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PS3的芯片 RSX与G70深入分析之同源

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日本 PC Watch 网站专栏作家 后藤弘茂 最新刊出的专栏文章指出,PS3 预定采用、由 NVIDIA 设计的图形处理器‘Reality Synthesizer(RSX)’,与日前正式发表的 NVIDIA PC 用图形处理器 G70(GeForce 7800)是采用同相同的基础设计。 
  RSX 是由 PC 绘图晶片大厂 NVIDIA 所设计,将用于 SCE 新一代电视游戏机 PS3 上的图形处理器(GPU)产品,于 5 月 16 日 SCE 所举办的 E3 展前记者会中首度公布。

  根据发表资料,RSX 是一颗运作频率为550MHz,3 亿个晶体管以上规模的图形处理器,具备专属的 256MB GDDR3 绘图记忆体,每周期可执行 136 个着色器指令,支援 128bit 高动态范围(HDR)与双 1080p HDTV 输出,效能是目前 NVIDIA 最高档图形处理器 NV40 的两倍以上。

  而在 6 月下旬正式发表并上市的 NVIDIA 新一代 PC 用图形处理器 GeForce 7800 GTX(晶片代号 G70),同样是个规模约 3 亿个电晶体、着色器(Shader)效能是前代 GeForce 6800(NV40)两倍的产品,与 RSX 已公布的规格有许多类似之处,亦有多方消息指出 RSX 是以 G70 的设计修改而来。




1楼2006-04-20 02:21回复
    NVIDIA 首席科学家 David B. Kirk 于专访中曾提到:‘RSX 的着色器架构是以 G70 为基础’,一般预料两者相异之处主要在于制程技术、系统汇流排与记忆体介面宽度,其余部分则没有太大的不同。由于 NVIDIA 先前发表 RSX 可于单个周期内执行 136 个着色器操作,与 G70 的数据完全相同,因此可推断两者的着色器构成是相同的。

      根据后藤弘茂得自 GPU 业界相关人士的消息,NVIDIA 之所以会在 RSX 上采用与 PC 产品几乎相同的设计,是因为 SCE 与 NVIDIA 的合作计划是在 2004 年夏季才正式签订,因此没有足够的时间为 PS3 设计一个专属架构的图形处理器,所以会采取大幅沿用 PC 研发中产品的设计。


    2楼2006-04-20 02:21
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      2025-08-27 01:24:42
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      8 个顶点着色器(Vertex Shader)x 每周期 2 个着色器操作 = 每周期 16 个着色器操作
      24 个像素着色器(Pixel Shader)x 每周期 5 个着色器操作 = 每周期 120 个着色器操作

        两者相加 = 每周期 136 个着色器操作,与 RSX 所宣称的数据相同。

        由于 RSX 预定的运作频率比现有最高规格的 G70 产品 GeForce 7800 GTX 高出 28 %(550MHz 对 430MHz),因此单就着色器的理论处理性能来说,也会高出 28 %。

        而在 RSX 与 G70 主要差异之一的高速系统汇流排 Flex IO,能提供 CPU -> GPU 20GBps 与 GPU -> CPU 15GBps,共 35GBps 的超大频宽,比目前 PC 上最高速的 PCI-Express 单向 4GBps 双向共 8GBps 的频宽来说,高出 3 倍以上,加上 Cell 本身所具备、远超越现有微处理器的浮点数运算效能,将可与 GPU 紧密结合,提供与以往不同的 3D 图形处理能力。

        在记忆体介面宽度方面,由于考量到制造成本的因素,因此 RSX 并未采用 G70 的 256bit 宽度记忆体介面,而是采用减半的 128bit,时脉则略为提升至 700MHz(GeForce 7800 GTX 为 600MHz),单就绘图记忆体频宽来说,约为 GeForce 7800 GTX 的 58 %。而且因为目前 NVIDIA 绘图晶片的设计都是针对 GDDR 类型的记忆体最佳化,所以 RSX 并未采用与 Cell 微处理器相同的 XDR 记忆体,而是采用 PC 显示卡常见的 GDDR3 记忆体,这部分也可能是因为没有足够的时间针对 XDR 进行特化的设计有关。

        在制程技术方面,G70 因为必须赶在今年年中上市,因此选择了较为保守的 110nm 制程,由台积电代工。而 RSX 由于预定明年春季才上市,且预定由 SONY 与东芝共同营运的 OTSS 半导体厂以较先进的 90nm 制程生产,因此能以较高的频率运作。由于不同的半导体厂的制程参数不同,David B. Kirk 表示两晶片虽然采用相同的着色器架构,但在晶片实体设计上是各自独立进行的。

        由本次后藤弘茂专栏文章的报导以及 David B. Kirk 所透露的资讯,加上先前各方的消息,大致上已可确认 RSX 与 G70 是系出同源的设计。不过由于 RSX 与 Cell 微处理晶片能透过极大频宽的系统汇流排进行联合运作,而且 Cell 微处理器有着远大于 PC 微处理器的浮点数运作效能与内外部频宽,因此运作方式预料会与 PC 有很大的不同,实际效能仍然只能从实际游戏的表现来加以评估。


      3楼2006-04-20 02:22
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        此外找来一些Xbox360图形芯片的文


        4楼2006-04-20 02:38
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          XBOX 360的三核心CPU无法与PS3相比拟,但它的图形系统却相当有特色。XBOX 360图形系统采用ATI开发的R500 GPU,R500只用于XBOX 360,它与ATI为PC平台开发R520核心没有任何相似之处。R500最显著的两大特性就是 “统一着色架构”和“10MB容量的嵌入式显存”,前者改变了现有图形系统顶点着色与像素着色分离处理的做法,将二者合而为一,一条渲染管线内就可以同时处理这两种操作。微软表示这种设计可令编程效率更高,系统的图形性能更出色。而为与之配合,微软也将在Longhorn系统中引入统一渲染语言且在API方面对统一渲染架构加以倾斜。但nVIDIA与ATI对此态度迥异,前者始终认为统一渲染架构不是什么好主意,而坚持自己既定的发展路线;ATI则认定该架构将是未来PC显卡发展的方向,为XBOX 360开发的R500 GPU便忠实体现了这种思想。我们可以看到,R500拥有的渲染管线多达48条,每条管线都可以实现完整的顶点渲染和像素渲染操作,管线数量也远远超出传统分离架构的R520(ATI新一代图形核心,针对PC)和nVIDIA的G70(nVIDIA新一代图形核心,针对PC)图形核心,后两者都只拥有32条渲染管线。当然,由于架构不同,我们不能以管线数量多寡来简单评定两大平台孰优孰劣,但可以确信的是XBOX 360拥有一套相当强悍的图形系统,它所拥有的技术特性远超前于现有的PC系统。外界估计,至少要等到2007年,PC的图形系统才有可能采用与XBOX 360类似的设计。


          5楼2006-04-20 02:39
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            在R500 GPU中,总共有48条这样的渲染管线,并以16条为单位分成三组并行运算,这看起来非常疯狂。若以传统的分离设计,GPU很难实现48条渲染管线,因为这样做会导致GPU芯片的晶体管规模多到不可接受的地步(R520将有32条管线、晶体管总数已将突破3亿)。微软表示,统一渲染架构和48条管线让XBOX 360的图形效能超乎想象,该套系统每秒可执行480亿次渲染指令运算,这要远优于现有PC的图形系统。


            除了嵌入式缓存外,R500并没有拥有一套完全属于自己的显存系统。XBOX 360采用一套看起来有些怪异的做法,系统搭载512MB容量、22.4GBps带宽的GDDR3内存,它由三核心PowerPC处理器和R500 GPU共同分享,即同时作为系统内存和图形显存使用。其实,如果我们仔细一想,便会发现它与采用整合芯片组的PC系统如出一辙,都是分享系统的内存资源作为显存,区别只是PC内存是双通道DDR或DDR2,而XBOX 360采用的是频率为700MHz的GDDR3系统。既然共享内存,GPU与北桥的接口带宽就成为一大关键,在这一点上R500也没有让我们失望,接口数据读出带宽高达33.2GBps,写入带宽也达到22.4GBps的高水平,二者总和就是55.6GBps。显然,我们所津津乐道的PCI Express ×16图形总线再度被远远地甩在了后头,而ATI最可能使用的当然还是Rambus开发的FlexIO并行总线技术,对此我们不再细表


            6楼2006-04-20 02:41
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              凭借前卫设计的图形系统,XBOX 360拥有令人震惊的超强效能,它的多边形处理能力多达每秒五亿个,即对应每秒120亿个的顶点生成能力;在4倍多采样全景抗锯齿状态下,XBOX 360的采样填充率也达到每秒160亿次,渲染运算性能更高达每秒480亿次。而目前最强悍的GeForce 6800 Ultra显卡,顶点生成能力也仅有每秒6亿个,XBOX 360的领先优势极其明显。

               然而,XBOX 360不仅仅只是在性能上领先于PC系统,概念上的领先更加重要。XBOX 360拥有统一渲染架构、嵌入式缓存在内的大量先进技术,而这些技术至少要等到2006年底才可能出现在PC系统中,也就是说XBOX 360相对于PC至少可保持一年多的技术优势,相信这一点会让钟爱XBOX 360的发烧友们感到欢呼雀跃。当然,XBOX 360对手并非PC,而是索尼的PS3,CPU部分的比较前面已有介绍,而图形系统两大平台暂时还难分高下。PS3采用nVIDIA开发的RSX图形芯片,它仍采用传统的渲染架构,可能拥有24条像素渲染管线和大约10-12条顶点渲染管线,实际效能将强于GeForce 6800 Ultra SLI双显卡系统,而且它最高可支持3840×1080顶级分辨率和HDTV的1080p(1920×1080逐行)分辨率,在这方面略优于XBOX 360游戏机。由于没有公平的游戏作为测试,且这两大游戏主机离上市销售还有相当一段时间,我们很难对此作出定论。


              7楼2006-04-20 02:41
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                • 59.56.131.*
                以前IGN有比较过360 PS3的CPU性能,PS3的CPU除了浮点,其它方面都不如360的CPU


                10楼2010-04-15 14:03
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                  2025-08-27 01:18:42
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                  • 59.56.131.*
                  360好像是最早采用多核CPU和统一着色架构的硬件


                  11楼2010-04-15 14:08
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                    果然是坟


                    12楼2010-04-15 17:51
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                      难道我又让某些守住待兔的猥琐小人失望了?


                      14楼2010-04-15 17:54
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