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发表于 2003-1-21 18:09:28
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非也....PS2的週邊的確不便宜~比起來XBOX確實是俗溝大碗~不過....我討厭"軟軟"公司>"<
以下轉載自巴哈姆特....
Xbox 硬體規格
中央處理器 733 MHz
圖形運算處理器 233 MHz 特製繪圖晶片， 由Microsoft與nVidia共同開發
內建記憶體 64MB
記憶體頻寬速度 6.4GB/sec
多邊形繪圖效能 116.5 M/sec
同步材質數量 4
像素繪圖速度－無材質 3.7 G/Sec
像素繪圖速度－1種材質 3.7 G/Sec
像素繪圖速度－2種材質 3.7 G/Sec
材質壓縮功能（比例） Yes (6:1)
內建硬碟 Yes
輸出入埠 遊戲控制器連接埠x4 Ethernet (10/100)
音軌數量 256
硬體支援3D音訊 Yes (64 3D channels)
硬體Dolby® Digital 5.1環繞音效 Yes
硬體分級控制 Yes
MIDI+DLS 支援 Yes
硬體音訊過濾及等化功能 Yes
寬頻功能支援 Yes
播放DVD電影功能 需要外接DVD搖控器
HDTV 遊戲支援 Yes
最大解析度 1920x1080
最大解析度 (2 x 32bpp frame buffers + Z) 1920x1080
PlayStation2 基本規格 (來源:SCEI 發布資料)
CPU 128 Bit『Emotion Engine』(EE)
運作頻率 294.912MHz
主記憶體 32MB Direct RDRAM
繪圖晶片 『Graphics Synthesizer』(GS)
運作頻率 147.456MHz
內嵌式快取視訊記憶體 4MB
音效處理晶片 SPU2
同時發音數 硬體 ADPCM 48 音 + 軟體音源
音效記憶體 2MB
輸出入處理器 (IOP) PlayStation CPU R3000A 加強版
運作頻率 33.8688/36.864MHz
專屬記憶體 2MB
光碟機 CD-ROM & DVD-ROM
讀取速度 CD-ROM 24 倍速
DVD-ROM 4 倍速
PlayStation2 CPU『Emotion Engine』基本規格
CPU 核心： 128 位元 RISC (MIPS 架構的子集合)
運作時脈： 294.912MHz
整數運算單元： 64 位元 (2-way Superscalar)
多媒體擴充指令： 128 位元 ×107 種
通用暫存器： 128 位元 ×32 個
TLB： 48 Double Entry
指令快取： 16KB (2-way）
資料快取： 8KB (2-way）
暫存記憶體 (SPRAM)： 16KB (雙埠)
主記憶體： 32MB (Direct Rambus DRAM x 2ch 於 800MHz)
主記憶體頻寬： 每秒 3.2GB
直接記憶體存取 (DMA)： 10 個通道
輔助處理器 1： FPU (FMAC x 1, FDIV x 1)
輔助處理器 2： VU0 (FMAC x 4, FDIV x 1)
微指令用記憶體 (指令用:4KB, 資料用:4KB)
向量運算器： VU1 (FMAC x 5, FDIV x 2)
微指令用記憶體 (指令用:16KB, 資料用:16KB)
浮點數運算效能： 6.2GFLOPS
座標轉換＋透視轉換： 每秒 6600 萬多邊型
＋光源計算： 每秒 3800 萬多邊型
＋ 霧化： 每秒 3600 萬多邊型
曲面生成 (Bezier) ： 每秒 1600 萬多邊型
圖像處理單元： IPU (MPEG2 Macroblock Layer Decoder)
圖像處理速度： 每秒 1.5 億個圖素 (150M Pixels/sec)
製程： 0.25 微米 (閘寬 0.18 微米)
核心電壓： 1.8 伏特
耗電量： 15 瓦
金屬配線層數： 4 層
總電晶體數： 1050 萬
晶片尺寸： 240 mm^2 (0.25 微米製程時)
封裝： 540 隻接腳 PBGA
PlayStation2 繪圖晶片『Graphics Synthesizer』基本規格
GS 核心： 內嵌 DRAM 平行演算繪圖處理器
運作頻率： 147.456MHz
圖素處理單元： 16 個平行處理
內嵌 DRAM 容量： 4MB@147.456MHz
記憶體匯流排總頻寬： 每秒 48GB
內部資料匯流排總寬度： 2560 位元
讀取通道： 1024 位元 (64bit x 16)
寫入通道： 1024 位元 (64bit x 16)
材質資料用通道： 512 位元 (32bit x 16)
最大顯示色數： 32 位元色 (RGBA 各 8 位元)
Z-Buffer： 32位元
圖形處理機能： Texture Mapping
Bump Mapping
Fogging
Alpha Blending
Bi/Tri-linear Filtering
MIPMAP, Anti-Aliasing
Multi-Pass Rendering
圖素填充效能： 每秒 24 億個圖素 (2.4G,處理 Z A 時)
每秒 12 億個圖素 (1.2G,處理 Z A T 時)
註: Z = Z Buffering
A = Alpha Blending
T = Texture Mapping
分子微粒描繪性能： 每秒 1.5 億個 (150M)
動畫拼合效能： 每秒 1875 萬個 8 x 8 圖素區塊
多邊型描繪性能： 每秒 7500 萬個 (微小多邊型)
每秒 5000 萬個 (48 圖素四角形, 處理 Z A)
每秒 3000 萬個 (50 圖素三角形, 處理 Z A)
每秒 2500 萬個 (48 圖素四角形, 處理 Z A T)
影像輸出格式： NTSC/PAL
Digital TV
VESA SuperVGA (最大 1280 x 1024)
製程： 0.25 微米 (閘寬 0.18 微米)
大小： 16.8 x 16.8 mm^2 (0.25 微米製程時)
總電晶體數： 4300 萬
封裝： 384 隻接腳 BGA
PlayStation2 商品內容 (來源:SCEH 發布資料)
商品名稱 PlayStation2 (SCPH-30007R)
標準售價 新台幣 11280 元
發售日 西元 2001 年 1 月 24 日 (四)
外型尺寸 301mm (長) x 178mm (寬) x 78mm (高)
重量 2.2 公斤
使用電壓 110 伏特 (台灣市電規格)
對應格式 PlayStation 用 CD-ROM (遊戲分區同日規)
PlayStation2 用 CD-ROM 與 DVD-ROM (遊戲分區同日規)
音樂 CD
DVD-Video (DVD 影片) ←對應第三區與不分區 DVD 影片
(台灣)
輸出入界面 操縱器插槽 x 2
記憶卡插槽 x 2
影音複合輸出端子 x 1
光纖數位輸出端子 x 1
USB 端子 x 2
IEEE1394 (i.LINK) 端子 x 1
寬頻上網硬碟套件專用擴充槽 x 1
主機內建 DVD 播放程式 2.02 版
隨機出貨配件 新類比操縱器『Dual Shock2』x 1
影音複合輸出端子連接線 x 1
電源線 x 1
只要是資工、資科、應數、電機等科系的學生都應該知道
當代 RISC 兩位大師 John Hennessy 和 David Patterson
的大名，一位是 Stanford MIPS 架構的創造者、另一位
則是 Berkeley RISC I/II 的發展者、以及在 1980 年十
月 ACM SIGARCH 和 Ditzel 發表論文時首度創造 "RISC"
這個名詞。計量方法一、二版先不提，白算盤更不可能沒
有人知道、幾乎是人手一本。
這本書現在還在 beta 階段，很多部分尚未完成，倒是書
籍尚未上市，就已經有美國的大學拿 beta 版在上課了。
(Morgan Kaufmann 的網站都還沒公佈新聞)
Computer Architecture: A Quantitative Approach,
Third Edition，已經確定在第五章 Memory-Hierarchy
Design 中以 PS2 作為範例 case study (p.479)，第六
章 Multi-Processor and Thread-Level parallelism
也將 PS2 的設計列為 embedded multi-processor。
"In the embedded space, a number of special-purpose
designs have used customized multiprocessors,
including the Sony Playstation described in Chapters
2 and 5. Many special-purpose embedded designs
consist of a general-purpose programmable processor
with special purpose finite-state machines that are
used for stream-oriented I/O."(p.751)
附錄的部分尚未公佈 (Appendix A 是將第二版第三章的
pipelining 轉移過去)，所以在前兩版都會出現的指令集
比較分析還不知道會有哪些範例，不過很有可能會將 PS2
的 VPU 放進去。也許受到這幾年 embedded/SoC 應用開
始普及的影響，這次兩位作者在第三版中特別注重這部分
的介紹，VLIW 更是大暴增，Intel 的 IA-64/Itanium 份
量之重讓人感到訝異。
不過也有朋友這樣私下開玩笑：Hennessy 所創造的 MIPS
，從 1994 年十二月開始，市場應用就已經被 Sony 的兩
台電玩主機給完全霸佔 (PS + PS2 將近一億兩千萬台)，
相較於被 SGI 始亂終棄的 MIPS，將其發揚光大的反而是
日本人。
無論如何，這應該是電玩史上的創舉，第一次有遊戲主機
被學術界的經典級鉅作納入 case study。PS2 從 IEEE
的論文、美國不少大專院校的分析範例、一路到計算機結
構的經典巨著，被譽為最具學術研究價值的電玩主機當之
無愧。
最近弄到Nikkei Electronics有報導PS2的那一期(3月22日).
其中有GS的簡單的解說及block diagram, 提供了新聞報導中所
沒有的有關GS的消息(雖然不是很多).
文中有提到的GS的一些特點:
為了同時對frame buffer讀出/寫入及讀取texture資料, 因此
embedded DRAM有兩組sense amplifier. 一組是給讀出/寫入
用, 共2048 bits, 另一組給texture讀出用, 共512 bits.
Embedded DRAM容量為4M bytes, 大約有一半是給texture用.
這容量不是很夠, 所以在設計時就以在繪圖同時更換texture
資料為前提.
Pixel Engine在無貼圖時一個clock cycle可畫16個pixel.
但有貼圖時就降為8個.
雜誌中的GS的block diagram大概如下:
From EE (64 bit)
| (64 bit bus for
+--------------------------+ texture write)
|External Interface Circuit|------------+
+--------------------------+ |
|(64 bit) |
+--------------------------+ |
| Setup Engine | |
+--------------------------+ |
|(64 bit) |
+---------------------------------+ |
|Parameter setup for Pixel Engines| |
+---------------------------------+ |
| | | ............| | (64 bit * 16) |
+--------------------------+ |
+--->| Pixel Engine * 16 | |
| +--------------------------+ |
| | | | ............| | (64 bit * 16) |
| +--------------------------+ |
| | Memory Interface |<-----------+
| | |---> To Display I/F
| +--------------------------+
| | | | ............| | (64 bit * 16 *2)
| +--------------------------+
+----| Embedded DRAM (16 banks) |
(32bit* +--------------------------+
16 bus for
texture read)
感想:
(1) 由SCEI發表的"微小polygon"的速度為75M polygon/sec看來,
GS的polygon setup的速度應該就是75M polygon/sec. 這也是GS處理
polygon的最大速度. 由上圖Setup Engine輸入輸出均為64 bit看來,
GS內一個polygon資料的大小應為64 bit * (150M(注:GS的時脈頻率)/75M)
= 128 bit. 如此看來EE至GS的bus如為64 bit寬的話, 它應該是Double
Data Rate沒錯, 因為如果不是的話, 64 bit * 150MHz = 128 bit * 75MHz,
這表示所有的EE至GS的bus的頻寬都會被polygon資料佔用! 如此一來就不能
達成"在polygon繪圖同時傳送材質資料至GS的RAM"的功能. 因此EE-GS bus
應該是DDR, 而且我覺得GS會用clock的上下緣來區分polygon及材質資料,
也就是bus有一半的頻寬是固定給材質資料的. polygon及材質資料在進入GS
的External Interface Circuit後就分道揚鑣. 材質資料就經由專屬的64 bit
bus直接寫入GS的embedded DRAM.
如果GS的材質資料是用上述方式傳入GS的話, 主記憶體至GS的材質傳送速度
最大值將是(64 bit / 8 bit) * 150MHz = 1.2 G byte/sec. 比Dreamcast的
graphic RAM的bus頻寬 800 M byte/sec好一些.
(2) GS的規格中常被攻擊的一點, 就是在有貼圖時fill rate會降
為一半, 這種事連現在的PC的3D加速晶片都不會發生. 有人據
此就嘲笑說SCEI的工程師連pipeline處理都不懂, 所以GS的
實際polygon能力一定"遠"低於規格所說的. 事實上繪圖時
的Z-buffer處理及半透明處理都一定需要pipeline處理, 也就
是先要讀出Z-buffer(or Alpha Buffer)的資料, 再經計算後
(要花至少一個clock cycle)才能將pixel的RGB資料填入frame
buffer. 既然會設計Z(alpha) buffer處理這種一定需要
pipeline處理的線路, 所以GS在有貼圖時fill rate降低一半
的原因就不是因為不會設計pipeline線路. 從NE的文章中, 我
個人覺得fill rate降低一半的原因是:
(a) 創造出給從外面寫入材質資料至DRAM的time slot.
如此在繪圖"同時"可以從外面寫入材質資料. 這也是embedded DRAM
容量太小時的妥協方法. 至於無貼圖時我覺得原來用於texture read的
sense amp.就可用來給材質資料寫入用, 所以就不需要造出time slot了.
此外利用這個time slot可在不影響fill rate下, 對材質資料做
演算處理. 從以前SCEI專利看來, GS可用fractal演算法產生材質資料.
(b) 減小texture read bus的寬度至1/2(texel資料可分兩個
clock cycle讀入). 如此die size可以縮小一些.
這對die size非常大的GS來說是非常重要的.
(註: texel: texture map中的一個pixel.)
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