假期即将来临,肯定又会有一场游戏机之争。现在只有一种下一代平台进入量产。但无论它们何时现身,它们都准备好让自己的能力超越游戏以外,而放眼家庭娱乐天地。
要 点
最新一代起居室游戏机影响着半导体和存储方面的创新,但它们还必须具备处理社会经济动力学的能力。
微软希望用 Xbox 360 先入为主的优势,保持自己的领导地位。任天堂的 Revolution 则努力要吸引新用户。
索尼的 PlayStation 3 同时在推进该公司的游戏与电影格式方面雄心勃勃。

对于硬件制造商和内容开发商来说,以往每一代游戏机的成败赌注都是在 250 亿的业务中掷骰子。与微软的财务困境相映照,据称由于 PlayStation 3 的巨额开发费用的影响,索尼今年第二个财务季度的利润比一年前同期下降了 46%。ATI 技术公司的高级 ISV(独立软件供应商)经理 Mark Thomas 在2005年10月的 SID(信息显示协会)ADEAC(美国显示工程与应用大会)上的演讲中指出,游戏开发的费用每代要增长五倍(由于新游戏机硬件的极大不兼容性,下一代游戏机的成本还会沿习甚至超过这个规律。)。同时,每10 个游戏中只有一个能盈利。而任天堂的销售与营销执行副总裁 Reggie Fils-Aime 在2005年 11 月初有关该公司 DS 便携式游戏机 WiFi 服务的一份简报中,也提出类似的统计数字,表明核心游戏市场上存在这种趋势。
既然有这么多负面消息,为什么神智清醒的公司还会试图在游戏业务中获取盈利呢?这是因为一个游戏的盈利有可能远远超出其它9个游戏的损失。2004 年第四季度,微软的家庭与娱乐部门取得了盈利,这一财务胜利直接归功于2004年11月中旬上市的 Halo 2 游戏,它在上市的头 24 小时内就赚了 1.25 亿美元,到今天为止更以每件 50 美元卖掉了 800 万件拷贝。一款有吸引力的游戏就足以刺激消费者下定购买游戏机的决心。即使硬件厂家可能是在赔本销售游戏机,但一旦消费者上了钩,其后销售的每种游戏都是有利可图的买卖。如果是游戏机厂家销售该游戏,那就是直接获益;如果是第三方公司销售游戏,那么就是通过许可费用间接受益。微软预计,它将在游戏机面市的头三个月内卖掉 270 万台~ 300万台 Xbox 360,到 2006 年底可达 1000万台。而在头三个月的时间段内,微软相信可以获得 15 亿美元收入,这不仅包括游戏机本身,也包括游戏软件、外设,以及在线游戏预订等。
短期的成功是令人兴奋的,但长期的美梦也一样重要。如果任天堂关于核心游戏业务在萎缩的数据是真实的,那么未来的增长就需要来自于核心业务以外部分的扩展,如吸引更多的游戏玩家,或者将游戏机功能拓展到游戏以外,或者双管齐下。从一个高的视点来看,三种下一代起居室游戏机可能看起来有些 “亲戚”关系,微软和索尼的系统都采用了 IBM 开发的 PowerPC内核,任天堂很可能也是这样(表 1)。但仔细观察,它们还是有相当的差异,这反映出了每家公司对于获得下一轮游戏机大战成功的不同观点。但是,这里还有另外一个相似性:每家公司的策
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Xbox 360
微软最初的 Xbox 基于 PC 架构,因而已适应 PC 软件的项目合作伙伴们就能够极大地简化游戏开发工作。但是,源于 PC 的游戏机也有其不足之处,其中之一是开放式 PC 架构使黑客们容易绕开版权保护和其它 DRM(数字版权管理)的限制。因此,微软在下一代的 Xbox 360 中采用了基于 PowerPC 的设计,并且 GPU(图像处理单元)子系统的开发工作也从 Nvidia 转向 ATI。
上一次是由微软的半导体供应商伙伴(如 Intel 和 Nvidia)提供 Xbox 的硅模块。这一次,微软自己有硅片的设计与制造所有权,它从其它公司获得 IP(智能产权)许可。虽然原来的硬件与今天的 Xbox 360 不同,但微软仍希望提供某种程度的逆向兼容性。Xbox 高级技术总监 Scott Henson 在2005年 11 月初指出,微软“承诺与尽量多的 Xbox 游戏节目保持兼容”,尤其是销量清单排名前列那些游戏。他提到位于塔尖的 Halo 2,称几天前他在 Xbox 360 机器上玩了几天,根据他的经验,“它运行得相当不错。”(其后,微软公布了一个包括 200 个以上 Xbox 游戏的节目单,称消费者可以用软件仿真的方式在 Xbox 360 上玩这些游戏。他们的目标是 Xbox 360 可支持所有 Xbox 游戏。)
IBM 为 Xbox 360 开发了一种裸芯片尺寸、成本优化的 PPE(PowerPC 处理单元)处理内核。值得一提的是,与苹果计算机上使用的 PowerPC内核相比,它省掉了乱序执行功能。Xbox 360 上的 Xenon CPU 含有三个 PPE内核,每个都能同时执行两个指令线程,每个包含一个 32 k 字节、双通道指令、Level 1 缓存,以及一个 32k 字节、四通道数据 L1 缓存,并声称带有 VMX-128 矢量浮点单元。每个 PPE内核运行在 3.2 GHz上,共享一个 1 M 字节 L2 缓存,ATI 开发的内置 GPU 北桥芯片也可以直接访问 L2 缓存。因此,缓存就成了 CPU 与系统其它部分的连接桥梁。Xenon 通过一个 5.4 Gbps/脚的前端总线通信,该总线可以达到同步读写 10.8 G 字节/秒的峰值传输速度。这么强大的处理能力下应用程序可做些什么呢?它们能容纳更丰富的音频。Xbox 360 可在 CPU 上完成音频处理,而第一代 Xbox 则需要一个专用 DSP 进行处理。至少在一个游戏节目 Project Gotham Racing 3 中,专门要用整个 CPU内核或相当于两个线程的资源完成音频相关的作业。
ATI 在与微软签署开发合同后的 16 个月,向微软提交了它的 500 MHz Xenos GPU(这个时间只比 IBM 完成 Xenon 的时间提前了一个月)。双内核的 Xenos 设计有着令人印象深刻的峰值性能规格,包括 240亿个着色指令/秒、40亿像素/秒的填充速率,以及 5 亿个三角形/秒的几何图形处理速率。Xenos 主芯片以逻辑为主,集成了 2.5 亿个晶体管,由 TSMC 制造,而子芯片则用 8000万个晶体管实现了 10M 字节的 NEC DRAM 帧缓冲。今天 PC 中的 GPU 都包括了两组着色处理器,一组用于处理顶点运算,另一组则处理像素,即“段”作业。相反,Xenos 含有 48 个统一着色器,它们既用于顶点处理也用于分段处理,另外还有一些其它功能,例如使用于为该游戏机增强的 DirectX v9 API 的物理和视频处理。ATI 工程副总裁 Robert Feldstein 承认,自己公司采用统一着色器的方案并非没有风险,尤其是顶点算法与分段算法之间的切换延迟可能会影响芯片的性能。Feldstein 高兴地说,实际性能结果甚至比仿真结果还好,这表明该公司未来的 PC 图形芯片也将转移到统一着色器方案,并且他预言,其主要竞争对手 Nvidia 也会这么做。
在第一代 Xbox 里,有些游戏可支持超过 480 线的显示分辨率,但 CPU + GPU 的能力通常不能以适当的帧速率显示出更多的像素,以及在其它方面保持丰富而有魅力的游戏体验。而 Xbox 360 游戏缺省情况下都必须支持宽屏、720 线逐行分辨率。(但请注意,初步的屏幕截图显示至少有一款游戏是原生 600 线分辨率的,这就是 Project Gotham Racing 3。)游戏开发商可以用字母柜或调平衡和
Revolution
有关微软下一代游戏机的很多详细信息都是公开的,这类信息大部分都是从2005年5月中旬的 E3(电子娱乐大展)大会后公之于众。但任天堂(Trivia 游戏迷们可能比较感兴趣)却不是这样,任天堂公司在二十年零六个月前在美国推出了开创性的 NES 游戏机,到2005年9月,Mario就到 20 岁了。任天堂下一代游戏机的正式名称还没有宣布,Revolution 只是一个项目代号。Revolution 将使用一个 IBM 开发的 PowerPC CPU。但仍不清楚其中有多少内核,以及 CPU 中包含的其它内容,每个内核处理多少线程,以及该内核是否就是微软和索尼使用的 PPE,还是苹果或 Xilinx 所用的旧内核,或者干脆是一种全新的内核。Revolution 也与 Xbox 360 一样包含 ATI 技术公司开发的图形芯片。但是,除了已宣布不支持高清晰视频输出以外,任天堂还没有公开什么规格,除非是在 NDA(不公开协议)下提供给了软件开发商。
然而,综合任天堂已经公开的信息,再联系该公司高层雄心勃勃的评述,都强烈地暗示该公司正在进行一个全新的游戏机和相应游戏内容开发的方案。在 E3 上,任天堂第一次向公众透露了游戏机的机壳设计,它有多种颜色的选项,表明它既能播放 Revolution 原生的 DVD 游戏,也能播放专有小直径光盘上的既有 GameCube 游戏节目。在接下来 9 月中旬的东京游戏大展上,任天堂总裁 Satoru Iwata 公开了游戏机控制器(图 2)。根据当时任天堂公开的视频片断来判断,除了控制者操纵的按键以外,它的游戏机还能测定“双节棍式(nunchaku-style)”控制器在三维空间中的位置、方向和运动速度,很可能是采用射频三角定位方法。

视频片断中显示,Revolution 玩家除了玩其它游戏以外,还可以玩切菜、炒菜、钓鱼、打鼓、拿着手电筒、打苍蝇以及指挥交响乐队。这些都是很特别的非传统游戏机应用,许多玩家也同样是非传统式的:非常年轻、非常年迈,以及两种混合,这表示 Revolution 将鼓励家庭与社区的协同。即使在视频片断中的传统游戏场面中,例如用球拍或球棒击球、手枪射击
PlayStation 3
微软 Xbox 360 与索尼 PS3(PlayStation 3,其上市计划与价格也未公布)之间的不同之处首先是 CPU(图 3)。Cell CPU 代替了3片 Xenon PPE 中的2片,以及一半的 L2 缓存,用于8个 SPE(协同处理器单元)。Cell 中的8个 SPE 中只有7个是 PlayStation 3 开发者可以访问的,在 E3 上,索尼表示它将第8个 SPE 保留作“冗余”,暗示不完整的 SPE 是出于提高成品率和节约成本考虑。但最近的消息表明,第8个 SPE 是能完全正常工作的,但 PS3 将其保留用作 DRM 或其它操作系统控制的功能。Cell SPE 完成单精度 SIMD(单指令多数据)运算,每个 SPE 伙伴都有相当于 256 k 字节的专用单端口指令 SRAM。


索尼将 Cell 置于与微软 Xenon 竞争的地位,宣称它的处理器在 3.2 GHz 下有相当于 200 Gflop 的峰值单精度运算能力(所有8个 SPE 都打开时)。微软则用 Xenon 更平衡的多内核方案作反击,称它有 90 亿点产品运行/秒的能力,并且有“大于每秒1万亿次浮点运算的系统浮点性能。”Xbox 360 的浮点规格是 CPU 和 GPU 性能的总和。Cell 和 Xenon 各有 2.35 亿个和 1.65 亿个晶体管,内核尺寸分别为 235 mm2 和 168 mm2,均采用 90 nm 工艺技术。这些规格可以指引某些人做出价格与产量预测。ATI 技术公司也很快指出,微软采用了一种针对游戏机优化的 GPU,同时却有谣传说 PS3 的 RSX 只不过是 Nvidia 用于 PC 的 GeForce 7800 GTX 的 90 nm 缩小版,Nvidia 只不过将原有的 PC PCI Express 总线针对 Cell 的 BIC(总线接口控制器)作了少量修改而已。
那么,这些规格、特性和分区的差异会对两款游戏机的实际使用有什么不同吗?现在不可能有任何定量的说法,因为索尼还没有公开演示运行实际游戏代码的硬件。索尼只是播放过一段事先录制好的游戏连续镜头和视频片断,该公司称这就是游戏机的真实景象,而E3上的一个视频片断则演示了一个 Cell处理器可以同时解码48个标准清晰度的MPEG-2流,每一个均降了9级,并将它们并排显示在一个 1920×1080 像素的 HDTV 窗口内。
微软副总裁 J Allard 得意地指出,所有的 PS3 游戏机和索尼在公共场合演示的游戏机图像都缺少通风孔,这表明它只是机械模型,里面没有功能芯片或其它硬件。而微软自己则邀请公众在 5 月中的 E3 上测试前期的 Xbox 360 游戏代码,它运行在 G5 Power Mac 上的游戏机仿真系统上。微软在 6 月底开始向开发商交付 Xbox 360 硬件,演示系统则在10 月中开始运给美国的零售商,如 EBGames、GameStop 和沃尔玛,与此同时,微软还在东京 Omote Sando 区开设了 Xbox Louge 演示店。也许索尼会在拉斯维加斯的消费电子大展上演示最终的实用 PS
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在索尼的意愿中,PlayStation 3 不仅是一款游戏机。它将像一匹特洛伊木马,肩负着将该公司支持的蓝色激光光存储格式(Blu-ray)推广到全球消费者家庭中的任务。这种靠游戏软件补贴的游戏机,其价格将远低于第一代独立的蓝色激光播放机。但 Blu-ray 相对红色激光 DVD 还不成熟,这一点可能增加 PS3 的财务负担。有人估计,仅蓝色激光驱动器本身成本就不止 100 美元。投资公司 Merrill Lynch 最近预言,“PS3 的价格不仅将在上市时远远超过 Xbox 360,而且这种价格劣势还将会持续多年”。该公司通过详细的成本分析,揭示出由于蓝色激光驱动器、较大尺寸内核 CPU 以及 Rambus DRAM 而负担较大的索尼在与微软对抗时的吃力程度。这个负担在两款游戏机均进入大批量生产后也仍将会存在3年(表 2 和表 3)。随后,iSuppli 也公布了一份关于 Xbox 360 的分析报告,但报告却对微软唱悲观调子,它估计 399 美元贴水配置的游戏机在上市时的材料成本为 525 美元。
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对索尼来说,游戏机的利润取决于价格。但价格越高,潜在的游戏机销量便越低,游戏软件和蓝色激光电影的销量也会随之下降,因此通过批量效应和光刻缩减等降低成本的步伐也就越慢。索尼还没有宣布 PS3 是否带硬驱。与微软一样,索尼可能也建立两种 SKU(库存单元),将硬驱作为低定价游戏机的独立选件。索尼最近宣布它将不会提供一个如 Xbox Live 一样的中心化游戏服务,而是与 PS2 一样,让游戏开发商实现自己的在线功能。这种办法可以降低成本,但也会减少收入和利润。有两个理由让人对这点感到不解:索尼有像 EverQuest 这类游戏,表明它有能力建立这种服务。其次,微软与任天堂都将在线服务与利润一起看作社区体验的重点,并尝试加强这方面的努力,其中任天堂公司计划推出虚拟游戏机(Virtual Console),用于购买下载版的既有游戏并存储到 Revolution 的闪存内。微软甚至将 Xbox Live 开发环境装入 Xbox 360 软件开发工具包内,这样游戏机用户就能对 Xbox Live 有一个一致且丰富的体验。