科技深渊 篇一：PS3架构详解（cell,XDR,RSX)

Cell处理器，于2000-2005年索尼、东芝和IBM三家联合研发，IBM与索尼曾宣称，Cell处理器的运算能力将达到史无前例的1TeraFLOPS，(TeraFLOPS为每秒执行的浮点指令个数, 是衡量计算机性能的一个重要单位.)其中tera代表一万亿，flo则是指一次浮点运算（floating point operation），这是描述计算性能的基本单位，而 ps 自然是每秒（per second）的意思。（以后可以专门做一期视频讲一下这些。）这是什么概念呢？ 在当时，世界上最快的计算机是NEC的“地球模拟器”，它的运算能力为每秒36 TeraFLOPS。而关于ps3的性能，还曾经有过一个好玩的梗。

2003年“PS之父”久多良木健在接受日本《PCWatch》专栏作家后藤弘茂访谈时说过的一段话，久多良木健的本意是说足够数量的Cell处理器串联在一起，就可以达到甚至超过“地球模拟器”（地球シミュレータ，NEC制的超级计算机，在当时是世界上最快的计算机之一）的性能。这段话整出了“PS3能模拟地球”的意思。一直流传至今（当然，ps3并没有达到这个性能，IBM原本想将4个cell集合成一个处理器，但后来发现功耗太大，成本太高，良品率太低）

cell架构

cell处理器的架构与现在常见的x86架构有明显的差异，最大的差别在于他们的核心与指令集。x86架构中，每一个核心都是可以相对独立运行的。而cell所搭载的架构（powerpc架构改进），主要是由PPE（power处理单元，Power Processing Element）与SPE（Synergistic Processing Elements）组成。SPE是一颗协处理器，每个SPE具备128bit SIMD 通用暂存器，256KB SRAM(静态随机存取存储器，大致起到一级缓存的作用，用于本地存储），一个SPU(向量处理器)，一个MFC(内存流控制器）可同时执行两道指令(双发射）。PPE包含一颗64位powerpc架构的risc（精简指令集）3.2GHz核心，是PowerPC970的改进版。PPE直连总线，可以直接访问内存与缓存，而SPE则需要通过PPE才能访问内存。SPE也不支持许多cpu特性。所以SPE并不能看作传统计算机的核心，所以从传统角度讲，ps3是一台"单核"的游戏机。

指令集方面，cell基于powerpc架构，是一颗使用risc指令集（精简指令集）的"cpu"而我们熟知的x86架构则是属于CISC（Complex Instruction Set Computing）指令集（复杂指令集)的范畴。

ps3为了保证良品率，8个spe屏蔽了一个。还有一个给系统提供音频等服务，实际游戏使用6个spe与ppe.但在后期索尼的系统优化上，又节约出一个spe使用在游戏上，这就是为什么ps3后期的游戏帧率更加稳定，画面更好。（买sony，战未来！）

因为SPE为RSX图形处理器承担了一部分工作，所以RSX图形处理器严格说并不是gpu，同理，cell也不完全是cpu

EIB通用总线

Element Interconnect Bus（EIB)负责SPE，PPE核心，内存等外围设备之间的通讯

256MB XDR内存

这里的XDR可不是苹果的XDR显示屏，而是内存，XDR（eXtreme Data Rate）内存不同于常见的DDR内存，由Rambus公司研发，这是一家主要研发内存的小公司，他们曾研发出RDRAM内存，这种内存曾受到英特尔公司的大力支持，但由于价格昂贵没有得到大众认可。）时钟信号1.6GHz,运行频率3.2GHz，带宽25.6GB/s.这是一个惊人的带宽，同时期的 DDR2 667也只有5.3 GB/s的带宽。GDDR3运行在700mhz显存在延迟高得多的情况下，也只有22.4GB/s的带宽。如今的DDR4 3200mhz也只有25.6GB/s,也就是说，这个

XDR内存相当于5根ddr2 667的内存同时运作。

在一个时钟周期内（一个上升沿和一个下降沿），XDR DRAM进行了4次时钟采样，在采样的每个上升沿和下降沿都传输了1bit的数据，因此在一个时钟周期内，XDR可以传输8bit的数据，DDR 只能在一个时钟周期进行2bit的数据传输，所以ddr的全称叫做(Double Data Rate SDRAM)这就是XDR 技术中最新的“8分频”技术，带来了强大的带宽。我猜测这与cell的特殊架构有关，spe担任了部分图形处理器的工作，spe,ppe,图形处理器之间需要高速的带宽来交流，如果用ddr内存那5gb每秒的带宽肯定不能满足交流的需求，gddr3的延迟又太大，只有XDR才能满足cell的需求。

RSX图形处理器

RSX是游戏主机中不是非常常见的英伟达研发，

pydk老黄

基于NV47核心（这是一个“不存在的核心”，是由G70与G72修改而来，只有ps3的rsx才使用）基于2005年发布的7800GTX图形处理器，搭配128bit 256m gddr3显存运行在650mhz下，有3亿多个晶体管，支持OpenGL ES 1.1 + Nvidia Cg 24 个并行像素着色器，8 个平行顶点管线24 个纹理过滤单元 和 8 个顶点纹理寻址单元，理论像素填充率达到了每秒 4.0 千兆像素

结语：我认为ps3是一台战未来的主机，但从现在来看，ps3对比前两代ps系列，明显是失败的，cell架构虽然新颖，性能强大，但开发难度大，加上集成了ps2的硬件，导致成本昂贵....太多因素了，但不管怎么来说，ps3都是一台先进的主机，但先进过度，即为退步。

作者声明本文无利益相关，欢迎值友理性交流，和谐讨论～