Игры и "железо" всегда идут рука об руку. Именно благодаря индустрии игр, благодаря энтузиастам создается спрос на "железо". Вы думаете, компании вроде nVidia стали бы производить видеокарты, стоимостью $300-$400, если бы не компьютерные игроки? Напомним, что первыми игровыми компьютерами являлись игровые приставки.
Есть в этих приставках что-то такое, что заставляет их всегда остаются в фокусе внимания, несмотря ни на мощь современных компьютеров, ни на невероятные возможности Интернета. И хотя некоторые приставки эмулируются на PC, все равно сложно, играя на PC, воспроизвести те чувства, которые возникают при прохождении Mario или во время драки в Street Fighter. То же самое касается и спортивных симуляторов. И хотя на компьютерах можно играть при более высоких экранных разрешениях, да и многопользовательский режим под PC реализован лучше, все же сложно представить себе пятерых расположившихся на кушетке человек, уставившихся в монитор и играющих в Madden за обычным компьютером.
Все это касается и любой другой приставочной игры, портированной с PC. Попробуйте, играя в Quake III: Revolution на Playstation 2 быть столь же проворным и играть так же эффективно, как и в Quake III: Arena на PC, - и вы поймете, почему настоящие игроки предпочитают пользоваться мышами и клавиатурами, играя в FPS на PC.
И хотя мы все время пытаемся представить персональные компьютеры и игровые приставки разными мирами, у них, все же, есть одна точка соприкосновения - это аппаратное обеспечение. Теперь вы видите интригу. На AnandTech мы рассматриваем различные новинки, и за все эти годы нам крайне редко встречались действительно интересные вещицы из мира компьютерных приставок. В итоге мы пришли к выводу, что приставкам не хватает памяти и нормальных накопителей, а с появлением карт типа 3dfx Voodoo и первенцев TNT от nVidia, стало понятно, что приставкам вроде Nintendo N64 также не хватает и хороших графических ускорителей, к которым так привыкли пользователи ПК.
Когда Microsoft объявила о своей новой игровой платформе - Xbox, по спецификациям оборудования она находилась на уровне достаточно быстрого персонального компьютера, и предполагалось, что это будет устройство равное компьютерам начального уровня в момент выпуска. Платформа не представляла собой никакого
интереса и единственное, почему мы обратили на нее внимание - то, что она все же не обыкновенная телевизионная приставка, а нечто большее.
Microsoft приходится конкурировать с наиболее успешным игроком на рынке игровых приставок - с Nintendo. Последняя новинка Nintendo - GameCube - своим аппаратным обеспечением очень напоминает персональный компьютер. И это несмотря на то, что в отличие от Microsoft начинка GameCube более традиционна для рынка компьютерных приставок.
Итак, мы решили создать цикл статей "Железо" в компьютерных приставках>, в котором мы расскажем об аппаратном обеспечении Microsoft Xbox, Sony Playstation 2 и Nintendo GameCube.
В этой статье мы остановимся на Microsoft Xbox и рассмотрим все задействованное в этой приставке аппаратное обеспечение.
Приставка на самом деле обладает 32-разрядным процессором. И именно вокруг этого процессора ходят многочисленные противоречивые разговоры. Не так давно, Microsoft искала поставщиков процессоров для своей приставки. Естественно, что первыми, к кому обратилась Microsoft, были те, с кем у компании сложились дружеские отношения: AMD и Intel. Предполагалось, что AMD будет поставлять производные от K7, а у Intel было решение на базе Coppermine. К удивлению для AMD, конкурс выиграла Intel, и именно ей было предложено создать процессор для приставки на базе ядра Coppermine по техпроцессу 0,18 мкм.
Итак, в качестве процессора в приставке используется Pentium III на базе Coppermine с КЭШем L2 всего 128 Кб. Поэтому многие могут подумать, что на самом деле процессор - обыкновенный Celeron. Отметим, один из ключевых факторов, влияющих на производительность в Pentium III и не задействованных в Celeron, все же был использован в этом ядре. Вместо 4-way ассоциативного кэша Celeron, в ядре Coppermine используется 8-way ассоциативный кэш L2. А основываясь на том, что мы видели в ядрах Coppermine и Coppermine 128 (Celeron), можно утверждать, что 8-way ассоциативный кэш L2 дает по сравнению с Celeron прирост в производительности этому конкретному ядру в 10%.
То, что Intel решилась выпускать версию Coppermine на 128 Кб означает, что существует способ отключить половину кэша L2 не изменяя схемы ассоциативности (mapping associativity). Итак, мы предполагаем, что, скорее всего, процессор будет представлять собой обыкновенный Coppermine, с наполовину отключенным кэшем L2 на 256 Кб.
Все другие параметры остались без изменений; ядро не поддерживает SSE2, и поддерживает только SSE инструкции Intel. Кэш инструкций остался на 16 Кб, как и кэш данных, и, что очень важно, частота системной шины составляет 133 МГц. Мы уже не раз заостряли внимание на том, что на производительности системы главным образом сказывается частота работы системной шины. Это же самое относится и к игровым приставкам.
Ядро по техпроцессу 0,18 мкм упаковано в мобильную упаковку FC-BGA, которая припаяна непосредственно на материнскую плату. Это не только устраняет любую возможность модернизации процессора, но и уменьшает площадь, занимаемую процессором.
Обратная сторона процессора. Рядом - американский четвертак
Сам процессор работает на частоте 733 МГц. Вы скажете, что если бы Microsoft выбрала AMD, она бы выиграла в производительности. На самом же деле, если бы AMD поставляла процессор с частотой системной шины 200МГц и кэшем L2, по размеру сопоставимый с кэшем Duron, то процессор по производительности если бы и превосходил Coppermine, то не значительно. Кроме того, не стоит забывать о тепловыделении и о потребляемой мощности. Для того, чтобы Xbox воспринималась действительно как игровая приставка, а не просто как компьютер в черном корпусе, работать он должен не громче DVD плеера, а тепла выделять не больше чем телевизор. А то, что во время работы ядро Coppermine выделяет намного меньше тепла, да и мощности потребляет меньше, чем Athlon/Duron - факт общеизвестный.
Поэтому, хотя сперва и кажется, что Microsoft от выбора такого процессора ничего не выиграла (мы сами так сначала подумали), на поверку выясняется, что выбор Microsoft не так уж плох.
Несколько месяцев назад nVidia рассказала нам, что именно для Xbox был разработан nForce, а вариант для PC является лишь следствием. Поэтому не удивительно, что чипсет nForce прекрасно работает как c Pentium III, так и с Athlon. Мы, пользователи ПК, привыкли видеть nForce в связке с Athlon, но благодаря лицензионной политике Microsoft касательно шины P6 от Intel, мир вполне вероятно увидит и nForce в связке с Pentium III.
Чипсет, задействованный в Xbox, несколько отличается от nForce 420-D для PC. Интегрированный графический процессор (IGP, Integrated Graphics Processor) все ещё работает как северный мост платформы, в то же время, его графическое ядро намного мощнее, чем в графическом процессоре nForce для PC. И если nForce IGP для PC использует ядро GeForce2 MX (NV11), то IGP Xbox использует специальное ядро с внутренним кодовым названием NV2A. Судя же по этому коду можно сказать, что по производительности графическое ядро примерно представляет собой что-то среднее между имеющимся NV20 (GeForce3) и ожидаемым NV25.
Ядро NV2A имеет четыре таких же пиксельных конвейера, что и GeForce 3, и работает на частоте 233МГц. Поэтому скорость заполнения у NV2A примерно сравнима с GeForce3 и GeForce3 Ti 500. Естественно, что NV2A поддерживает пиксельные и вершинные шейдеры DirectX 8.1, что и GeForce3 с одним лишь единственным отличием - NV2A обладает двумя вершинными шейдерами. Появление второго шейдера играет большую роль в приросте производительности. Ведь в большинстве случаев приходится выполнять сразу две инструкции, которые посылаются вершинным шейдерам. Обеспечив же видеосистему двумя вершинными шейдерами можно добиться значительного повышения производительности - позволяя вершинным программам выполнять некоторые инструкции за один цикл. Если же учитывать и такую впечатляющую возможность вершинного шейдера, как настройку эффектов освещения DOT3, два вершинных шейдера определенно сыграют свою роль в увеличении производительности системы, особенно в случаях, когда используется попиксельное DOT3.
Кроме того, ядро поддерживает те же режимы многосемплового полноэкранного сглаживания, что и GeForce3, включая Quincunx. Вообще говоря, это важно, так как большинство игр просчитываются и отображаются в режиме 640 х 480, с отвратительным сглаживанием.
Без сомнения, NV2A значительно мощнее, чем Sony Graphics Synthesizer - графический процессор, используемый в PlayStation2. Этот процессор не имеет тех пиксельных или вершинных шейдеров, что есть у NV2A, а вся мощь достигается избыточным параллелизмом. И если NV2A использует четыре параллельных пиксельных конвейера, то GS в общей сложности работает на 16. Вследствие этого увеличивается размер кристалла, а, соответственно, увеличивается и стоимость ядра. Кроме того, для достижения лучшей производительности все конвейеры должны быть обеспечены данными. К тому же, GS не имеет T&L модуля, что означает, что все вычисления трансформаций и освещения возлагаются на основной процессор. А в Xbox основной процессор (напомним, работающей на частоте 733 МГц) не занимается ни T&L, ни вершинными вычислениями. Позднее в этой статье мы ещё вспомним, чем отличаются архитектуры Xbox и PS2.
В остальном же, графическое ядро сходно с ядром nForce, о котором мы уже достаточно рассказали в этой статье.
Медиа и коммуникационный процессор (Media & Communications Processor, MCP) приставки идентичен nForce MCP-D с поддержкой кодирования Dolby Digital. Способность в реальном времени кодировать Dolby Digital очень важна для приставки по целому ряду причин. Самое главное: как вы представляете себе 6 аналоговых выходов на одной приставке? А теперь ещё столько же входов на телевизоре? Представили? Так вот, предполагалось, что Xbox внесет схему 5.1 на основной рынок, а также кодирование Dolby Digital. Теперь приставка обладает необходимым для этого аппаратным обеспечением.
И если решения 5.1 существуют на рынке уже несколько лет, в играх все эти возможности пока что не задействованы. Что же касается Xbox, то уже первые объявленные игры будут использовать 5.1 возможности платформы. Но тут ещё предстоит обширное поле для деятельности. Например, игры типа Halo используют центральный канал в схеме 5.1 совсем не так, как задумывалось.
Встроенный контроллер Ethernet 10/100 процессора MCP-D обеспечивает работу с Интернетом в Xbox. Microsoft пока не делала официальных заявлений относительно работы приставки в Интернете. К сожалению, по умолчанию порт Ethernet не настроен на автоматическое получение IP адреса от DHCP сервера, поэтому пока единственная польза от этого Ethernet порта - это связывание нескольких приставок в одну локальную сеть. Для соединения используется стандартная витая пара пятой категории. Microsoft предлагает такой соединительный кабель по $15, и это его красная цена. Интересно отметить, что Microsoft не требует больших денег за этот кабель. Наверное, они полагают, что смогут извлечь большую выгоду, если оборудование будет стоить дешевле.
Штекер питания на плате очень напоминает AT штекер - здесь имеется один ряд из десяти контактов. Но, тем не менее, это свой собственный интерфейс питания. Блок питания не закрыт кожухом (как и в PS2, для экономии места), поэтому проявляйте максимальную осторожность, копаясь внутри Xbox.
Итак, системная шина, работающая с частотой 133МГц, может использовать лишь до 1,06 Гб/с пропускной способности, остальная же часть - 5,34Гб/с -используется остальной системой. Однако вы должны понимать, что эти значения - лишь теоретические, и в реальных условиях полностью использовать эти возможности вряд ли удастся. В конце концов, говоря о памяти, мы имеем дело с решением, занимающим место между GeForce2 GTS и GeForce3 Ti 200. В нашем обзоре GeForce3 мы показали, что при разрешении 640 x 480 x 32 этой пропускной способности более чем достаточно. А именно в таком режиме работает большинство имеющихся на данный момент игр. И только при включенном полноэкранном сглаживании имеет смысл обратить внимание на пропускную способность. Но, к сожалению, игр, использующих режим полноэкранного сглаживания крайне мало.
А так как в продаже уже имеются GeForce 3 Ti 500 на 250МГц DDR, и при этом предлагается на 25% больше пропускная способность памяти, хотелось бы в приставках видеть именно такую память. В конце концов, Xbox продержится, по крайней мере, ещё пару лет - так почему не использовать память посовременнее?
Кроме того, не стоит сбрасывать со счетов и объем памяти. Если бы те 64Мб памяти, имеющиеся в Xbox, использовались только в качестве буфера кадров для GPU, то этого было бы вполне достаточно. Но эта память используется также и для хранения рабочей копии игрового кода, который будет выполняться, и другую сопутствующую информацию. По этой причине, нам кажется, использование 128Мб памяти было бы вполне разумным и уместным. Во всяком случае, это облегчило бы задачу разработчикам. И хотя 64Мб памяти - это больше, чем имеется практически в любой другой приставке (для сравнения, в PS2 - всего 32Мб, а в GameCube - 40Мб), мы ждем большего. Использование же 64Мб и в качестве буфера кадров, и для хранения других данных, может привести к тому, что разработчики игр пойдут на некоторые жертвы, а игры от этого интереснее и красивее не станут.
Всего имеется 8 припаянных колодок для чипов DDR SDRAM,
используется же всего 4
Если же обратится непосредственно к материнской плате, то можно увидеть колодки ещё для 64 Мб DDR SDRAM. И хотя технически подпаять дополнительные 64Мб памяти труда не составляет, но если игры будут разрабатываться лишь для 64Мб памяти, проку от такой работы будет мало.
Microsoft остановила свой выбор на Seagate и Western Digital, поэтому если вскрыть приставку, внутри вы скорее всего увидите Seagate U Series 5 или Western Digital Protege WD80EB. Оба они считаются медленными по стандартам PC (5400 об/мин), но зато работают довольно бесшумно. Оба диска - однопластинные, то есть работают они тише, и не так нагреваются, как диски из нескольких пластин.
В U Series 5 используется лишь одна сторона пластины на 20Гб. Другую же сторону даже не тестировали на предмет дефектов, поэтому она может оказаться и полностью исправной, и целиком бесполезной, дефективной. В любом случае, полезный объем Seagate U Series 5 составляет 10Гб, и именно такая цифра заявлена в спецификациях Xbox Microsoft. Все ли эти 10Гб используются - это уже второй вопрос. Мы же лишь рассказали о размере диска. Теоретически, Seagate могла бы за те же деньги предоставить диски с двумя рабочими сторонами, тем самым увеличив объем диска до 20Гб.
Диск WD80EB, в отличие от U Series 5, в розничную продажу не попал. По техническим характеристикам этот диск можно сравнить с WD84EB - он имеется в розничной продаже. Этот диск опять же использует одну пластину, и объем его составляет лишь 8Гб.
По спецификациям, оба этих диска очень медленные, и эта жертва принесена с тем, чтобы обеспечить минимальную температуру и лучшие шумовые характеристики. С точки же зрения реальной производительности, U Series 5 работает лучше, особенно если речь идет о времени поиска. Так как Xbox будет записывать на диски информацию небольшими дозами, скорость длительной передачи данных особого значения не имеет. Среднее время поиска (время, затрачиваемое на перемещение головки с одной дорожки на другую произвольную дорожку) диска Seagate составляет 8,9 мс, тогда как у WD этот показатель равен 12,1 мс. Мы удивились бы, если бы 35% разница в скорости поиска не сказалась бы на работе приставки. У обоих устройств имеется буфер на 2Мб, несмотря на это, Seagate показал лучшее время переноса информации с пластины в буфер. В этом смысле Seagate работал на 18% быстрее своего соперника, в реальных же тестах мы бы удивились, если бы разница в производительности превысила 1-2%.
При выборе персонажей в DOA3 время между выбором персонажа и отображением его на экране составляет в большинстве случаев 1-2 секунды - именно столько времени жесткий диск ищет требуемую информацию.
То же самое относится и к Project Gotham - мы уже выбрали Boxster S, а на экране все ещё отображалась Audi TT coupe. И на то, чтобы с медленного винчестера данные считались в оперативную память, требуется ещё пара секунд. Ситуацию мог бы исправить более быстрый жесткий диск и оперативная память большего объема - информацию можно было бы кэшировать в память.
Рассмотрим варианты самостоятельного решения проблемы. Припаивать дополнительные 64Мб память особого смысла не имеет - в любом случае, имеющиеся игры рассчитаны лишь на 64Мб памяти, и если не будут изменены спецификации, на дополнительные 64Мб рассчитывать не приходится. Что и могло бы помочь в нашей ситуации - это ускорение работы жесткого диска. Но поменять жесткий диск на более быстрый не так-то просто:
Пластиковая упаковка жесткого диска
Кроме того, стоит учитывать и тот факт, что диск не защищен от ударов. И хотя однопластиновые диски ломаются от ударов реже, факт остается фактом. Пластиковый корпус от удара практически не спасает. Другими словами, обращайтесь с приставкой бережно, не роняйте её.
За лицевой панелью находится обыкновенный привод DVD-ROM для ПК
Сам по себе привод DVD - это обыкновенный привод от компьютера. Внутренние дорожки диска считываются со скоростью 2X, внешние - со скоростью 5X. Напомним, что когда речь идет о DVD, то за скорость 1X принято считать 1250 кбайт/c. Это несколько выше скорости 8X обычного привода CD-ROM. Так как в основном информация хранится на внешней стороне диска, то можно считать, что средняя скорость работы привода составит 4-5X. Падать же скорость будет лишь тогда, когда диск записан полностью - либо это диск с фильмом, либо обычный музыкальный диск, либо на диск записана большая игра, и используются все 9Гб диска (отметим, что пока таких игр не выпущено). Очевидно, что для дисков с фильмами и музыкальных дисков скорость работы привода особой роли не играет. А игры таких размеров в ближайшем будущем ещё не появятся. Для сравнения, привод DVD от PlayStation2 - это аппарат с угловой скоростью 4x, и внутренние дорожки читаются со средней скоростью 1-2X.
DVD-ROM: питание подводится обычным способом,
а справа нетрудно узнать знакомый всем IDE шлейф
Диск произведен компанией Thomson Multimedia и отличается от стандартных приводов DVD лишь задней панелькой с разъемами. Конечно же, вы найдете стандартный 40-контактный разъем IDE, способный работать в режиме slave на кабеле, соединяющем жесткий диск с материнской платой. Вместо традиционного кабеля питания, имеется оригинальный 12-контактный кабель, питающий привод непосредственно с материнской платы. Пожалуй, это единственное препятствие к смене привода на более скоростное (10X) устройство. И ещё: если в процессе апгрейда вы не захотите менять дизайн своей приставки, придется открутить крышку привода и прикрутить её к новому приводу. А чтобы не было проблем с питанием нового привода, можно поставить двойник питания от разъема питания жесткого диска.
Интересно, что для просмотра DVD на приставке Microsoft вынуждает своих клиентов приобретать также специальный пакет за $30. В него входит всего-навсего инфракрасный пульт дистанционного управления и приемник, который подключается к порту манипулятора. Качество, с каким проигрываются диски, на самом деле заслуживает уважения. Мы сравнили приставку с Sony DVP-NS700P, и в чересстрочном режиме (480i) качество воспроизведения DVD через видеокабель нас порадовало. Настоящие же ценители качества и любители крутых домашних кинотеатров, скорее всего, разочаруются в приставке из-за ограничений в разрешении - она не может воспроизводить сигнал 480 строк в режиме прогрессивной развертки. Такое ограничение вызвано не проблемами с аппаратным обеспечением, а в отсутствии поддержки Macrovision в режиме 480 строк. Тем не менее, специалисты легко справятся с этим ограничением.
В сравнении с режимом 480p строк у NS700P, Xbox, конечно же, оказался не таким четким, но на фоне простеньких проигрывателей, приставка выглядит вовсе не так плохо. В сравнении же с PlayStation 2, Xbox явно выигрывает. Посмотрим, что получится после смены программного обеспечения PlayStation 2. С текущим же программным обеспечением на PlayStation видны ошибки при преобразовании 3:2. Итак, Xbox прекрасно справляется с проигрыванием DVD, но без поддержки режима 480p строк профессиональным аппаратам она все же уступает.
В увеличенном варианте представлены оба пульта
Кроме того, у нас есть несколько замечаний и к самому пульту. Во-первых, удаленно включать или выключать приставку вы не сможете - быть может, это вызвано аппаратными ограничениями. Во-вторых, нет кнопочки Eject - быть может, это также вызвано аппаратными ограничениями. В использовании пульт предельно прост. Обращение к опциям меню во время просмотра также нареканий не вызвало. Итак, с точки зрения простоты эксплуатации пульт получает 5 с плюсом, но если рассматривать пульт с точки зрения функциональности, оценка резко падает. За такие деньги можно было бы постараться и лучше.
Очевидно, что пульт сделан для популяризации приставки, и никак не предназначен для истинных любителей домашних кинотеатров.
Большинство пользователей ПК привыкли к разрешениям вроде 1024 x 768, но в телевизионном мире разрешения принято измерять строками по горизонтали. Например, при формате кадра 4:3 (соотношение ширины и высоты кадра), разрешение 1024 x 768 было бы представлено как 768p. Буква p означает, что развертка прогрессивная (в любой момент времени имеется 768 строк по горизонтали). Итак, в телевизионных стандартах разрешения 768p не существует, зато имеются разрешения 720p и 1080i - по формату кадра оба стандарта - 16:9. На компьютере это будет соответствовать разрешениям 1280 x 720 и 1920 x 1080. Последнее разрешение будет чересстрочным, так как ни один телевизор пока не позволяет работать с прогрессивной разверткой в разрешении 1920 x 1080.
Для создания видеопотока в приставке предназначен специальный чип от Conexant, поддерживающий следующие телевизионные стандарты: 480i, 480p, 720p и 1080i. Но максимальное разрешение на входе чипа составляет лишь 1024 x 768. Заметим, что разрешение на входе необязательно должно совпадать с разрешением на выходе. Но при изменении разрешения изображение будет либо масштабироваться, либо искажаться - в любом случае качества от таких трансформаций не прибавится.
Поддержка высоких разрешений (HD) достигается использованием специального устройства за $20. К устройству прилагаются аудио и видео RCA кабели. Итак, используются следующие разъемы (слева направо) цифровой выход звука (toslink/оптический), аналоговый выход звука на два канала, компонентный видео выход (Y Pr Pb).
Насколько нам известно, все выпускающиеся в настоящее время для Xbox игры работают в разрешении 640 x 480. Затем сигнал поступает на чип Conexant, который либо преобразует сигнал к разрешению для стандартного экрана (480i) или высококачественного экрана (HD 1080i), либо оставляет полное разрешение каждого кадра без изменений, когда посылает сигнал 480p или 720p. Итак, даже для владельцев высококачественных телевизоров HDTV, максимум, что предоставляет приставка - это разрешение 480p. Из-за требований к памяти, разработчики игр не рассматривают всерьез режим 1080i. При разрешении 1920 x 1080 количество пикселей для обработки увеличивается на 152600 (на 8%), чем при разрешении 1600 x 1200, и нам уже известно о требованиях к памяти в режиме 1600 x 1200. Учитывая пропускную способность памяти приставки в 6,4Гбайт/с, можно предположить, что разрешение 1080i будет доступно лишь в играх со сравнительно небольшими текстурами и без мелких деталей. Намного более предпочтителен режим 720p.
В режиме 720p количество пикселей для обработки увеличивается на 135168 по сравнению с режимом 1024 x 768. А с такой задачей легко справится практически любая карта, начиная с GeForce2 GTS, причем частота кадров будет выше 60 fps. К сожалению, необходимо отметить ещё одну проблему, с которой вы, скорее всего, столкнетесь. Дело в том, что большинство высококачественных телевизоров HDTV не поддерживает режим 720p, но поддерживает режим 1080i. Но беспокоиться по этому поводу не следует - изображение может быть преобразовано в режим 1080i как чипом, так и непосредственно телевизором. В итоге возникает вопрос, кто лучше справится с задачей трансформирования сигнала: чип, или телевизор. В будущем мы надеемся увидеть больше игр, поддерживающих режим 720p, так как сейчас даже при разрешении 480p без полноэкранного сглаживания возникают дефекты.
Итак, перед нами возникает следующая проблема - недостаточное использование полноэкранного сглаживания в современных играх. Ни одна из игр, которые мы тестировали (DOA3, Halo, NFL Fever or Project Gotham) не поддерживала полноэкранного сглаживания в режиме multisample, поддерживаемого графическим ядром. Сами же игры выглядели неплохо лишь благодаря текстурам с высоким разрешением и использованию пиксельных и вершинных программных шейдеров. Однако в играх все равно в той или иной степени проявляется эффект "лесенок". Благодаря же преимуществам полноэкранного сглаживания в режиме multisample, включение режима nVidia Quincunx не столь серьезно сказывается на производительности, особенно в 640 x 480. Единственная проблема, которая может возникнуть - это размытость текста. Но мы более чем уверены, что решить её можно. Использование более высоких разрешений (например, 960 x 720 (720p)) при прорисовке практически сведет на нет эффект лесенок. Для простых же смертных, у которых нет высококачественных телевизоров HDTV, лучшим выходом бы стала прорисовка игр в разрешении 640 x 480, и использование какого-нибудь полноэкранного сглаживания, будь то Quincunx, 2X или 4X - в зависимости того, каким образом используется пропускная способность памяти. И если в первых играх о полноэкранном сглаживании, к сожалению, и говорить не приходится, то мы надеемся, что в дальнейшем, разработчики учтут свои ошибки, и будут впредь использовать полноэкранное сглаживание.
Разъемы "на разрыв"
К манипулятору прилагается довольно длинный кабель - около трех метров. На кабеле имеется два разъема. Первый разъем "на разрыв" находится около начала кабеля у приставки. Этот разъем разъединится при небольшом натяжении кабеля.
Эта часть кабеля подключается к приставке
Второй же разъем подключается непосредственно к приставке, и для того, чтобы его разъединить, потребуется намного большее усилие. Вероятно, промежуточный разъем служит для повышения выносливости приставки. Если игрок сильно потянет за кабель - приставка не упадет, а просто разъединится кабель. Напомним, что внутри приставки работает жесткий диск.
Контроллер USB. К каждому из белых портов подключается два манипулятора
Если посмотреть на разъем манипулятора, он напоминает разъем USB. На самом деле, мы предполагали, что манипуляторы будут использовать разъемы USB и дополнительный провод питания для моторчиков внутри манипулятора. Скорее всего, они несколько мощнее, чем допускается спецификациями USB. Внутри приставки к плате контроллера можно подключить четыре манипулятора. Сам же контроллер затем подключается к материнской плате.
Концентратор USB на 4 порта от Texas Instruments
На этом контроллере имеется крошечный USB чип-концентратор, который вероятно и нужен для работы манипуляторов. Нам до сих пор не ясно, зачем он нужен, ведь имеется MCP-D, который может контролировать 6 USB портов. Чип рассчитан на 4 порта и создан Texas Instruments, к нему подключается четыре порта для манипуляторов, находящиеся сбоку приставки.
1) Сначала открутите все внешние винты. Они находятся под каждой из ножек приставки, плюс два скрытых винта. Один - под наклейкой FCC, второй - под наклейкой с серийным номером.
2) Переверните приставку, теперь можно снять крышку. И вот что вы увидите:
3) Отключите IDE кабель и кабель питания от жесткого диска. Пластиковый корпус крепится к приставке на единственный винт, открутите и его. Теперь можно вынуть жесткий диск из корпуса. Для того, чтобы достать диск, придется справиться со шнуром питания.
4) Привод DVD крепится к корпусу на два винта. Оба винта находятся спереди корпуса, по разные стороны . Перед тем как достать привод, необходимо открутить оба этих винта и отключить разъем питания желтого цвета и IDE кабель.
5) Теперь у вас полный доступ ко внутренностям приставки. Хотите достать материнскую плату - пожалуйста, крепеж не отличается от крепежа в обыкновенном компьютере. Обращайтесь с ней аккуратно, и позаботьтесь о статическом электричестве.
Sony также утверждает, что в процессоре имеется специальный блок для декодирования потока MPEG-2. Предполагается, он поможет при проигрывании DVD дисков. Хотя те же функции выполняет и графическое ядро NV2A, поэтому не стоит обращать особое внимание на данную возможность.
Главный же недочет Emotion Engine заключается в слишком маленьком размере кэша на кристалле. Предполагается, что данная проблема решится использованием высокоскоростной шины памяти. Кэша инструкций на 16 кбайт для такого процессора более чем достаточно, но вот размер кэша данных не очень радует - всего 32 кбайт. Поэтому, хотя на стадии разработки идея использования шины на 3,2 Гбайт/с может показаться безумной, на самом деле это не так, и следует учитывать, насколько важен с точки зрения производительности быстрый кэш L2 с хорошей пропускной способностью.
Основная же мощь этого процессора заключается в двух векторных устройствах - VU0 и VU1. Sony использует их в качестве дополнительных устройств для работы с плавающей точкой. Именно они помогают FPU в работе с трехмерными вычислениями T&L. Эти устройства на самом деле обладают огромной мощностью, но то, как они применяются, оставляет желать лучшего. Их мощь проявляется в надлежащем использовании VU в качестве конкурирующих последовательных модулей при обработке T&L вычислений в рендеринге, но поскольку PS2 обладает новой архитектурой, которая сильно отличается от старой, получить максимум от такой архитектуры проблематично. Именно на этой стадии нужно наработать опыт. Отметим, что разработчики игр получили приставки без каких-либо библиотек на C. Написание же модуля для взаимодействия указанных двух устройств и главного процессора - занятие не из простых. Большинство разработчиков просто не смогли справиться с такой работой. Внутри процессора эти два устройства соединяются по 128-битным шинам. То есть перемещение данных минуя процессор из одного устройства в другое - задача не из тривиальных.
О главном процессоре Xbox мы уже говорили - это процессор с ядром Coppermine, имеющий некоторые ограничения архитектуры x86. Но по крайней мере, это довольно известная архитектура, и разработчики программного обеспечения с ней хорошо знакомы. Тактовая частота процессора выше, чем у процессора PS2, но всем нам известно, что говорить только лишь о тактовой частоте особого смысла не имеет. Отметим кэш L2 на 128 кбайт с 256-битной шиной данных. Он обеспечивает должное поступление данных на исполнительные устройства процессора. Ещё важнее то, что самому процессору не придется выполнять никаких операций T&L. При правильно сконструированных играх главный процессор будет выполнять лишь функции AI, производить физические и другие вычисления. Все вычисления T&L, и трехмерный рендеринг будет производить графическое ядро. Изменение мышления разработчиков игр в сторону от возни с использованием главного процессора для вычисления T&L оказалось довольно трудным, но в результате это может привести к появлению очень красивых игр, особенно если будет правильно использовано графическое ядро.
Для того, чтобы обеспечить эти конвейеры данными, Sony встроила в кристалл графического процессора 4Мб памяти DRAM, которая соединяется с пиксельными конвейерами 2560-битной (это не опечатка) шиной. Работая на частоте 150МГц, графический процессор получает канал к этой памяти с пропускной способностью 48 Гбайт/с. Теоретически это означает, что обеспечить данными 16 пиксельных конвейеров особого труда не составит. Это одна из сильных сторон дизайна графического процессора. В то же время, это приносит массу неудобств, в связи с размером кристалла и требованиями к пропускной способности пиксельных конвейеров с усиленным параллелизмом.
Проблема же давно всем известна. Вся необходимая информация для преобразований кадров при частоте 60 fps практически не умещается на имеющихся 4Мб памяти. Поэтому, графическому процессору необходима высокоскоростная внешняя шина памяти. Как и во всех других приставках, графический процессор и главный процессор используют одну и ту же память и шину памяти. В PlayStation2 Sony решила воспользоваться услугами Rambus, и оснастила приставку 32Мб двухканальной PC800 RDRAM. Эта память соответствует конфигурации шины памяти в Pentium 4, поэтому её пропускная способность составляет 3,2 Гбайт/c. Именно эта шина используется основным процессором и графическим синтезатором приставки. Такого объема и величины пропускной способности едва хватает для кода и для текстур большинства игр. Именно поэтому большинство текстур в играх для PS2 имеют невысокое разрешение, особенно в сравнении с играми на ПК. И хотя встроенная в графический процессор память DRAM без сомнения помогает в решении этой проблемы, все равно, есть над чем подумать.
Полноэкранное сглаживание может быть вполне реализовано на GS, несмотря на существующие ограничения по пропускной способности и скорости заполнения, однако multisampling сглаживание при разработке не учитывалось. В результате этого, игры под PS2 славятся своим отвратительным качеством изображения, лесенками, и прочими прелестями. В основном к этому приводит низкое разрешение и отвратительная детализация текстур.
Мы уже обсуждали выгоды графического процессора Xbox. Без сомнения, на данный момент - это один из самых мощных графических процессоров, имеющихся на рынке. Без сомнения, правильным решением оказалось и то, что за основу были взяты ядра NV20/NV25, а пропускная способность памяти была увеличена в два раза по сравнению с графическим процессором PlayStation2. По сути, единственный параметр, по которому графическое ядро NV2A уступает PS2 - это отсутствие встроенной памяти DRAM. Важно отметить, что в настоящее время разработчики игр стараются использовать возможности пиксельных и вершинных шейдеров NV2A, что сулит много хорошего рынку игр для ПК. По крайней мере, разработчики игр для ПК увидят простоту, с какой внедряются эти шейдеры, и насколько потрясающие эффекты достигаются благодаря им.
Поддержка полноэкранного сглаживания также не лишена смысла. Но для того, чтобы пользователи оценили все возможности сглаживания, производители должны сперва их где-то применить. Ещё одно ограничение, к которому привыкло большинство разработчиков игр - обычно главный процессор занимается вычислениями T&L. В Xbox же разработчикам придется воспользоваться графическим процессором и его конвейером для программирования T&L.
Медиа и коммуникационный процессор приставки X-Box (MCP-D) обладает очень мощным DSP от Parthus, позволяющим осуществлять кодирование Dolby Digital, что позволяет создавать превосходный игровой DD5.1 звук, осталось добиться лишь поддержки производителей игр. Мы уже наблюдали довольно посредственную поддержку звука 5.1 в выпускающихся в настоящее время играх, но из того, что мы видели, мы сделали вывод, что качественный 5.1 звук должен присутствовать не только в приставках, но и в играх для ПК. В конце концов, цель практически любой игры - поставить игрока на место персонажа, за которого он играет. А хороший 5.1 звук только способствует выполнению этой цели.
С точки зрения устройств обработки ввода-вывода, Sony сделала очень неплохой выбор процессора. В частности, благодаря встроенным 2Мб DRAM памяти, на приставке можно играть практически в любую из игр для PlayStation (PSX). И хотя улучшений в графике ожидать не приходится, но по крайней мере, старые игры выбрасывать не придется.
С появлением PS2 Sony пришлось оборудовать систему жестким диском - карты памяти, кроме того, что дорого стоят, также характеризуются низким временем доступа. И если отсек расширения PS2 прекрасно подходит для добавления жесткого диска, который Sony планирует выпустить уже некоторое время, то после выпуска Xbox и GameCube это может оказаться слишком запоздалым и незначительным.
Поддержка USB и i.Link (IEEE-1394) не была использована в PlayStation2 вовсе, а с точки зрения сетевых игр (понятно, что именно такое будущее ждет все игровые приставки), платформе явно необходим контроллер Ethernet. К счастью для Sony, имея поддержку USB выпустить адаптер USB-10BaseT Ethernet окажется не так сложно, но зная любовь Sony продавать втридорога кучу вещей "в нагрузку" не стоит думать, что адаптер будет стоить дешевле $50.
Microsoft же очень тщательно отнеслась к планированию возможностей своей приставки. Стараясь разубедить пользователей в их мнении, что Xbox - не более, чем обыкновенный компьютер, Microsoft очень осторожно отнеслась к комплектации приставки, и чтобы она вовсе не напоминала компьютер, оставила на приставке лишь аудио-видео разъемы и порт Ethernet - никакой клавиатуры, никакой мыши.
Первые игры для Xbox были встречены всеобщим одобрением. Игры типа Dead or Alive 3 от Tecmo затмили даже игры для PC, и это несмотря на разрешение 640 x 480. В центре внимания долгое время оставалась и FPS производства самой Microsoft - Halo. Играя в нее, невольно вспоминаешь Half-Life. И чтобы платформа действительно оказалась популярной, этот бум в индустрии игр должен продолжаться. Но что, если разработчики не захотят создавать игры для Xbox? Ведь у них есть выбор, не так ли?
В следующей статье мы как раз рассмотрим альтернативу - GameCube от Nintendo.
Представляем вам GameCube от Nintendo. Из нашей статьи вы узнаете, как работает сама приставка, и что самое важное - как она соотносится с Sony PlayStation2 и Microsoft Xbox. Итак, перейдем к делу.
Тем не менее, подробной информации о процессоре приставки найти не удалось. Из того же, что мы сумели добыть, можно сделать вывод: PowerPC 750CXe в приставке практически не изменился. Добавилось около сорока новых инструкций (возможно, SIMD FP), предназначенных для увеличения производительности игр. Последователи архитектуры PowerPC быстро поймут, что эти дополнительные инструкции - это далеко не то же самое, что набор инструкций Motorola AltiVec SIMD. Возможно, процессор задействует лишь часть набора инструкций AltiVec. И скорее всего, используются только самые необходимые и важные с точки зрения возложенных на процессор функций инструкции.
Итак, эта производная PPC 750CXe с кодовым именем Gekko на самом деле очень проста. Ядро PowerPC обладает простым четырехступенчатым целочисленным конвейером. Основная его задача - обеспечить работу ядра на низких частотах. Для игр же более важны точные вычисления с плавающей точкой, а конвейер Gekko для операций с плавающей точкой имеет 7 ступеней. Так как Gekko относится к RISC процессорам, стадия выборки и декодирования (fetch/decoding stages) инструкций не занимает много времени процессора, в отличие от конкурента Xbox. Непосредственно после выборки RISC инструкций, они распределяются (dispatch), а тактом позднее они посылаются на исполнительные устройства.
PowerPC представляет собой процессор с 64-битной архитектурой. Gekko же использует только её часть - 32-бита. Процессор поддерживает 32-битную адресацию, и обладает двумя 32-битными целочисленными арифметико-логическими устройствами. Кроме того, имеется 64-битное устройство для выполнения операций с плавающей точкой, способное работать либо с одним 64-битным числом, либо с двумя 32-битными числами. При этом можно использовать 32 64-битных FP регистра. Кроме того, имеется столько же регистров общего назначения (GPR). В этом отношении GameCube переплюнула Xbox с её ограничениями архитектуры x86 и восемью регистрами общего назначения.
И хотя и Gekko, и процессор Intel, использующийся в Xbox, производятся по одинаковому техпроцессу (0,18 мкм), Gekko уступает процессору Intel из-за относительно короткого конвейера. В результате тактовая частота процессора не может превзойти 500МГц. В Gekko используются медные проводники. Известно, что они проводят электричество эффективнее алюминиевых, использующихся в том же Xbox. Но выиграть за счет этого в тактовой частоте процессора все равно не возможно. Итак, в GameCube тактовая частота процессора составляет 485МГц, - три частоты системной шины (162МГц). В результате более короткого конвейера увеличивается количество выполняемых за цикл инструкций. Однако, судя по всем данным, по производительности PowerPC 750 нельзя сравнить даже с Intel Celeron.
Те, кто имеет опыт работы с компьютерами, уже наверняка знают, что когда речь идет об играх, производительность процессора встает на задний план, если в системе имеются другие узкие места. Поэтому теоретически Gekko могло бы быть вполне достаточно. У нас же сложилось мнение, что его производительности не хватает.
Итак, выбор был остановлен на Gekko только лишь благодаря его физическим характеристикам: хотя размеры кэша L1 и L2 на кристалле больше, в сравнении с Xbox (64кб/256кб против 32кб/128кб) да и количество используемых в процессоре транзисторов здесь больше (более 21 миллиона против примерно 9 миллионов в Xbox), размер кристалла Gekko не превышает 45 квадратных миллиметров. Для сравнения, размер кристалла процессора Xbox примерно равен 100 квадрантным миллиметрам.
Gekko практически не выделяет тепла - он рассеивает примерно 5 Вт, работая на частоте 485МГц. И снова, в сравнении с Xbox этот показатель в три раза лучше.
В итоге, хотя Gekko и проигрывает по производительности процессору Xbox, размер его ядра меньше, и тепла он выделяет меньше. Это сказывается и на стоимости приставки (она становится дешевле), и на её размерах, что целиком удовлетворяет поставленные Nintendo задачи.
Пропускная способность системной шины Gekko больше, чем у процессора Xbox - шина работает на частоте 162МГц, а не 133МГц (по спецификации Intel AGTL+). В результате процессор соединен с северным мостом каналом в 1,3Гб/с. Сам же северный мост, как и в платформе Xbox на базе nForce, встроен в один чип вместе с графическим ядром.
Настало время познакомиться с приятелем Gekko - мы называем его Flipper.
И хотя сам чипсет появился слишком поздно для рынка Super 7, ArtX привлекла внимание Nintendo, с коей и заключила контракт на производство графического ядра для приставок следующего поколения. В итоге эта малоизвестная компания была куплена намного более известным игроком в этой индустрии, компанией ATI.
Но уже во время заключения этой сделки - в середине 2000 года - разработка GameCube, как и разработка чипов ATI для компьютеров следующего поколения, была завершена. И хотя обе компании находились теперь под одной крышей, объединить усилия при создании графического ядра для GameCube не удалось. Впрочем, ATI поступила очень мудро, добившись размещения наклейки ATI на корпусе GameCube. Такая маркировка - по сути снабжение товара торговой маркой - очень сильный ход, особенно в свете планов ATI. Как-никак, партии приставок разойдутся миллионными тиражами, и это очень сильно поддержит ATI. И когда счастливый пользователь GameCube решит обзавестись новой видеокартой, скорее всего он обратит свое внимание на продукцию ATI.
На материнской плате приставке кроме различного рода микросхем памяти имеется всего два чипа. Первый - это уже известный нам процессор IBM Gekko. Второй чип - это интегрированный северный мост, контроллер ввода-вывода и графический процессор производства команды ArtX, которая входит сейчас в ATI. По размерам этот чип ещё меньше Gekko. Сам же по себе он представляет не меньший интерес. Имя ему - Flipper.
Итак, чип Flipper содержит 51 миллион транзисторов, создан он по техпроцессу 0,18 мкм (на этот раз меди в нем нет), а компания-производитель - NEC. Несмотря на большое количество транзисторов, и несмотря на такую мощь и функциональность ядра, по размерам Flipper не превышает 106 квадратных миллиметров. Можно считать, по размерам он равен процессору Xbox. Единственный видимый недостаток - техпроцесс. Ведь новые графические процессоры ATI, как и интегрированный графический процессор Xbox созданы по техпроцессу 0,15 мкм. Благодаря этому примерно на 30% уменьшается размер ядра, по сравнению с 0,18 мкм собратьями. Быть может, в ближайшем будущем графический процессор Xbox будет выпускаться по техпроцессу 0,13 мкм - ведь ко второй половине 2002 года TSMC дозреет до техпроцесса 0,13 мкм. Причину, по которой Flipper выпускается по техпроцессу 0,18 мкм, мы объясним позднее.
Именно на Flipper возложена роль северного моста - ведь он соединен с главным процессором Gekko 64-битной шиной, работающей на частоте 162МГц. Сам чип работает тоже на частоте 162МГц, что благотворно влияет на сокращения задержек при выполнении операций, ведь при этом все шины работают синхронно. Кроме того, это означает, что и графическое ядро работает на той же частоте.
Несколько слов о графическом ядре Flipper - это достаточно простой графический процессор с фиксированной функциональностью. Работу ядра обеспечивает память с большой пропускной способностью. Но сначала все же рассмотрим архитектуру самого графического ядра. Итак, в каждый момент времени Flipper работает с четырьмя пикселями благодаря использованию четырех пиксельных конвейеров. Каждый из этих конвейеров может накладывать по одной текстуре на пиксель. Это сразу же наводит на мысль, что на дизайн ArtX ATI вообще никак не повлияла. А то, что конвейеры и Radeon, и GeForce2 могут накладывать одновременно минимум по две текстуры на пиксель - сейчас оказывается очень даже кстати, ведь уже ни одна современная игра не использует только одну текстуру на пиксель.
То, что функциональность T&L модуля у Flipper фиксирована - несколько разочаровывает. Но для ArtX было практически невозможно внедрить технологию SmartShader от ATI - технологию программируемых пиксельных и вершинных шейдеров, и при этом уложится в график Nintendo. Единственное, что говорит в пользу GameCube - это то, что Flipper полностью задумывался как процессор для игровой приставки, и его T&L устройство более соответствует требованиям разработчиков, нежели более ранние модели T&L устройств для графических карт ПК. И хотя может быть оно лучше подходит для игровых приставок, чем первые T&L устройства для персональных компьютеров, факт остается фактом. Из-за фиксированной функциональности конвейера T&L, разработчики игр столкнутся с некоторыми ограничениями. За два года мы уже разобрались, чем чревата фиксированная функциональность T&L модулей в играх на ПК, и не хотелось бы, чтобы те же проблемы возникли и перед разработчиками игр на Flipper.
Когда речь идет об игровых приставках, очень важным фактором считается возможность полноэкранного сглаживания. Поэтому отметим, что Flipper поддерживает полноэкранное сглаживание. Ядро обеспечивает 7-семпловое multisample полноэкранное сглаживание. Но справедливости ради отметим, что в таком режиме игры будут тормозить. ATI заявила, что количество сэмплов можно изменять - все зависит от воли разработчика. Но пока же, как и в случае с Xbox, мы не обнаружили ни одного случая, когда бы применялось полноэкранное сглаживание - пока таких игр ещё не появилось.
Зная рабочую частоту ядра (162МГц), можно сказать, что графическое ядро Flipper в отношении скорости заполнения ничего особенного не представляет. Тем не менее, это достаточно эффективный графический процессор. Эффективность обусловлена использованием встроенной памяти DRAM.
Кэш на кристалле процессора Gekko, как и любого другого графического процессора, представляет собой статический тип памяти - Static RAM, SRAM. Слово "статическая" появилось в результате того, что в отличие от DRAM (Dynamic Random Access Memory), ячейки этой памяти не должны постоянно "обновляться", чтобы хранить данные (ведь в основу DRAM положено емкостное сопротивление: через некоторое время заряд теряется, и если его не "обновить", данные потеряются). Одна из причин, по которой DRAM работает медленнее, чем SRAM - это постоянный процесс "обновления". А самый популярный способ "обновлять" данные - это считывать данные.
Все это было бы просто замечательно, если бы не необходимость в считывании или записи для "обновления" данных. SRAM избегает этого с помощью 4-6 транзисторов, которые статически сдерживают данные в памяти. С другой стороны, для хранения данных в DRAM используется всего лишь один транзистор в сочетании с конденсатором. Благодаря конденсатору значительно уменьшается размер ячеек DRAM на кристалле. В результате производство памяти обходится дешевле. Но при этом возникает проблема "обновления" данных, о которой мы уже рассказали.
Именно вследствие ценового фактора память SRAM не используется в больших количествах. Ведь она в несколько раз дороже DRAM. Поэтому SRAM не используют в качестве основной памяти системы. Но применение этой памяти в небольших объемах очень даже оправдано. Например, она идеально подходит для кэша.
Компания Monolithic System Technology, Inc. (MoSys) предложила более разумный дизайн памяти. Благодаря этому решению производительность новой памяти не уступала SRAM, а стоимость при этом сильно не возросла.
Технология, над которой работала MoSys, носит название 1T-SRAM. Название указывает на то, что в памяти используется один единственный транзистор (1 transistor - 1T) вместо стандартных 6 транзисторов. По сути дела, такое решение больше похоже на модернизацию DRAM, а не на SRAM. А все потому, что для сохранения данных эта память все так же требует "обновления" ячеек. Разница лишь в том, как именно происходит это "обновление". По сведениям MoSys, дизайн 1T-SRAM позволяет добиться "маскировки" процесса обновления данных, в результате по времени задержки и по пропускной способности новая память не уступает традиционной SRAM (хотя и не превосходит). Очевидно, что подтвердить такое утверждение, или опровергнуть его будет очень сложно, так как пока память 1T-SRAM используется лишь на очень малом числе пригодных для тестирования платформ. Но очевидно и то, что задержки на самом деле меньше, и пропускная способность используется эффективнее. Остается вопрос, сколько это будет стоить.
MoSys утверждает, что размер кристалла памяти 1T-SRAM 64Мбит является на 10-15% больше, чем у аналогичной памяти SDRAM. И хотя кому-то это может показаться незначительным, не стоит забывать, что по размерам 64Мбит RDRAM память на 15-30% больше 64 Мбит SDRAM. В результате добавочная стоимость чипа 1T-SRAM будет составлять от 30% до 100% добавочной стоимости чипа RDRAM (мы оцениваем лишь цену производства без лицензионных выплат) по сравнению с чипом SDRAM. Тем не менее, 1T-SRAM будет в любом случае дешевле, чем обычная память SRAM, опять же вследствие того, что вместо шести транзисторов используется лишь один.
В смысле же производительности оценить 1T-SRAM будет очень сложно, так как мы не встречали ещё пригодных для тестирования платформ с этой памятью. Поэтому делать какие-либо предположения или сравнения очень сложно. Отметим только, что Nintendo планирует полностью использовать память 1T-SRAM в своих приставках GameCube.
Итак, графическое устройство Flipper состоит из 51 миллиона транзисторов, примерно половина из которых предназначена для 1T-SRAM. Если бы Flipper использовал традиционную SRAM, в нем бы работало не 51, а 170 миллионов транзисторов. В результате размер кристалла оказался бы больше, чем размер обоих кристаллов Xbox. Использование 1T-SRAM вместо традиционной SRAM необходимо для обеспечения Flipper достаточным объемом памяти.
2 Мб Z-буфер/кадровый буфер оказывается как нельзя кстати. Из наших опытов с HyperZ и популярными архитектурами рендеринга, с которыми работает Z-буфер, мы знаем, как сильно они используют пропускную способность памяти. Итак, этот Z-буфер на кристалле полностью исключает обращения к основной памяти, в результате чего снижается нагрузка на и без того ограниченный по пропускной способности канал от графического устройства Flipper к основной памяти. Для тех, кого интересуют подробности, скажем, что в чипе имеется четыре устройства памяти 1T-SRAM, в сумме дающие 2Мб. Каждое из этих устройств соединяется по 96-битной шине, что в сумме дает пропускную способность в 7,8 Гбайт/с. Такую пропускную способность Z-буфера можно сравнить с монстрами типа Radeon 8500 или GeForce3 Ti 500. Так как память 1T-SRAM скоростная, то и все обращения к Z-буферу происходят очень быстро. Кроме того, отображаемая поверхность также сначала попадает в эти 2Мб, а уже затем пересылается на внешнюю память для отображения. В результате этого снижается зависимость от пропускной способности основной памяти.
Кэш текстур на 1Мб обеспечивает систему текстурами, но он не играет такой роли, как, скажем, Z-буфер на 2Мб. В нем используется 32 устройства 1T-SRAM (каждое по 256 кбит), и каждое из них соединено 16-битной шиной. В результате пропускная способность кэша составляет 10,4 Гбайт/с.
Первое, что заставляет задуматься насчет устройств 1T-SRAM на кристалле Flipper - это то, что они очень кстати подошли бы для платформы PC. Впрочем, вряд ли кто-то вздумает просчитывать графику на Flipper в разрешении большем, чем 640 x 480 (надо сказать, это разрешение не сильно загружает пропускную способность памяти), при современных графических картах лишь немногие игроки согласятся играть в разрешениях, меньших, скажем, чем 1024 x 768. Но хорошо бы оснастить карты таким же 2 Мб Z-буфером, встроенным в кристалл. Это положительно бы сказалось на производительности, особенно если учитывать, насколько требовательнее к пропускной способности памяти большинство игр для PC. ATI, пожалуй, в самом деле стоит задуматься об использовании подобных технологий в своих продуктах для PC. Но скорее всего, это окажется слишком дорогим удовольствием.
Кроме того, возможно, со временем производить Flipper станет дешевле. В настоящее время NEC выпускает встроенную DRAM по 0,15 мкм технроцессу, но пока эта технология не настолько хороша, как 0,18 мкм eDRAM. Именно по этой причине в настоящее время Flipper производится по техпроцессу 0,18 мкм. Ко второй половине следующего года, вероятно, развитие технологии позволит создавать eDRAM по техпроцессу 0,13 мкм. А это означает, что в 2003 году мы сможем увидеть Flipper с техпроцессом 0,13 мкм. Переход на 0,13 мкм техпроцесс позволит вдвое уменьшить размер ядра, а производить кристалл меньших размеров дешевле. Но все это зависит от NEC.
Всего на материнской плате имеется два чипа 1T-SRAM по 12Мбайт
Но мы не уверены, захочет ли Nintendo продолжать использовать 1T-SRAM даже в главной памяти. Ведь уже имеется значительно более быстрая DDR SDRAM, в том числе и в XBox используется 200 МГц DDR SDRAM, которая обеспечивает большую пропускную способность, чем 1T-SRAM в GameCube. Жаль, что решение об использовании памяти было принято до приобретения ArtX компанией ATI, иначе бы в приставке работала 128-битная DDR шина памяти, как в Radeon. Поэтому, единственная выгода от использования 1T-SRAM в качестве основной памяти - это низкие задержки при доступе к памяти, а, следовательно, и более эффективное использование шины. А если учитывать, что шина памяти синхронизирована с системной шиной Gekko и рабочей частотой Flipper (шина памяти работает в два раза быстрее - 324МГц = 162МГц*2), можно предположить, что с таким дизайном время задержки сокращается до минимума. Итак, мы видимо что при разработке акцент был смещен в сторону эффективности, а не в сторону "грубой силы".
Но если бы разработчики решили, что мощностей для кодирования в реальном времени достаточно (как в случае с DTS кодированием EA на PlayStation2), и захотели бы это попробовать, цифрового выхода для этих целей в Nintendo все равно не имеется. Мы знаем лишь один случай, когда было создано что-то необычное, отличное от стандартного Stereo или Pro Logic, - это Dolby Pro Logic II в Star Wars Rogue Squadron II.
Dolby Pro Logic II - это алгоритм, выделяющий звук 5.1 из стерео сигнала путем сравнения отличий и сходств двух сигналов. Такая технология известна также как матричный декодер (matrix surround decoder), так как с его помощью создается большее количество каналов, чем имеется в исходном сигнале. И хотя такая технология не сравниться с отдельными аудио сигналами 5.1, с которыми работает Dolby Digital или DTS, это лучше, чем стандартная Pro Logic, появившаяся ещё в 1970-х. Кроме того, новая технология полностью совместима с Pro Logic, то есть сигнал Pro Logic II без проблем можно проиграть на приемнике Pro Logic, и наоборот.
В случае же Game Cube, закодированный в Pro Logic II сигнал можно воспроизвести как в стерео, так и на устройстве Pro Logic - в силу совместимости. Отметим, что в последнем случае сигнал воспроизводится с моно surround, пропускная способность центрального и surround каналов ограничена (на каждом из этих каналов применяется фильтр нижних частот на 7КГц). Что же касается разделения каналов, то оно не такое хорошее, как на стандартном декодере Pro Logic.
С другой стороны, раздельный сигнал 5.1 использует для своих пяти основных каналов всю пропускную способность. По самой своей природе, он поддерживает полное разделение каналов, при этом направляя конкретный звук на конкретный канал.
Pro Logic II только начинает обретать популярность в приемниках, а Dolby Digital используется повсеместно уже несколько лет. Очевидно, Pro Logic II станет стандартом для приемников. Но лишь через год или два. И любое устройство, поддерживающее Pro Logic II будет также поддерживать и Dolby Digital и DTS. Что же касается Pro Logic, то уже лет пятнадцать она имеется практически на каждом многоканальном приемнике.
Ещё один интересный факт, касающийся звукового процессора - он связан с 16Мб DRAM 8-битной шиной памяти, работающей на частоте 81МГц (половина рабочей частоты Flipper). Очевидно, 16Мб памяти для обработки звука более чем достаточно. Эту память можно использовать и для хранения любой другой информации, не критичной к пропускной способности, которая составляет всего 81 Мбайт/с.
Для дополнительных устройств на приставке имеется два последовательных порта и один высокоскоростной параллельный порт. Все устройства управляются с помощью Flipper, в который встроен контроллер ввода-вывода для этих портов. Два последовательных порта - собственной разработки (не USB, как в Xbox). Они позволяют передавать данные на скорости до 27 Мбит/с. И хотя это означает, что скорость работы адаптера Ethernet будет значительно ниже 100 Мбит/с, такой скорости более чем достаточно, учитывая, что копировать большие файлы не придется. Кроме того, такой пропускной также достаточно и для предполагаемого 56K модема.
Высокоскоростной параллельный порт также является собственной разработкой. Он способен передавать данные со скоростью 81 Мбайт/с (на той же скорости, что и встроенная звуковая DRAM). Для жесткого диска этого вполне хватает.
Игровые записи сохраняются на картах памяти, но они в комплект поставки не входят. Объем карт составляет 512 кб, они известны под именем Memory Card 59, так как имеют 59 блоков для записей. В большинстве случаев игроки обходятся 1-4 блоками, хотя некоторые игры используют и все 10, а то и 40 - скажем, для сохранения всего сезона Madden 2002. Выгода от такого небольшого (по сравнению с Sony 8Мб) объема очевидна - такая карта стоит всего $15. А места на ней более чем достаточно для большинства пользователей. Опять же доступ к этой карточке осуществляется значительно быстрее, чем к карте памяти в PlayStation2.
И снова возникает вопрос: насколько популярными будут эти карты. И если пользователи Xbox вовсю пользуются интегрированным Ehternet (устроить такую прелесть для Microsoft практически ничего не стоило), то, чтобы хотя бы узнать, какой ценой обойдется поддержка сетевой работы GameCube, придется подождать.
Итак, Nintendo внедрила свою собственную спецификацию мини-DVD. Здесь используются трехдюймовые диски на полтора гигабайта. Можете сравнить их с полноразмерными дисками DVD9 на 9Гб в Xbox.
Сам по себе привод работает с постоянной угловой скоростью (CAV). То есть данные он считывает быстрее с внешних дорожек, а не с внутренних. Привод DVD в Xbox также является приводом с постоянной угловой скоростью. Он считывает данные со скоростями 2,5 - 6,25 Мбайт/с. Привод GameCube работает несколько медленнее, и может считывает данные с внутренних дорожек со скоростью 2 Мбайт/с, а с внешних - со скоростью 3,125 Мбайт/с.
Несмотря на все это, все игры для GameCube загружаются довольно быстро. Но необходимо заметить, что ни в одной из игр не используются настолько детализованные сцены или текстуры, какие используются в играх для Xbox.
Так как привод физически не поддерживает DVD диски, GameCube нельзя использовать в качестве DVD плеера. В ответ на это Nintendo заявляет, что приставка разрабатывалась лишь как игровое устройство, и для других целей она не предназначена. Планируется, что в Японии Panasonic будет выпускать GameCube с возможностью проигрывания DVD дисков. Но производиться такая приставка будет лишь только в Японии.
Сзади приставки имеется два порта. Один из них обозначен как аналоговый аудио-видеовыход для всех композитных и S-video разъемов, другой же неправильно маркирован как цифровой аудио-видеовыход (сигнал выдается все равно аналоговый) для компонентных соединений.
Компонентные кабели стоят $30. Для аудио-выхода требуются аналоговые AV-кабели, а для цифрового компонентного видеовыхода (Y Pr Pb) - цифровые AV-кабели. И если в Xbox использовалось специальное устройство (HD pack), в GameCube эти кабели соединяют приставку и телевизор напрямую. Теоретически, такое решение лучше, чем в Xbox, где кабели подключаются к внешней коробке. Впрочем, если коробку не помещать в области с сильными помехами, то все будет нормально. Мы в куре, что можно приобрести компонентные кабели Monster для Xbox, но не за такую же цену...
Переключать режимы между 480i и 480p можно непосредственно из игры. В большинстве игр если имеется цифровое аудио-видео соединение, вас спросят, хотите ли вы играть в режиме прогрессивной развертки (480p).
Именно к этой плате подключается четыре манипулятора консоли.
Кроме того, на ней крепится элемент питания для BIOS и кнопка сброса (reset - в верхнем левом углу).
Nintendo действительно постаралась на славу, создав контроллер для GameCube. Манипулятор подходит практически под любую руку, хотя некоторым из нас он показался все же слишком маленьким. Благодаря размерам контроллера, приходится использовать менее мощные моторчики отдачи, чем в Xbox. Но это вовсе не так плохо.
Контроллер GameCube кажется намного естественнее, чем любой из его собратьев.
Единственное, на что приходится сетовать - это длина шнура. Уж слишком он короткий - всего шесть дюймов, против девяти у Xbox.
Приставка GameCube по размерам очень мала, но реальный размер можно уловить лишь только увидев приставку собственными глазами. Nintendo, по всей видимости, не очень хотела, чтобы её приставки вскрывались. Поэтому, чтобы открутить четыре болта, которыми закручена приставка, вам придется приобрести специальный ключ с гранью 4,5мм - такой же ключ используется для разборки Nintendo64. Если у вас есть ключик для открывания картриджей для Nintendo64 - знайте, его грань составляет 3,8мм - и им вскрыть GameCube не получится. Тот же ключ, который позволяет вскрывать приставку, в специализированных магазинах обозначается как "gamebit" (картинка справа).
Как обычно, мы не несем никакой ответственности за все, что может случиться с вашей приставкой, и напоминаем, что после такого рода манипуляций вы лишитесь гарантий на приставку.
1) Первым делом открутите все четыре болта - с помощью того самого трубчатого ключа. Итак, после снятия крышки вы увидите следующую картину.
На этой картинке мы уже сняли переднюю и заднюю крышки - после откручивания верхней панели они снимаются очень легко. Провода сзади ведут к кулеру, который изображен ниже:
Кулер в сборке также вынимается очень легко. Здесь вы найдете разъем и выключатель питания.
2) Снятие привода mini-DVD откроет кожух над материнской платой, Gekko и Flipper. Если открутить винты и снять кожух, то вы увидите большой теплоотвод, как изображено ниже:
3) Затем вы, вероятно, захотите открутить шесть винтов, которыми прикручен теплоотвод. Для этого вам потребуется отвертка поменьше - четыре винта находятся между ребер. Тогда теплоотвод можно будет сдвинуть, а затем и вынуть. Когда будете вынимать - постарайтесь не повредить плату. Чтобы вынуть теплоотвод, необходимо применить некоторые усилия:
4) Теперь можно внимательно рассмотреть саму материнскую плату. Два разъема спереди предназначены для карт памяти, два разъема сзади - для аналогового и "цифрового" аудио-видеовыходов. Разъем, находящийся ближе к верхнему правому углу - это интерфейс привода mini-DVD.
5) Если достать материнскую плату, можно рассмотреть её с обратной стороны:
Итак, против часовой стрелки, начиная с верхнего левого угла, мы видим разъем питания, первый и второй последовательные порты, и, наконец, разъем высокоскоростного параллельного порта.
6) На размере приставки сказывается и тот факт, что источник питания не выпрямляет ток. Выпрямление происходит во внешнем устройстве, поставляемом с приставкой.
С точки зрения чистой производительности, Celeron 733 (с 4-way ассоциативным кэшем L2) обойдет PowerPC750 на 500МГц практически в любом синтетическом тесте. Мы можем принять как должное, что процессор, работающей на частоте 733МГц и имеющий системную шину 133МГц и 8-way ассоциативный кэш L2, будет работать быстрее Gekko. Поэтому по чистой производительности Xbox выигрывает.
Обе платформы обладают хорошими компиляторами. Стоит снять шляпу перед IBM Gekko - у него очень гибкая система команд.
Но где GameCube действительно показывает себя с наилучшей стороны, так это в выделении тепла и в размере кристалла. Gekko примерно на треть меньше тепла, чем процессор Xbox, а по размерам почти вдвое меньше. Поэтому в производстве он значительно дешевле, и все это, в конечном счете, сказывается на стоимости всей приставке - GameCube продается за $199, а не за $299, как Playstation2 или Xbox.
Благодаря MoSys и встроенной 1T-SRAM, графический процессор GameCube превосходит по эффективности своих конкурентов. Тем не менее, фиксированная функциональность конвейера для T&L вычислений все же сказывается. И опять же, вклад ATI в дизайн устройства смог бы оказаться очень полезным. Досадно, что ATI приобрела ArtX уже после того, как приставка была разработана, в противном случае мы бы смогли наслаждаться преимуществами программируемого T&L конвейера.
Для демонстрации мощи графического процессора и его функциональности можно обратиться к ядру NV2A, использующемся в Xbox. Игры типа Dead or Alive 3 - прекрасные образцы того, как просто разработчикам создать пользовательские пиксельные и вершинные шейдеры, и как здорово они сказываются на играх.
Flipper, как и NV2A, поддерживает сжатие текстур, что помогает в использовании текстур высокого разрешения. В первых играх для GameCube мы видели некоторое количество текстур в невысоком разрешении, по сравнению с Xbox. Быть может, разработчики второпях не воспользовались преимуществами технологии, или быть может, виной тому недостаточная пропускная способность основной памяти - делать выводы сейчас слишком рано.
С точки зрения устройств ввода-вывода также выигрывает Xbox. Причиной тому - встроенный жесткий диск и адаптер Ethernet. История показала, что дополнительные устройства для игровых приставок заканчивают плохо, и нет смысла ожидать каких-либо значительных успехов от дополнительных устройств к любой из приставок-конкурентов. Что замечательно, несмотря на наличие жесткого диска и быстрого привода DVD, время загрузки Xbox лишь немногим лучше, чем у GameCube.
Тем не менее, чтобы делать достоверные утверждения о времени загрузки, необходимо поиграть в одинаковую игру на обеих приставках (Теоретически Xbox должна загружать игры быстрее). Но по имеющимся играм создается впечатление, что игры для GameCube загружаются намного быстрее, чем для Xbox.
С визуальной точки зрения, судя по имеющимся в настоящее время играм, можно сказать, Xbox одерживает верх. И хотя игры вроде Rogue Squadron II или Super Smash Brothers Melee для GameCube позволяют приставке "поиграть мышцами", качество графики не совсем сравнимо с тем, что имеется, скажем, в DOA3 под Xbox.
Пока слишком рано делать какие-либо серьезные выводы и заявлять о победе какой-либо приставки, но, судя по спецификациям, можно утверждать, что в целом Xbox - приставка помощнее. И хотя встроенная на кристалл Flipper 1T-SRAM позволяет значительно увеличить производительность, в целом приставка не такая скоростная, как связка Intel/nVidia внутри Xbox. А такие возможности, как кодирование Dolby Digital в реальном времени, или мощное программируемое T&L ядро, набор инструкций которого доступен каждому вот уже несколько лет, являются лишь вершиной айсберга. Использование изохронных каналов в шине HyperTransport гарантируют её бесперебойную работу. Это очень важно, когда речь идет о кодирования DD, о считывании данных с винчестера или о работе с сетью.
За Nintendo же стоит мощная поддержка энтузиастов, это приставка с большой историей, с классными играми сторонних производителей и с особым отношением к сюжету и к качеству игры. GameCube сконструирована очень грамотно, и, без сомнения, дешевле, в производстве - благодаря чипам Gekko/Flipper. И если бы не Xbox, равной GameCube среди приставок не было бы. В дальнейшем же мы ожидаем продолжение здоровой конкуренции между этими двумя приставками.
С точки зрения же персональных компьютеров, Xbox уже показала нам, чего можно ожидать от nVidia. Что же можно предположить о будущем ATI по дизайну Flipper от ArtX? Понятно, что технология от ArtX могла бы выиграть, если бы в дело вмешалась ATI. Но ATI просто приобрела ArtX, и теперь уже встает вопрос, как ArtX сможет повлиять на ATI. Здесь действительно есть над чем задуматься.
Похоже, только время сможет дать ответ на этот и другие вопросы, поднятые в этой и других статьях нашей серии. Надеемся, вам понравились наши обзоры Xbox и GameCube.