Gra na trzy procesory

Xbox - konsola Microsoftu - pod względem swojej budowy bardziej przypomina peceta niż typową maszynkę do gier. Nie inaczej będzie z Xboksem 2 - z tym, że ta konstrukcja ma znacznie więcej wspólnego z dzisiejszymi superkomputerami

Obecnie dostępne na rynku konsole do gier – Sony PlayStation 2 i Microsoft Xbox – święcą tryumfy swojej popularności. Rzesze fanów wykorzystują te maszyny już nie tylko do „rachowania kości” wirtualnym przeciwnikom, ale również coraz częściej do oglądania filmów w formacie DVD i DivX, słuchania muzyki czy surfowania po Internecie (patrz: $(LC106910:Kino z pudełka)$). Nic dziwnego, że coraz częściej stają się one domowymi centrami multimedialnej rozrywki – a wszystko to za sprawą niskiej ceny (ok. 1000 zł) i ogromnej mocy obliczeniowej umożliwiającej generowanie grafiki, o której domowe komputery z najlepszymi akceleratorami 3D mogą jedynie pomarzyć.

Nowa konsola raz na cztery lata

Zarówno PlayStation 2, jak i Xbox należą do urządzeń czwartej generacji i są obecne w sklepach już od kilku lat. Tymczasem przeciętny rynkowy czas życia konsoli wynosi ok. czterech do pięciu lat, dlatego już dziś trwają intensywne prace nad nowymi maszynami do gier o mocy obliczeniowej dzisiejszych… superkomputerów. Ale po co konsolom tak ogromna moc obliczeniowa? Przecież służą one do domowej rozrywki i nikt nie będzie przeprowadzał na nich obliczeń związanych np. z symulacją pogody. Odpowiedź na to pytanie jest wyjątkowo prosta. Chodzi bowiem o wspomnianą cztero- -pięcioletnią rynkową żywotność urządzenia i jego zamkniętą architekturę.

Taka konstrukcja konsoli oznacza, że w trakcie jej eksploatacji niemożliwa jest rozbudowa urządzenia. Nie chodzi tu jednak o moduły i układy rozszerzające jej funkcjonalność (tzw. MOD-y i MOD-chipy), ale o możliwość wymiany np. procesora czy kości graficznej. Zamknięta architektura konsoli ma zarówno swoje zalety, jak i wady. Do tych pierwszych zaliczyć należy to, że wszystkie urządzenia z danego modelu, niezależnie od daty produkcji, są takie same. Dzięki temu twórcy oprogramowania mogą zoptymalizować swój software pod konkretny sprzęt, a użytkownicy nie muszą się martwić, że jego konfiguracja nie sprosta wymaganiom aplikacji. To właśnie dzięki temu wydawane na konsole tytuły gier olśniewają swoją szatą graficzną i płynnością animacji oraz urzekają generowaną muzyką.

Z drugiej jednak strony brak możliwości rozbudowy sprzętu z czasem ogranicza funkcjonalność konsoli. Podczas gdy komputery osobiste i oprogramowanie do nich z roku na rok stają się coraz doskonalsze – wystarczy przypomnieć sobie, jak zmieniły się gry i karty graficzne w ciągu kilku ostatnich lat – konsole, stojąc w miejscu, starzeją się. To właśnie dlatego tak ważne jest skonstruowanie urządzenia, które w dniu swojej premiery będzie dysponowało ogromną mocą obliczeniową, a wszystko po to, aby po kilku latach gry pisane na ten sprzęt dalej olśniewały użytkowników nie tylko swoją fabułą, ale i oprawą multimedialną.

Budujemy domowy superkomputer

Konsole do gier piątej generacji – Sony PlayStation 3 (patrz:$(LC85626: Pecet do lamusa?)$) oraz Microsoft Xbox 2 określany też kodową nazwą Xenon – bedą dysponowały ogromną jak na dzisiejsze czasy mocą obliczeniową. Pierwsza maszyna będzie w stanie wykonać bilion operacji zmiennoprzecinkowych w ciągu sekundy (1 teraflop), moc drugiej szacowana jest zaś na 2,1 teraflopa! Dla porównania: sprawność obliczeniowa procesora Pentium 4 3,06 GHz wynosi ok. 12 gigaflopów.

Z ujawnionej w Internecie dokumentacji wynika, że za tak potężną wydajnością Xenona stoi trzyrdzeniowy 64-bitowy procesor IBM bazujący na technologii PowerPC. Pracować on ma z częstotliwością zegara nie mniejszą niż 3,5 gigaherca. Układ wytwarzany będzie w półprzewodnikowej technologii SOI (Silicon-on-Insulator), czyli tej samej co Athlony 64 firmy AMD, ale w wymiarze 65, a nie 90 nanometrów.

Architektura każdego rdzenia CPU umożliwia jednoczesne przetwarzanie dwóch symetrycznych wątków programu (sześciu dla całego procesora), a to dzięki technologii współbieżnej wielowątkowości SHT (Symmetric Hardware Threads), podobnej do techniki Hyper-Threadingu znanej z Pentium 4. Całość przypomina jednak wielopotokową budowę kart graficznych. Podobnie jak w akceleratorach 3D, w układzie IBM-u każdy wątek (potok) ma do dyspozycji wydzielone 64-bitowe zmiennoprzecinkowe rejestry skalarne i 128-bitowe rejestry wektorowe. Ich budowa i sposób działania został zaczerpnięty wprost z procesorów PowerPC. Oczywiście wprowadzono również kilka usprawnień polegających m.in. na możliwości bezpośredniego sterowania operacjami wektorowymi za pomocą prostych instrukcji skalarnych. Zdecydowano się też na zgodność procesora na poziomie mikrokodu z instrukcjami języka C. Co ciekawe, na prośbę Microsoftu inżynierowie z IBM-u zaimplementowali w procesorze mechanizmy uniemożliwiające uruchomienie nielegalnie skopiowanych programów, a samą konsolę Xbox 2 przed nieautoryzowanymi przeróbkami. Niestety, nie wiadomo jeszcze, na czym te zabezpieczenia mają polegać.

Najważniejsze zmiany w architekturze Xboksa 2
Nowa konsola Microsoftu wyposażona zostanie w szereg nowatorskich rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych. Jednak z punktu widzenia użytkownika najważniejszymi zmianami w stosunku do dzisiejszego Xboksa są:
– zastąpienie procesorów firmy Intel trzyrdzeniowym układem IBM PowerPC;
– zrezygnowanie z graficznych kości nVidii na rzecz akceleratorów ATI;
– brak układu sprzętowo emulującego pierwszą wersję Xboksa. Kompatybilność rozwiązano software’owo.

Konsole czwartej i piątej generacji
XboxPS2Xbox 2*PS3*Dzisiejszy PC
Moc obliczeniowa3,2 gigaflopa6,2 gigaflopa2,1 teraflopa1 teraflop12 gigaflopów (dla P4 3,06 GHz)
ProcesorIntel Pentium III 733 MHzSony Emotion Engine (300 MHz)Trójrdzeniowy IBM PowerPC (3,5 GHz)Sony CELLPentium 4, Athlon XP/64 (2-3 GHz)
Architektura32-bitowa128-bitowa64-bitowa, współbieżna wielowątkowość SMT128-bitowa, w pełni programowalna (możliwość dowolnego łączenia jednostek wykonawczych w bloki)32- lub 64-bitowa (Athlon 64)
Układ graficznynVidia X-Chip (300 MHz)Sony Graphics Synthetizer (150 MHz)ATI R500 500 MHz, 64 potoki renderująceSony CELL Visualiser – układ w pełni programowalnynp. ATI Radeon X800 lub GeForce 6800 Ultra
Pamięć operacyjnaSDRAM 64 MBRambus Direct-RAM 38 MBDDR2 256 MBRambus XDR DRAMdo 4 GB DDR/DDR2
*- urządzenia przyszłości
0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.