本文系Eurogamer上刊登的PS5技术分析与猜测文章,如有翻译谬误之处,请多多指正。
Sony通过确认PlayStation 5的核心部件向世人宣告了它们最新游戏主机的存在,该公司最新的主机包括一颗八核心的Zen 2架构CPU,特别定制的Navi图形处理单元、硬件加速的3D音频与全固态硬盘的配置,并且确认保持对PlayStation 4向后兼容。诸如CPU与GPU的频率以及内存如何划分调配这样的具体细节还没有确切的消息,不过某些调查与推论可以给我们提供一个大概的预期。基于个人的兴起,在过去的三个月里我一直在持续关注这件事情,到目前为止,我有了几个猜想与怀疑,与此同时,各种证据正在逐渐显现出来。奇怪的是,下一代游戏主机的处理器正在通过PC平台的3DMark测试软件进行测试,而被测试的处理器有很大的可能是PlayStation 5所要搭载的那块芯片。
这件事情的开端是今年一月,一名泰国的科技新闻爆料者发了( TUM_Apisak )一条推特,宣称他通过扫描在线benchmark测试数据库,发现了一个新的硬件信息,这些数据库的数据来源包括最终幻想15,奇点灰烬,当然还有3DMark。在他的爆料中提到,由AMD全新设计的处理器在这些数据库中提供了两个关键信息:一个代号以及一个产品代码。早先其他的泄露也提供了测试的分数,不过最新的3DMark测试数据库已经将这些结果给隐藏起来了。 最新的芯片组代号(codename)为“Gonzalo”,通过对这个产品代码(product code)的解读又发掘出一些其他潜在的技术参数。为这个故事添油加醋的是,一月份之后第二块Gonzalo芯片也出现在了3DMark测试数据库里,这块新步进的芯片为我们提供了更多的信息,也给了我们一些关于过去三个月里,这块芯片是如何改进的提示。尽管第一块芯片的改进款也被曝光,我们也猜想这和Sony与PlayStation 5有关,但是如果我们能找到先前3DMark测试数据与最终主机所采用的的芯片之间的关联,我们将会很容易验证这件事情的真伪。
说实在的,Sony与AMD半定制化的芯片出现在3DMark测试数据库里这件事,从任何角度来说都是不太可能发生的。把还未量产的游戏主机定制芯片放到一个Windows系统为基础的平台里,然后还要特地兼容微软的操作系统并且编写相应的驱动程序,就为了跑一次3DMark测试,这就是浪费时间啊。而且跑这个PC平台的基准测试能反映什么问题吗?AMD肯定有它们自己的测试方法与工具的。不管怎样,通过3DMark来发现AMD新设计的游戏定制芯片实在很不合常理。
通过3DMark的测试数据库来搜索新硬件,有两件事验证了这个方法的可行性:第一个就是来自中国的小霸王Z主机,这台主机搭载了一颗4核心Ryzen CCX模组以及24个计算单元Vega图形核心的芯片。Apisak在3DMark测试数据库里发现了一个代号名为“凤凰”的设计原型,该原型在小霸王Z发布八个月前就已设计完成。尽管小霸王Z主机搭载了一个定制的主机操作系统,在发布时还是以Windows操作系统作为主打,所以这台主机能够运行3DMark这一PC平台的测试软件不是什么稀奇事。
下一个例子更加证明了3DMark测试数据库确实保存了Sony主机早期的测试结果。几年前一颗主频为1.6Ghz的处理器跑完了整个3DMark测试,该处理器的产品代码为DG1001FGF84HT。如果仔细看看下面的图片你会发现,DG1000FGF84HT出现在了一台最终零售版本的PlayStation 4上。只有一位数字与各型号PS4上出现的处理器代码不同。如果这不是确凿的证据,在我们面前的就是一个奇迹般的巧合了。
Apisak本人也指出后续的2个APU设计看起来像是PS4 Pro上搭载的新的芯片,不过实际的芯片照片不是很有说服力,我也没有找到对应的产品代码。这些芯片看起来像是PS4 Pro搭载的,不过我没法确定,因为我不知道有任何一个零售型号符合下面的这些配置:1.6Ghz的主频来兼容老游戏,2.1Ghz最大主频运行在PS4 Pro强化模式下。
在这个节点,虽然有些推论和方法不是很合常规,但Apisak对于Sony未来主机定制芯片的猜测越来越可信。我们可以通过上面的例子来证明,有2块预生产阶段的芯片最后进到了和主机盒子一样的设备里,其中一个就是PlayStation 4。通过这些证据,看起来AMD的新Gonzalo芯片确有其事,那么这个产品代码又如何告诉我们这是一块针对游戏设备定制的芯片,而不是一块桌面级处理器呢?
回到一月份,Apisak揭露Gonzalo这个代号,并同时发布了一张照片来帮助我们理解Gonzalo这个产品代号(我会在下面解释这一点)。这一理论主要基于AMD目前的芯片产品,以及Gonzalo这一代号没有任何与其它现有芯片相似的元素,而且有些代码我们还不确定是什么意思,比如缓存配置。不过这一代码还是告诉了我们,这一芯片是为了游戏产品定制的工程样品(第二位是“G”,如果是桌面级APU的话,应该是“D”),该芯片内含8个CPU核心,基本核心主频为1.6Ghz,最大Turbo频率为3.2Ghz。在代码的最后是GPU的PCI标识,由 中国的Chiphell论坛确认为Navi Lite ,通过代码后续的扩展确认这是一个7nm制程的设计。不过令人失望的是GPU的基础与Boost频率均被锁定在了1.0Ghz。 Gonzalo在2019年4月的新步进型号从工程样品(ES)变成了产品验证(QA)阶段,也就是到了芯片设计制造的最后测试阶段,从A2步进到了B2步进。芯片本身的设计好像没有什么变化,除了一点:GPU核心频率大幅增长。基础频率还是保持在了1GHz,但是最大Boost频率跃升至惊人的1.8Ghz。说实话,这让人十分兴奋,这相当于2倍PS4 Pro的GPU频率,比起Xbox One X的Boost频率提高了54%。
不过这块芯片的最大频率看起来和Radeon 7是一致的,而且这块331mm²的小芯片也很有可能搭载到主机上。但是仔细看看这块700美元的AMD显卡,体积狭小,工作条件恶劣的游戏主机不可能提供这个性能怪兽需要的散热能力。假设1.8Ghz的最大频率是准确的,上面的表格展现了不同的计算单元配置所能提供的浮点运算能力,从PS4 Pro开始的36个计算单元,到最高配64个计算单元的GCN架构。这还是假设新的AMD计算单元仍然具有64个着色器,而不是采用我们现在几乎一无所知的全新Navi架构,而PlayStation 5已经确认采用Navi架构。
可能单纯的图形性能并不是下一波新世代主机胜负的关键,不过Phil Spencer(去年的E3采访)和Mark Cerny在这周连线杂志的采访上都果断地没有聚焦于浮点性能与GPU计算,这一点十分有趣。Spencer着眼于CPU上,谈到Ryzen架构能带来巨大的性能提升,而Cerny对于光线追踪在新一代Sony主机上的表现有着巨大的热情。
结合这些以及微软正在同时开发一款入门级别主机,一款有着12TF浮点运算能力(这个数字可能会变化,但是这一策略得到了我们消息源的肯定)性能怪兽的消息,至少对于Xbox团队来说,顶级GPU性能的型号会是和Xbox One X一样更高端、昂贵的选项。但是Sony对新世代的策略还有待观察,但是我们已经知道了Google Stadia云服务的运算单元GPU浮点性在10.7TF,GPU核心频率可能在1495MHz左右。
CPU方面的配置是一颗比标准Ryzen核心速度稍慢的,3.2Ghz最大主频的核心,同时融合了一颗7nm制程的GPU芯片,我们可以找到这样做的先例——小霸王Z主机。该主机搭载的就是一颗降频到3.0Ghz的4核14nm制程的Ryzen核心。下一代主机搭载的将会一颗(制程)更加先进的处理器,可以让核心频率有显著的提升的同时,将核心数目翻倍。这看起来仍然很不错:一颗3.2Ghz主频的八核心Ryzen处理器,相比于现行的Jaguar架构,Ryzen有着非常大的性能提升,更高的主频,也有可能引入超线程技术。这是一个巨大的升级,对于游戏主机是跨平台游戏开发基础的业界来说,这对PC游戏也是一个巨大的利好。
Gonzalo芯片的泄露以及延伸的一系列讨论让人非常惊喜,我们能否断定这就是PlayStation 5的动力核心?这块芯片看起来是一个可信的候选,但我们也没法打包票。不过我们上面所有解读、推论的方法都有着对应的案例作为支撑(小霸王来啦~),其中一个就是PlayStation 4。我们几乎能确认Gonzalo是一块7nm制程的八核心Ryzen架构的处理器,同时还整合了一个非桌面级改款的Navi架构GPU核心。综合以上三点,我们了解到关于上周披露的Sony下一代主机的硬件和我们的猜测基本一致,就算这块芯片不是PS5的核心部件,这也让我们得以一窥AMD现在正在用7nm制程捣鼓些什么东西。
除开这些,Gonzalo泄露事件代表着芯片的整体设计已经趋近完成,可能会有一些细节上的修订,但是大的方向已经尘埃落定,任何重大的修改都需要大量的投资与重新设计整体架构。新PlayStation与Xbox的更多参数细节会在接下来的几周或者几个月能陆续公布,同时AMD Zen 2与Navi架构也在相近的时间节点与PC玩家见面,让我们可以更好的了解AMD带来的最新技术成果。同时我们的预测有多接近最后公布的主机参数,以及未来是否会有更多的AMD芯片出现在3DMark数据库里是一件让人值得期待的事情。
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