PS3 圖形處理器 RSX 硬件解說

根據日本 PC Watch 網站專欄作家 後藤弘茂 最新刊出的專欄文章指出，PS3 預定採用、由 NVIDIA 設計的圖形處理器「Reality Synthesizer（RSX）」，與日前正式發表的 NVIDIA PC 用圖形處理器 G70（GeForce 7800）是採用同相同的基礎設計。

　　RSX 是由 PC 繪圖晶片大廠 NVIDIA 所設計，將用於 SCE 新一代電視遊樂器主機 PS3 上的圖形處理器（GPU）產品，於 5 月 16 日 SCE 所舉辦的 E3 展前記者會中首度公布。

　　根據發表資料，RSX 是一顆運作時脈 550MHz，3 億個電晶體以上規模的圖形處理器，具備專屬的 256MB GDDR3 繪圖記憶體，每週期可執行 136 個著色器指令，支援 128bit 高動態範圍（HDR）與雙 1080p HDTV 輸出，效能是目前 NVIDIA 最高檔圖形處理器 NV40 的兩倍以上。

　　而在 6 月下旬正式發表並上市的 NVIDIA 新一代 PC 用圖形處理器 GeForce 7800 GTX（晶片代號 G70），同樣是個規模約 3 億個電晶體、著色器（Shader）效能是前代 GeForce 6800（NV40）兩倍的產品，與 RSX 已公布的規格有許多類似之處，亦有多方消息指出 RSX 是以 G70 的設計修改而來。

　　在 PC Watch 網站最新刊出的後藤弘茂專欄文章中表示，NVIDIA 首席科學家 David B. Kirk 於專訪中曾提到：「RSX 的著色器架構是以 G70 為基礎」，一般預料兩者相異之處主要在於製程技術、系統匯流排與記憶體介面寬度，其餘部分則沒有太大的不同。由於 NVIDIA 先前發表 RSX 可於單個週期內執行 136 個著色器操作，與 G70 的數據完全相同，因此可推斷兩者的著色器構成是相同的。

　　根據後藤弘茂得自 GPU 業界相關人士的消息，NVIDIA 之所以會在 RSX 上採用與 PC 產品幾乎相同的設計，是因為 SCE 與 NVIDIA 的合作計劃是在 2004 年夏季才正式簽訂，因此沒有足夠的時間為 PS3 設計一個專屬架構的圖形處理器，所以會採取大幅沿用 PC 研發中產品的設計。

　　G70 的著色器構成與相關數據計算方式如下：

8 個頂點著色器（Vertex Shader）x 每週期 2 個著色器操作 = 每週期 16 個著色器操作
24 個像素著色器（Pixel Shader）x 每週期 5 個著色器操作 = 每週期 120 個著色器操作

　　兩者相加 = 每週期 136 個著色器操作，與 RSX 所宣稱的數據相同。

　　由於 RSX 預定的運作時脈比現有最高規格的 G70 產品 GeForce 7800 GTX 高出 28 ％（550MHz 對 430MHz），因此單就著色器的理論處理性能來說，也會高出 28 ％。

　　而在 RSX 與 G70 主要差異之一的高速系統匯流排 Flex IO，能提供 CPU -> GPU 20GBps 與 GPU -> CPU 15GBps，共 35GBps 的超大頻寬，比目前 PC 上最高速的 PCI-Express 單向 4GBps 雙向共 8GBps 的頻寬來說，高出 3 倍以上，加上 Cell 本身所具備、遠超越現有微處理器的浮點數運算效能，將可與 GPU 緊密結合，提供與以往不同的 3D 圖形處理能力。

　　在記憶體介面寬度方面，由於考量到製造成本的因素，因此 RSX 並未採用 G70 的 256bit 寬度記憶體介面，而是採用減半的 128bit，時脈則略為提昇至 700MHz（GeForce 7800 GTX 為 600MHz），單就繪圖記憶體頻寬來說，約為 GeForce 7800 GTX 的 58 ％。而且因為目前 NVIDIA 繪圖晶片的設計都是針對 GDDR 類型的記憶體最佳化，所以 RSX 並未採用與 Cell 微處理器相同的 XDR 記憶體，而是採用 PC 顯示卡常見的 GDDR3 記憶體，這部分也可能是因為沒有足夠的時間針對 XDR 進行特化的設計有關。

　　在製程技術方面，G70 因為必須趕在今年年中上市，因此選擇了較為保守的 110nm 製程，由台積電代工。而 RSX 由於預定明年春季才上市，且預定由 SONY 與東芝共同營運的 OTSS 半導體廠以較先進的 90nm 製程生產，因此能以較高的頻率運作。由於不同的半導體廠的製程參數不同，David B. Kirk 表示兩晶片雖然採用相同的著色器架構，但在晶片實體設計上是各自獨立進行的。

　　由本次後藤弘茂專欄文章的報導以及 David B. Kirk 所透露的資訊，加上先前各方的消息，大致上已可確認 RSX 與 G70 是系出同源的設計。不過由於 RSX 與 Cell 微處理晶片能透過極大頻寬的系統匯流排進行聯合運作，而且 Cell 微處理器有著遠大於 PC 微處理器的浮點數運作效能與內外部頻寬，因此運作方式預料會與 PC 有很大的不同，實際效能仍然只能從實際遊戲的表現來加以評估。