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发帖数: 11737 | 1 作为PS4的首席架构师，Mark一直是媒体高度关注的对象，但是在PS4公布之后，他从
未详细介绍PS4的技术细节。直到最近，他终于获得许可，对外透露了不少重要技术资
料。
“对我来说，一切都是从2007年底开始的”，Cerny说。当时他的团队对PS3进入了深
入的“尸检”，即回顾总结PS3硬件技术上的经验和教训。SCE内部的很多重要技术人员
都参与讨论。然后他们开始思考接下来该怎么做，也就是下一代主机该采用怎样的架构
。那年的感恩节，Cerny花了许多时间阅读X86架构的发展史，他发现这些年来X86架构
的电脑越来越适合用来做游戏，到PS4的预订发售时，其性能将足以满足SONY的需要。
感恩节过后，Cerny找到了当时SCE全球工作室总裁菲儿·哈里森，主动请缨担当次时代
主机的研发大任，让他意外的是，对方很干脆地答应了。
Cerny对于PS4的一个首要设计原则是：“硬件不应该是一个谜题，闭着程序猿解
开之后才能做出高质量游戏。”简单地说就是要避免PS3那样因为硬件结构太复杂，害
得开发者们绞尽脑汁。要做到硬件的简单易用，首先要使用开发者们熟悉的CPU和GPU。
其次是要考虑到今后的延展性。因为在PS4发售后，PC硬件仍然会不断进化，但是PS4的
硬件规格要保持几年的时间。所以Cerny要考虑一些能让系统在今后不断进化的功能，
于是他提出了所谓的“超动力PC架构”，让PS4基于PC架构，而又提供PC所不具备的功
能，同时仍然为工程师们提供熟悉的技术环境。
在PS4演出初期阶段，Cerny不仅对PS3进行了剖析，也访问了许多游戏开发工作室
，与工具软件供应商进行了深入探讨，详细了解各方对于次时代的需要。
超动力PC架构
Cerny表示，所谓的“超动力”部分，有很大一部分来自对高速大容量内存的多种
应用。高达8GB的GDDR5内存是PS4硬件架构中的重要卖点，CPU和GPU都可以很轻松地充
分利用这一高速内存。Cerny对此详细解释：“对于PC，如果有8GB的内存，CPU和GPU在
任何一帧内最多只能共用到内存的1%，这是由于PCIE的速度所限。所以在PS4上有一个
统一的架构有着非常实在的好处，即使你是第一天为PS4编程，也能非常直接地感受到
其中的好处。”
PS4的CPU和GPU是由AMD做在一个“非常大的单一定制芯片”上，8个美洲虎内核、
GPU以及大量的其他但愿都是在同一个晶片上。内存虽然不在此芯片上，但是通过一个
256位元的总线，能够以美妙176GB的速度进行数据交换。Cerny说：“我们本来可以将
其降低到128位元的总线，这样会将带宽降低到每秒88GB，然后再芯片上价格eDRAM，弥
补其性能。”此方案最初很吸引开发团队,因为生产起来更容易，但是这样会增加游戏
开发的复杂性。为了坚持简单已开发的原则，SONY宁愿增加一点成本。Cerny说他在访
问各游戏工作室期间，问道他们最想从PS4上看到什么时，得到的最多回答是：“要有
统一的内存。”
Cerny认为。这样的主机架构最大的好处就是可以保证PS4能保持长期的先进性。
他相信几年后游戏开发者们会更多地将GPU用于画面处理之外的任务，PS4的这种架构让
他们有更灵活的发挥空间，他说：“我们的理念是将GPU同时用于画面和计算，我们相
信在PS4生命周期的中期，异步运算（手打案：异步计算是分布式计算的一种实现方式
，开发人员不必花费太多的硬件成本，即可通过软件方式以更低的成本实现大规模运算
需要的处理能力）将会成为游戏开发技术中极其重要的一部分。”
Cerny已经构想了十几个游戏程序在GPU上同时运行，用于进行“物理运算”、“
碰撞计算”、“光线跟踪”等。典型的PC GPU有两条总线，翼天使GPU用于访问显存，
还有一条是通过PCIE，GPU用于访问系统内存。不管是哪一条总线，GPU的内存缓存变成
CPU/GPU之间的数据交换的重要瓶颈，每次GPU想要读取CPU写入的信息，或者GPU想要写
入信息让GPU看到时，就会从GPU内部缓存那你卡一段时间，从而影响了在整体运行效率
上的表现
解决GPU缓存瓶颈
SONY是如何解决GPU缓存瓶颈的？Cerny将其总结为三点：
其一、为GPU增加了一条总线，使其能够直接从系统内存读取或写入，绕过其自身的一
级和二级缓存。这样，如果在CPU和GPU之间交流的数据量不打，就不会出现同步问题。
所谓的“不大”是针对次世代游戏而言，其实这条总线能够每秒传输20GB的数据，已经
大于多数PC的PCIE。
其二、在需要同时使用GPU二级缓存进行图像处理与异步运算的情况下，也增加了一些
特有的技术，能用用GPU的二级缓存并进行必要的运算，而不会对同时运行的画面运算
造成明显的影响。
其三、原来的AMD GCN架构允许一个图像指令源和两个计算指令源，而PS4与AMD合作，
将计算指令源上限增加到64个，这是考虑要进行异步运算的话可以将指令放到64个队列
中。这样硬件就可以从多个层级上判断该运行什么，何时运行，同时不影响图像的处理。
之所以要有这么多的运算源，是因为不仅游戏主机要进行运算，中间件也有运
算需要。中间件在GPU上的运作请求需要合理地混入游戏需求中，最终时刻进行合理优
化。此概念来自SONY开发的一个软件，叫做SPURS，它能帮助程序猿巧妙安排在CELL
SPU上的运算任务，而在PS4上，这一切将有硬件自行完成。通过这样的硬件设计，游戏
开发者们在GPU上使用中间件（比如物理引擎）时将会达到最高效率。
三年后潜力尽显
开发团队必须要有足够长远的视野，Cerny说：“我们设计这些功能的时间是2009
、2010年的时候，而人们充分应用这些功能的时间点大概是2015年或者2017年。”
这并不代表玩家要等到2017年才能看到画面的巨大进化。在PS4的首发游戏中，就
会有发挥新主机强大性能优势的游戏。“关于PS4的首发游戏阵容，我目前还不能透露
有多少款游戏，但肯定会比之前任何一代PS主机都强（打手案：废话）。这是游戏易于
开发的结果。而到了2015年，那时候的思路又不一样了，必须要针对PS4进行开发，因
为你的竞争对手也会这么做。”
将PC用的游戏引擎一直到PS4上，只需要几个星期的时间，专业家用机游戏开发者们会
很快掌握PS4的特性，针对其特点将画面做到最好。
“控制GPU种的资源在画面和运算之间的分配有很多方法。当然，多数首发游戏将
会把所有资源都给游戏画面，这也很好。不过到主机生命周期的中期，将会更多地转向
运算。”
PS4研发团队的另一个工作重点是将很多基本功能分配到专门的运算单元中，这样就不
需要分配资源以处理这些事物，从而提高了主机的灵活性。比如，为音效处理准备专门
的硬件单元，这样在游戏内同时进行语音聊天就无需占用游戏的资源。同理还有视频压
缩和解压。另外音频单元还负责处理游戏中大量的MP3数据流的解压。
PlayGO背后的秘密
在纽约公开PS4时，Cerny还谈到了PlayGO，该技术让玩家能够游玩正在下载中的
游戏。这对于今后超大容量游戏的纯数字发行有着极其重要的意义。Cerny说：“主要
概念是先下载游戏的一部分，然后开始玩，在游戏的过程中，剩余部分继续在后台下载
。”
这种技术不仅在用于下载游戏，也将用于弥补蓝光读盘速度的不足。对于次时代
主机来说，蓝光的读盘速度会更加不够用，PlyaGO技术能在游戏加载完必要的数据后，
在原本光驱的空闲时间里继续智能读取数据并复制到硬盘里，玩了一两个小时后，游戏
数据已经不知不觉都存进了硬盘了。主机里还有一个单元负责即时解压，开发者可以放
心地将游戏数据压缩，主机会即刻将其解压出来。总而言之，整个游戏过程会因为这些
功能而变得更加流畅。
PS4还有另一颗负责后台下载的低功耗定制芯片。“我们要做一台非常绿色环保的主机
，这对我们来说非常重要，我们可以将主机的电源关掉，只用一点点电在定制芯片、系
统内存、I/O、硬盘、网上卡。所以可以在极低的功耗下进行后台下载，我们还可以关
掉除内存外的全部电源、这就是再开机后能从原进度画面开始的秘诀。”
优化无止境。
Mark Cerny并不讳言PS4仍存在一些瓶颈，比如内存带宽仍然不大够，顶点处理
能力也稍显不足，所以3D建模的多边形数还是不能太多。目前SCE正在做一个性能分析
工具，叫做razor，专门为PS4而优化，将作为示范代码发给开发者。Cerny说，他曾经
跟单人SCEI会长的佐藤明聊过，说自己因为研发PS4太忙，想暂时放弃软件工作。但佐
藤明说：“你在软件方面的价值更高，千万不要放弃，不管是硬件设计、开发环境还是
开发工具——你甚至还应该做点游戏。”
于是忙碌的Cerny居然抽空为PS4做了个游戏，这就是《Knack》。这款游戏的意义
不在于最后是否好卖，关键是Cerny通过亲自开发这款游戏更直接地了解了开发者的需
要，这样就能在硬件研发和游戏开发环境的搭建上解决更多的问题。
“我20年来都没这么忙过了。这很好，不过真的，我现在实在是太忙了。”Mark Cerny
笑道。 |
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