该是原本由于CPU的不足而独立出去的GPU，未来可能会分久必合，而归于一统。】
然而，提供给PS4的APU并不是AMD现有的产品，而是AMD预定在2013年内发布的面向笔记本电脑，使用28纳米制造工艺[Kabini]时代技术为基础的，特别定制的APU。
[PS4的核心处理器]
PS4上采用的是和Kabini同时代的APU，但是和面向PC的产品规格不同。
PS4的CPU是Kabini同时代APU中采用的Jaguar（美洲虎）架构。
PS4采用的CPU，Kabini核心APU中预定搭载的是Jaguar时代的64位CPU，搭载了8个核心。在这次发布中，运行频率虽然没有确定，但我感觉应该在2Ghz左右。因为Jaguar核心有针对电力性能的效率部分的设计，所以估计没有很高的运行频率。
GPU同样采用了AMD的新世代GPU核心架构[Graphics Core Next]（以下简称GCN）。在这次的发表中，PS4的GPU，GCN的计算单元（Compute Unit，以下简称CU）由18个构成。GCN Compute Unit，每一个都是把16个32位浮点小数向量处理器（流处理器Stream Processor，以下简称SP）作为1个单元，总共包括4组(SIMD)单元的构造，所以PS4的APU整体内，是打造了16个X 4组 X 18 CU = 1152个的SP。
SP的个数是1152个的话，可以说是在同时代GCN核心的AMD GPU产品中，介于RADEON HD 7000系列的RADEON HD 7850（SP = 1024）和RADEON HD 7870（SP = 1280）之间的规格。也就是AMD RADEON最高级的RADEON HD 7900的水准。如果考虑到作为至尊的RADEON HD 7970搭载了2048个SP，PS4的图形性能可以达到它的一半以上的样子。
[AMD RADEON]
上图是AMD RADEON HD 7870的架构图。PS4中所采用的，可以想像成刚好从这张图里取掉两个[GCN Compute Unit]的配置就可以了。
AMD RADEON HD 7000系列中最高级的RADEON HD 7970。相对PS4的GPU SP = 1152个，RADEON HD 7970的SP = 2048个。作为面向高端PC的GPU，有着大约是PS4两倍的性能。
这次发布的信息中，有[PS4的GPU性能是1.84TFLOPS]。因为是GCN核心的信息，所以如果在[SP = 1152个]，[用GCN架构，SP在1个时钟内进行1次乘积累加计算((Multiply and ACcumulation)（2ops）]这样的假定下进行推算，那么可以推导出（1.84TFLOPS÷2）÷1152=大约800MHz这样的运行频率。如果考虑到RADEON HD 7850的核心频率是860MHz，那么这是比较真实的数值。
同样在这次发布的信息中，PS4的内存容量公开是8GB。这些是CPU和GPU共有的形式来使用，所谓的UMA（Unified Memory Architecture统一内存架构），这个构造对游戏机来说是并不少见的。另外，在PS3(UMA)中，CPU使用的主内存为256MB，GPU使用的图形内存256MB来分配的。
PS4的内存类型为GDDR5。虽然内存总线带宽没有公开，但一般认为是256位，用这个值来假定，从公开信息的内存带宽是176GB/s反向推算内存运行时钟频率就是176GB/s÷（256bit÷8）=5.5GHz，这就导出了接近近来的GDDR5内存规格时钟值（data rate）。
[PS4的架构]
上图是在PS4发表会上解说架构的照片。因为可以说是搭载了X86系列CPU的游戏机，所以会有很多人会回忆起初代的XBOX吗？
关于有很多读者在意的[相对PS3有怎样的图形性能]部分也有提到。
首先，要是翻回2005年当时的本连载里的PS3规格解说中的报道，在SCE正式规格说明上有[PS3的图形性能有1.8TFLOPS]。而这次发表的PS4的图形性能值是1.84TFLOPS，难道几乎没有怎么进化吗？
但是，PS3所谓的1.8TFLOPS，因为要和XBOX360进行机能值上的比拼，市场营销鼓吹的[机能大幅度提升的值]，在当时就对其可信性有很大的疑问。可以用[PS4的GPU = 1.84TFLOPS]作为计算标准，试着再次计算PS3的GPU的性能值。
PS3的GPU，RSX的基本架构是 NVIDIA的GPU，GeForce 7800 GTX。它的顶点着色器有8个，像素着色器有24个，在顶点着色器上有1个4way SIMD，像素着色器上搭载了2个4way SIMD。各个SIMD计算器能够在每1个时钟内做一次计算乘积累加（2ops），所以RSX的动作时钟可以达到500MHz，如果这样来计算FLOPS值就是：
顶点着色器：（4way SIMD X 2ops）X 8个 X 500MHz = 32 GFLOPS
像素着色器：（4way SIMD X 2ops X 2个）X 24个 X 500MHz = 192 GFLOPS
可以说总共有224GFLOPS。因为PS4的GPU有1.84TFLOPS，那么：
1.84TFLOPS÷0.224TFLOPS = 大约8.2倍
这样可以推算出PS4的图形性能大约是PS3的大约8倍多。
顺便说一下，PS3的显存性能值是22.4GB/s，所以176GB/s ÷ 22.4 = 大约7.9倍
这样就很清楚了，与图形性能一样被提高了8倍左右。虽然说[PS4的图形性能是PS3的8倍]，但目前PS3采用的方案不好么(应该是指后面提到的被废弃CELL技术)?
