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三大游戏主机架构下的庞大商机
 

【作者: Kevin Chen】2002年01月05日 星期六

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随着科技进步与财富增加,现代人对于休闲娱乐越来越重视,而自从1970年代末期美国ATARI公司开发世界第一台家用电视游乐器以来,二十多年的发展除了让游戏产业成为现在人最主流的休闲娱乐之外,而且所创造的产值已经正式超越电影产业,而成为第一大娱乐工业。有鉴于市场商机庞大,越来越多硬件大厂也纷纷投入游乐器硬件开发行列,使得电玩产业百家争鸣。


目前最新一波电玩硬件,当以SONY PS2、微软XBOX以及任天堂GameCube三大主机为主流,并且谁都不服谁,希望能击败对手而成为市场龙头。除了台面上的明争,私底下三大阵营也纷纷拉拢游离势力希望能壮大自己声势,而目前数得出来的计算机硬件大厂也几乎囊括在这次战云中,战况之激烈简直是电玩产业二十多年来前所未见,现在就简单的列出一张表格说明三大阵营所涵盖的势力范围及简单的硬件诸元。


这张表格只是大致叙述目前三大电玩主机的势力分布同,可以发现SONY PS2以日本势力为主;XBOX以美国势力为主(台湾负责晶圆代工);GameCube则是融合日本、美国两者势力。此外台面上几家知名硬件大厂都牵涉其中,不但有处理器的对决,还有nVIDIA与Ati两大绘图芯片龙头的竞争,规模盛大实属空前。现在就针对三大主机进行更进一步的比较。


SONY PS2阵营,掌握先机立于不败

SONY参与游戏主机开发起源甚早,1987年任天堂公布超级任天堂主机,其实就是与SONY共同设计制造,而SONY甚至还计划与任天堂设计一款超级任天堂专用的CD-ROM外接套件,也就是PlayStation的前身,不过因为任天堂毁约双方不欢而散,SONY便将该CD-ROM套件继续强化于1994年推出PlayStation(以下简称PS),一炮而红取代任天堂而成为游戏市场龙头。而PS也在六年之内创造全球销售一亿台的成绩,让游戏部门所创造产值几乎是SONY全集团23%的净收益,而SONY也正式把游戏部门独立成为Sony Computer Entertainment Inc.(以下简称为SCEI),全力发展游戏产业。


PS主机设计者 久多良木健(现为SCEI社长)在1999年3月2日公布了与日本东芝共同开发的特制CPU「Emotion Engine」,这是以MIPS公司R5000系列核心重新强化,大幅增强浮点运算能力的特制RISC,浮点运算达6.2 GFLOPS,在当时是Intel Pentium III 500Mhz的浮点运算五倍以上能力。另外由东芝主导设计的绘图芯片「Graphic Synthetize」也同时公布,每秒钟高达7500万微多边型的运算能力几乎是大型绘图工作站的水平,而当时SCEI在IEEE学会公布这两颗强力处理器时震惊全场,这正是PS2公布的暖身。


同年的9月14日,SCEI正式公布搭载300Mhz「Emotion Engine」、150Mhz「Graphic Synthetize」的新世代游乐器PlayStation 2(以下简称PS2),并宣布耗资1000亿日币在日本熊本市兴建晶圆厂生产PS2核心原件,正式跨入半导体产业,而所生产的产品不但用在PS2上,也将陆续使用在大型工作站、服务器上,拓展更多商机。


PS2整合数字娱乐于一体

PS2不但具备游戏功能,而且内建DVD播放,所以推出当时在日本创造单月销售破100万台的成绩,并且大幅拉抬日本DVD市场达4倍,此外PS2也规划未来有网络、硬盘...等套件,希望能多元整合数字娱乐拓展更大商机。虽然PS2发售初期因为面临开发函式库不足导致游戏开发困难,让加盟厂商苦不堪言,不过随着游戏厂商经验累积,这类困扰已经消失。


2000年3月4日PS2发售至今已经接近两年,而PS2全球销售已在今年12月初宣布突破2000万台,几乎可以确定立于不败之地。而面对如微软、任天堂阵营的进逼,SCEI也宣布了「PS三阶段」发展计划,以15年为发展,分别推出三台游戏主机。第一阶段是1994~2000年的PS、第二阶段是2000~2005年的PS2,第三阶段则是预计2005年推出的PS3。而SCEI也于今年六月宣布耗资4亿美金发展「CELL」计划,与东芝、IBM共同研发因应宽带时代而设计的高性能低耗电微处理器「CELL」,并预计使用到0.1微米铜配线制程,显示PS2阵营已经开始规划下一部的路线。


此外PS2因为大量生产成本降低,并陆续将组装工厂移往马来西亚、中国大陆、以及传闻中的台湾鸿海,使得PS2主机售价节节下降,现在已经降到299美金左右,以一台能玩能看DVD的主机而言十分具吸引力。在网络发展方面,PS2虽然没有内建网络功能,但透过USB端子能连接大部分的网络调制解调器,而且相关的网络游戏也陆续于2002年推动,使得PS2掌握更多先机。


《图二 PS2主板》
《图二 PS2主板》

微软XBOX阵营,计算机大厂全力冲刺

早在1998年美国游戏业界就盛传微软将研发一台以Windows、Direct X API为核心的家用主机,直到2000年3月10日(PS2发售不到一周),由比尔盖兹正式宣布XBOX计划,以Windows 2000为作业核心(现在确定是Windows XP核心)、Intel Pentium III 733为CPU、nVIDIA负责绘图处理器,并内建8GB硬盘与10/100以太网络,向PS2阵营挑战。(这还有个幕后花絮,当初Intel跟AMD都在争取XBOX合约,AMD落败甚至使AMD当日股价暴跌30%;nVIDIA与3Dfx争取XBOX合约,3Dfx落败甚至导致公司破产而被nVIDIA收购)。


按照微软的规划,其实XBOX是属于「.NET」计划中一个核心位置,因为具备游戏、网络、多媒体功能,所以将是客厅中不可缺少的娱乐终端,与Windows XP负责计算机信息终端、Pocket PC负责行动信息终端的重要性相同,串联家庭─工作─行动,就是「.NET」的愿景,所以微软对XBOX非常看重。


nVIDIA绘图处理器居关键地位

为了打造XBOX,微软选定以Intel Pentium III 733Mhz为CPU,而XBOX中最重要的核心组件----绘图处理器则委托nVIDIA开发,并投资nVIDIA两亿美金。按照微软规划,XBOX虽然用的组件跟一般计算机差不多,可是架构却大大不同。传统计算机是以CPU为主,其他显示、音效处理器为辅,并各自拥有专属内存;但XBOX却设计成以绘图处理器为主(负责大部分运算)、CPU为辅,并同使用64MB内存,由绘图处理器统筹内存使用以提供更大弹性,而此举也突显nVIDIA在XBOX计划中的重要性(到2005年为止Nvidia预计可从XBOX计划中获利50亿美金)。


由于XBOX架构转为依赖绘图处理器,所以nVIDIA为此特别针对XBOX设计专用处理器「XGUP」,以Geforce 3为核心调高频率并改成两组可程序化的vertex shader,使得XBOX具备每秒处理1.25亿多边型的实力,另外6.4GB/S的带宽统筹分配给64MB,200Mhz DDR内存,其实可以发会更大的弹性。此外nVIDIA也针对XBOX设计一组南桥芯片「MCPX」,以n-Force芯片为核心改良,并设计加入256 ADPCM声音表现实力,负责XBOX关于声音、网络、I/O...等功能。


为了「.NET」愿景,微软也针对XBOX内建8GB硬盘(Seagate U5系列)、10/100以太网络,不过微软目前暂定XBOX网络为封闭型,不会与一般计算机网络互通,避免产生数据封包错误或是被黑客破坏,而XBOX网络预计2002年推动。但因为XBOX使用Windows XP为操作系统,其实相关网络设定与PC无异,现在北美玩家已经自行破解利用LAN Server方式让XBOX进行网络功能,让微软不得不加快网络计划进度。


重金投入抢占市场

而为了推广XBOX,微软每台XBOX必须负担125美元的赤字,必须到2004年才会摊平10亿美元赤字,但财大气粗不为所动,赔钱不怕,甚至还另外投入五亿美金当作XBOX营销预算,规模超过当年的Windows 95。此外目前计算机界几个大型代工厂商也都参与XBOX生产计划,台湾的台积电、联电负责XGPU生产;镁光与韩国三星负责DRAM提供;Flextronics International墨西哥与匈牙利的工厂负责组装...等,可说是PC产业的通力结合。


表面上看来,与其说XBOX是微软的硬件,还不如说是Nvidia设计规划,因为最重要的核心组件都来自nVIDIA。不过可惜nVIDIA帮忙XBOX设计的超强绘图处理器却因为P3-733能力不足,效能打折扣无法发挥全力,或许现在还看不出XBOX问题症结,但随着游戏厂商继续研究XBOX更透彻点,会发现XBOX最大症结将是那颗拿现成产品修改而来的P3-733,这也是可惜的地方。


《图四 XBOX主板》
《图四 XBOX主板》

任天堂GameCube阵营,特殊规格后势看涨

任天堂自从超级任天堂主机(Super Famicom)退出市场,1996年与美国SGI合作研发的游乐器Nintendo64销售不如预期,将电玩龙头让给SONY之后,痛定思痛,与1999年5月宣布跟IBM、松下共同研发新主机GameCube(以下简称NGC),CPU采用IBM以Power PC G3为核心改良的特制处理器「Gekko」;绘图芯片采用Art-X设计的「Flipper」(Art-X后来被Ati并购,并将该技术套用在Remdon显示芯片中);光驱采用松下电机特制8公分1.5 GB防拷DVD光盘,信誓旦旦准备举土重来。


而NGC主机最让人惊讶的地方就在于特制的整合绘图芯片「Flipper」,以及MySOS公司开发的特制内存1-T SRAM了。「Flipper」是将绘图晶圆、音效、I/O、网络....等多重功能整合于一身,使用0.15微米制程,并内嵌3MB 1-T SRAM,使得内存sustained latency只有10ns,这不但代表NGC拥有超越另外两台主机更快的内存效率(内部带宽),而且在执行任何运算(包括光影、几何运算)都几乎不会有打折扣的情况发生。


另一个值得赞赏的地方也是1-T SRAM,NGC也是全世界首创采用这种新世代内存的家用游乐器。这个由MySOS公司研发的超高速内存,使得搭载24MB 1-T SRAM主存储器的NGC拥有比其他对手更实质的硬件效能,以及更妥善的内存管理,因为1-T SRAM的sustained latency极短(比RDRAM、DDR更突出),所以就算PS2、XBOX的绘图处理器有比Flipper更高的账面数字,但卡在内存带宽可能实际成效不到六成,而NGC更几乎可以不打折扣的完全发挥实力。可惜任天堂碍于成本只能帮NGC主存储器装24MB 1-T SRAM,不然NGC硬件效能将大幅超越XBOX与PS2。(目前情形是XBOX>NGC>PS2)


锁定纯游戏主机市场,朝无线宽带整合

跟XBOX、PS2定位多媒体育乐不同,任天堂将NGC定位为纯游戏主机,只能对应1.5GB的小型特制DVD光盘,无法执行一般12吋DVD光盘,而且主机尺寸小巧可爱,为了让NGC主板更精简,任天堂还投入不少心力让NGC主板小型化(为此还请Celestica公司负责NGC高难度的主板设计)。负责NGC绘图芯片生产的NEC也与任天堂合资3000亿日币在日本长崎设立全日本最大半导体工厂,全力投入生产,显示任天堂对NGC所下的决心。


在网络部分任天堂虽然没有像SONY、微软那样积极,但有一个优势是其他对手无法比拟,就是任天堂掌上主机GameBoy Advance(以下简称GBA),目前GBA是掌上主机最大宗,全球销售破1000万台,而任天堂也积极规划NGC─GBA的链接,规划一系列能发挥链接优势的游戏软件,甚至把宽带无限系统整合其中。与对手走的是家用有线宽带不同,任天堂朝向无线宽带发展,这也显示任天堂阵营的自信与创意。


《图六 NGC拆解图,非常密集的内部空间》
《图六 NGC拆解图,非常密集的内部空间》

结论

因为篇幅有限,只能走马看花的简单介绍目前电玩三大阵营的势力分布,以及背后牵扯的庞大商机。SONY PS2背后牵扯的是SONY希望进军半导体市场的企图;微软XBOX在「.NET」计划占有重要地位;任天堂NGC则是积极往无线宽带行动通讯发展,每一个势力背后都代表庞大商机,而如果能成为市场龙头,就能享有大部分利益,这也是为何三大势力互不相让,纷纷拉拢知名计算机硬件大厂加盟的原因。


根据美国IDC统计,2000年北美游戏产值为70亿美金,已经超越电影而成为第一大娱乐产业,2002年游戏产业世界总产值将达200亿美金,甚至将整合游戏、网络、音乐、电影...等而成为更大的「数字娱乐产业」。台湾这这庞大商机中,除了靠代工赚些蝇头小利外,还有什么可以更真正发挥实力的地方呢?


连韩国、中国大陆都不敢轻忽游戏产业发展而奋力直追,除了业者之外,或许长久以来视游戏为小孩玩意的台湾政府官员们,也该正视这个不可忽视的商机啊!!


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