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三大遊戲主機架構下的龐大商機
 

【作者: Kevin Chen】   2002年01月05日 星期六

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隨著科技進步與財富增加,現代人對於休閒娛樂越來越重視,而自從1970年代末期美國ATARI公司開發世界第一台家用電視遊樂器以來,二十多年的發展除了讓遊戲產業成為現在人最主流的休閒娛樂之外,而且所創造的產值已經正式超越電影產業,而成為第一大娛樂工業。有鑒於市場商機龐大,越來越多硬體大廠也紛紛投入遊樂器硬體開發行列,使得電玩產業百家爭鳴。


目前最新一波電玩硬體,當以SONY PS2、微軟XBOX以及任天堂GameCube三大主機為主流,並且誰都不服誰,希望能擊敗對手而成為市場龍頭。除了檯面上的明爭,私底下三大陣營也紛紛拉攏游離勢力希望能壯大自己聲勢,而目前數得出來的電腦硬體大廠也幾乎囊括在這次戰雲中,戰況之激烈簡直是電玩產業二十多年來前所未見,現在就簡單的列出一張表格說明三大陣營所涵蓋的勢力範圍及簡單的硬體諸元。


這張表格只是大致敘述目前三大電玩主機的勢力分布同,可以發現SONY PS2以日本勢力為主;XBOX以美國勢力為主(台灣負責晶圓代工);GameCube則是融合日本、美國兩者勢力。此外檯面上幾家知名硬體大廠都牽涉其中,不但有處理器的對決,還有nVIDIA與Ati兩大繪圖晶片龍頭的競爭,規模盛大實屬空前。現在就針對三大主機進行更進一步的比較。


SONY PS2陣營,掌握先機立於不敗

SONY參與遊戲主機開發起源甚早,1987年任天堂公佈超級任天堂主機,其實就是與SONY共同設計製造,而SONY甚至還計劃與任天堂設計一款超級任天堂專用的CD-ROM外接套件,也就是PlayStation的前身,不過因為任天堂毀約雙方不歡而散,SONY便將該CD-ROM套件繼續強化於1994年推出PlayStation(以下簡稱PS),一炮而紅取代任天堂而成為遊戲市場龍頭。而PS也在六年之內創造全球銷售一億台的成績,讓遊戲部門所創造產值幾乎是SONY全集團23%的淨收益,而SONY也正式把遊戲部門獨立成為Sony Computer Entertainment Inc.(以下簡稱為SCEI),全力發展遊戲產業。


PS主機設計者 久多良木健(現為SCEI社長)在1999年3月2日公佈了與日本東芝共同開發的特製CPU「Emotion Engine」,這是以MIPS公司R5000系列核心重新強化,大幅增強浮點運算能力的特製RISC,浮點運算達6.2 GFLOPS,在當時是Intel Pentium III 500Mhz的浮點運算五倍以上能力。另外由東芝主導設計的繪圖晶片「Graphic Synthetize」也同時公佈,每秒鐘高達7500萬微多邊型的運算能力幾乎是大型繪圖工作站的水準,而當時SCEI在IEEE學會公佈這兩顆強力處理器時震驚全場,這正是PS2公佈的暖身。


同年的9月14日,SCEI正式公佈搭載300Mhz「Emotion Engine」、150Mhz「Graphic Synthetize」的新世代遊樂器PlayStation 2(以下簡稱PS2),並宣佈耗資1000億日幣在日本熊本市興建晶圓廠生產PS2核心原件,正式跨入半導體產業,而所生產的產品不但用在PS2上,也將陸續使用在大型工作站、伺服器上,拓展更多商機。


PS2整合數位娛樂於一體

PS2不但具備遊戲功能,而且內建DVD播放,所以推出當時在日本創造單月銷售破100萬台的成績,並且大幅拉抬日本DVD市場達4倍,此外PS2也規劃未來有網路、硬碟...等套件,希望能多元整合數位娛樂拓展更大商機。雖然PS2發售初期因為面臨開發函式庫不足導致遊戲開發困難,讓加盟廠商苦不堪言,不過隨著遊戲廠商經驗累積,這類困擾已經消失。


2000年3月4日PS2發售至今已經接近兩年,而PS2全球銷售已在今年12月初宣佈突破2000萬台,幾乎可以確定立於不敗之地。而面對如微軟、任天堂陣營的進逼,SCEI也宣佈了「PS三階段」發展計劃,以15年為發展,分別推出三台遊戲主機。第一階段是1994~2000年的PS、第二階段是2000~2005年的PS2,第三階段則是預計2005年推出的PS3。而SCEI也於今年六月宣佈耗資4億美金發展「CELL」計劃,與東芝、IBM共同研發因應寬頻時代而設計的高性能低耗電微處理器「CELL」,並預計使用到0.1微米銅配線製程,顯示PS2陣營已經開始規劃下一部的路線。


此外PS2因為大量生產成本降低,並陸續將組裝工廠移往馬來西亞、中國大陸、以及傳聞中的台灣鴻海,使得PS2主機售價節節下降,現在已經降到299美金左右,以一台能玩能看DVD的主機而言十分具吸引力。在網路發展方面,PS2雖然沒有內建網路功能,但透過USB端子能連接大部分的網路數據機,而且相關的網路遊戲也陸續於2002年推動,使得PS2掌握更多先機。


《圖二 PS2主機板》
《圖二 PS2主機板》

微軟XBOX陣營,電腦大廠全力衝刺

早在1998年美國遊戲業界就盛傳微軟將研發一台以Windows、Direct X API為核心的家用主機,直到2000年3月10日(PS2發售不到一週),由比爾蓋茲正式宣佈XBOX計劃,以Windows 2000為作業核心(現在確定是Windows XP核心)、Intel Pentium III 733為CPU、nVIDIA負責繪圖處理器,並內建8GB硬碟與10/100乙太網路,向PS2陣營挑戰。(這還有個幕後花絮,當初Intel跟AMD都在爭取XBOX合約,AMD落敗甚至使AMD當日股價暴跌30%;nVIDIA與3Dfx爭取XBOX合約,3Dfx落敗甚至導致公司破產而被nVIDIA收購)。


按照微軟的規劃,其實XBOX是屬於「.NET」計劃中一個核心位置,因為具備遊戲、網路、多媒體功能,所以將是客廳中不可缺少的娛樂終端,與Windows XP負責電腦資訊終端、Pocket PC負責行動資訊終端的重要性相同,串聯家庭─工作─行動,就是「.NET」的願景,所以微軟對XBOX非常看重。


nVIDIA繪圖處理器居關鍵地位

為了打造XBOX,微軟選定以Intel Pentium III 733Mhz為CPU,而XBOX中最重要的核心元件----繪圖處理器則委託nVIDIA開發,並投資nVIDIA兩億美金。按照微軟規劃,XBOX雖然用的元件跟一般電腦差不多,可是架構卻大大不同。傳統電腦是以CPU為主,其他顯示、音效處理器為輔,並各自擁有專屬記憶體;但XBOX卻設計成以繪圖處理器為主(負責大部分運算)、CPU為輔,並同使用64MB記憶體,由繪圖處理器統籌記憶體使用以提供更大彈性,而此舉也突顯nVIDIA在XBOX計劃中的重要性(到2005年為止Nvidia預計可從XBOX計劃中獲利50億美金)。


由於XBOX架構轉為依賴繪圖處理器,所以nVIDIA為此特別針對XBOX設計專用處理器「XGUP」,以Geforce 3為核心調高時脈並改成兩組可程式化的vertex shader,使得XBOX具備每秒處理1.25億多邊型的實力,另外6.4GB/S的頻寬統籌分配給64MB,200Mhz DDR記憶體,其實可以發會更大的彈性。此外nVIDIA也針對XBOX設計一組南橋晶片「MCPX」,以n-Force晶片為核心改良,並設計加入256 ADPCM聲音表現實力,負責XBOX關於聲音、網路、I/O...等功能。


為了「.NET」願景,微軟也針對XBOX內建8GB硬碟(Seagate U5系列)、10/100乙太網路,不過微軟目前暫定XBOX網路為封閉型,不會與一般電腦網路互通,避免產生資料封包錯誤或是被駭客破壞,而XBOX網路預計2002年推動。但因為XBOX使用Windows XP為作業系統,其實相關網路設定與PC無異,現在北美玩家已經自行破解利用LAN Server方式讓XBOX進行網路功能,讓微軟不得不加快網路計劃進度。


重金投入搶佔市場

而為了推廣XBOX,微軟每台XBOX必須負擔125美元的赤字,必須到2004年才會攤平10億美元赤字,但財大氣粗不為所動,賠錢不怕,甚至還另外投入五億美金當作XBOX行銷預算,規模超過當年的Windows 95。此外目前電腦界幾個大型代工廠商也都參與XBOX生產計劃,台灣的台積電、聯電負責XGPU生產;鎂光與韓國三星負責DRAM提供;Flextronics International墨西哥與匈牙利的工廠負責組裝...等,可說是PC產業的通力結合。


表面上看來,與其說XBOX是微軟的硬體,還不如說是Nvidia設計規劃,因為最重要的核心元件都來自nVIDIA。不過可惜nVIDIA幫忙XBOX設計的超強繪圖處理器卻因為P3-733能力不足,效能打折扣無法發揮全力,或許現在還看不出XBOX問題癥結,但隨著遊戲廠商繼續研究XBOX更透徹點,會發現XBOX最大癥結將是那顆拿現成產品修改而來的P3-733,這也是可惜的地方。


《圖四 XBOX主機板》
《圖四 XBOX主機板》

任天堂GameCube陣營,特殊規格後勢看漲

任天堂自從超級任天堂主機(Super Famicom)退出市場,1996年與美國SGI合作研發的遊樂器Nintendo64銷售不如預期,將電玩龍頭讓給SONY之後,痛定思痛,與1999年5月宣佈跟IBM、松下共同研發新主機GameCube(以下簡稱NGC),CPU採用IBM以Power PC G3為核心改良的特製處理器「Gekko」;繪圖晶片採用Art-X設計的「Flipper」(Art-X後來被Ati併購,並將該技術套用在Remdon顯示晶片中);光碟機採用松下電機特製8公分1.5 GB防拷DVD光碟,信誓旦旦準備舉土重來。


而NGC主機最讓人驚訝的地方就在於特製的整合繪圖晶片「Flipper」,以及MySOS公司開發的特製記憶體1-T SRAM了。「Flipper」是將繪圖晶圓、音效、I/O、網路....等多重功能整合於一身,使用0.15微米製程,並內嵌3MB 1-T SRAM,使得記憶體sustained latency只有10ns,這不但代表NGC擁有超越另外兩台主機更快的記憶體效率(內部頻寬),而且在執行任何運算(包括光影、幾何運算)都幾乎不會有打折扣的情況發生。


另一個值得讚賞的地方也是1-T SRAM,NGC也是全世界首創採用這種新世代記憶體的家用遊樂器。這個由MySOS公司研發的超高速記憶體,使得搭載24MB 1-T SRAM主記憶體的NGC擁有比其他對手更實質的硬體效能,以及更妥善的記憶體管理,因為1-T SRAM的sustained latency極短(比RDRAM、DDR更突出),所以就算PS2、XBOX的繪圖處理器有比Flipper更高的帳面數字,但卡在記憶體頻寬可能實際成效不到六成,而NGC更幾乎可以不打折扣的完全發揮實力。可惜任天堂礙於成本只能幫NGC主記憶體裝24MB 1-T SRAM,不然NGC硬體效能將大幅超越XBOX與PS2。(目前情形是XBOX>NGC>PS2)


鎖定純遊戲主機市場,朝無線寬頻整合

跟XBOX、PS2定位多媒體育樂不同,任天堂將NGC定位為純遊戲主機,只能對應1.5GB的小型特製DVD光碟,無法執行一般12吋DVD光碟,而且主機尺寸小巧可愛,為了讓NGC主機板更精簡,任天堂還投入不少心力讓NGC主機板小型化(為此還請Celestica公司負責NGC高難度的主機板設計)。負責NGC繪圖晶片生產的NEC也與任天堂合資3000億日幣在日本長崎設立全日本最大半導體工廠,全力投入生產,顯示任天堂對NGC所下的決心。


在網路部分任天堂雖然沒有像SONY、微軟那樣積極,但有一個優勢是其他對手無法比擬,就是任天堂掌上主機GameBoy Advance(以下簡稱GBA),目前GBA是掌上主機最大宗,全球銷售破1000萬台,而任天堂也積極規劃NGC─GBA的連結,規劃一系列能發揮連結優勢的遊戲軟體,甚至把寬頻無限系統整合其中。與對手走的是家用有線寬頻不同,任天堂朝向無線寬頻發展,這也顯示任天堂陣營的自信與創意。


《圖六 NGC拆解圖,非常密集的內部空間》
《圖六 NGC拆解圖,非常密集的內部空間》

結論

因為篇幅有限,只能走馬看花的簡單介紹目前電玩三大陣營的勢力分布,以及背後牽扯的龐大商機。SONY PS2背後牽扯的是SONY希望進軍半導體市場的企圖;微軟XBOX在「.NET」計劃佔有重要地位;任天堂NGC則是積極往無線寬頻行動通訊發展,每一個勢力背後都代表龐大商機,而如果能成為市場龍頭,就能享有大部分利益,這也是為何三大勢力互不相讓,紛紛拉攏知名電腦硬體大廠加盟的原因。


根據美國IDC統計,2000年北美遊戲產值為70億美金,已經超越電影而成為第一大娛樂產業,2002年遊戲產業世界總產值將達200億美金,甚至將整合遊戲、網路、音樂、電影...等而成為更大的「數位娛樂產業」。台灣這這龐大商機中,除了靠代工賺些蠅頭小利外,還有什麼可以更真正發揮實力的地方呢?


連韓國、中國大陸都不敢輕忽遊戲產業發展而奮力直追,除了業者之外,或許長久以來視遊戲為小孩玩意的台灣政府官員們,也該正視這個不可忽視的商機啊!!


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