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PlayStation 3 硬件架构

Chapter 6: I/O 和向后兼容性


目录

  1. 外部接口
    1. "少线"设备
  2. 内部接口
    1. 向后兼容性
    2. 期限的奇怪终结
    3. 横向兼容性

所有 I/O 操作都交由另一块名为南桥(Southbridge)的大块芯片完成。 这与当年最初的Xbox采用的架构非常相似。 游戏机之间的架构差距似乎越来越小了,也可能是这种方法被证明非常可靠,而且与架构无关,我就让你来决定吧。

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大大的南桥芯片负责监控小型I/O芯片和接口。

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带有重要部件标签的同一张图

与PS2的IOP一样,南桥芯片也是完全专有的,不过这次是由东芝制造的(他们称之为"超级伙伴芯片"(Super Companion Chip))。 因此,虽然它仍然是一块不起眼的芯片,但却能出色地整合许多接口和协议,包括外部接口(如 USB、以太网等)和内部接口(如 SATA)。 作为参考,过去IOP较慢的时钟速度最终会对ATA和以太网等高速接口造成瓶颈,大大降低它们的全部带宽。

此外,南桥还采用加密算法,以无缝方式保护标准协议之间的通信,如硬盘数据。

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南桥连接示意图

总的来说,南桥嵌入了大量接口,这与这款游戏机是在"多媒体集线器"潮流中设计的有关。 对于视频游戏机来说,仅仅玩游戏是不够的,它们还需要成为DVD和蓝光播放器、机顶盒(部分)、照片查看器(通过使用多卡读写器导入相机的照片),而且随着需求的发展,可能还会有更多的功能(得益于其可更新的操作系统)。

外部接口

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与那个时代的许多PC(包括我的PC)一样,多卡读写器也是必不可少的。 旁边还有四个USB 2.0端口。
对于售价425英镑的游戏机来说,这已经很"高级"了! (以2021年的价格计算为628英镑)。

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盖上盖子后的同一台游戏机。
为了进一步降低成本,后来的机型封死了这个槽,去掉了读卡器和两个USB端口。

在用户可访问的端口方面,南桥连接到:

"少线"设备

由于蓝牙技术的广泛应用,有线控制已成为过去。 PS2 的Dualshock 2控制器的新形式被称为Sixaxis,虽然它并没有像其他厂子决定的那样进行彻底改变,但它配备了一个陀螺仪,可实现新型的人体输入。 不过,这是以牺牲触觉反馈(Rumble/震动)为代价的。 一年后,索尼推出的Dualshock 3给玩家带来了惊喜,它恢复了触觉马达。

换个话题,现在你可以通过无线控制器启动游戏机了。

内部接口

关于内部组件,南桥可连接以下设备:

向后兼容性

既然提到了PS2芯片,我想这就是我一劳永逸地谈论PlayStation 3向后兼容性的时候了。

首先,让我来介绍一下向后兼容性的一般工作原理:游戏机可以通过软件(指示现有硬件按照旧游戏的预期运行)和硬件(现有硬件提供全部或部分向后兼容性;和/或公司添加额外芯片,在新主板上重新创建旧系统)的帮助来玩上一代游戏机的游戏。 以PS3所显示的处理能力,你会期望索尼能提供一个在Cell内运行并由RSX加速的PS2模拟器。 但出于某种原因,索尼并没有这样做,而是在主板的一角安装了PS2的芯片组。

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大大的EE+GS芯片、两个16 MB RDRAM 模块和"PS2桥接器"

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带有重要部件标签的同一张图

另一方面,缺失但不太关键的芯片(IOP、SPU等)则通过Cell中运行的软件进行模拟。 就游戏存档而言,最初用户需要购买存储卡适配器,但新软件更新后,存储卡现在被模拟为存储在硬盘中的磁盘映像,而Magic Gate(加密系统)则由一个SPU无缝处理。

由于Cell和RSX在玩PS2游戏时仍处于"开启"状态,因此系统提供了两种缩放方法来增加游戏时的屏幕面积,这两种方法是"近邻"或"平滑"(抗锯齿)。

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PS3的用户界面,显示插入PS2光盘后的游戏入口。
(暂时不用担心其他图标,因为有些甚至不是官方图标)。

总之,有了这种设置,PS3 运行PS2游戏的兼容性令人印象深刻。 除此之外,你还可以利用新游戏机自带的新功能(无线控制、HDMI接口和虚拟存储卡)。

此外,PS1游戏也能运行,这次无需嵌入旧的SoC或GPU(依靠纯软件模拟)。

期限的奇怪终结

在PS3的整个生命周期中,索尼慢慢地将PS2芯片从PS3主板上剥离,以至于向后兼容性只能通过软件实现(有更多限制,例如只能运行从在线商店购买的PS2游戏)。 由于索尼从未更换过PS2芯片组(就像之前在PS2中更换PS1硬件一样),这不禁让人怀疑其背后的技术和管理理念。 那么,作为一个案例研究,我在这里简单谈谈我对这一原因的看法:

我个人认为,从长远来看,纯软件模拟是最可行的选择,因为它具有可扩展性、定制性和独立于专有硬件的特性。 当然,这需要付出更多努力才能准确实现,由志愿者驱动的社区正在开发的PCSX2就证明了这一点(但请注意,上述模拟器只能在x86 PC上运行)。

横向兼容性

关于兼容性的话题还没有结束! 索尼还允许用户运行部分PlayStation Portable游戏,这可能会让你大吃一惊。 尽管仿真完全是通过软件进行的,就像后来的PS2机型的兼容性一样。

由于PS3没有UMD光驱,用户必须从索尼在线商店访问游戏目录,才能下载和安装任何PSP游戏。


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