你最喜欢的游戏体验背后有何秘密力量?

作者:Rys Sommefeldt,Imagination Technologies PowerVR产品管理资深总监

自1972年游戏系统出现以来那些真正成功的游戏系统,其核心部分都拥有强大的技术,从而为同时代的开发人员提供了一些技术基础,可以作为他们实现艺术愿景的基石。

然而“伟大的电子游戏体验只能建立在强大的技术之上”并不准确——你只需要将时光返回到开创了我们整个行业的先驱者Pong(世界首款家用电子游戏)身上,就可以反驳该观点——但毫无疑问,该观点是有帮助的。

事实上,游戏一直在频繁地挑战各种可能性,这促使许多领域的高科技供应商,尤其是半导体领域的供应商,不断重新思考和塑造消费电子设备中的可能性。

为了响应游戏开发人员的主要需求,GPU和CPU几乎一直在向更快、更高效的方向发展。屏幕密度增加了,网络在实现无线化的同时增加了带宽、减少了延迟,电池技术也在进步,所有这些都是由游戏需求驱动的。

曾经只有在家中或街机游乐场里连上电网才能享受的东西,现在你可以随身携带在口袋里,并且可以在两次充电之间玩上一整天。正是世界上最复杂、最令人兴奋的半导体器件带来的技术进步才使这些情况得以实现,而技术进步的重点显然是能效。

您可能会问,能效是什么,为什么它如此重要?如今,在计算机中做任何事情都要消耗电能,它利用电子流来控制所有设备内部芯片核心部分嵌入的极其微小的晶体管,而这些设备构成了现代生活的一部分。

关键在于,开关晶体管(即晶体管背后存储1和0的机制)所需的全部电能都会转化为热能。因此,当你的计算机或手机正在做一些有用的事情时,它执行工作所消耗的全部能量必须离开芯片,否则它会过热并停止工作。

能效可以让你拥有一个无需配备大声风扇或水冷系统的电视游戏机,能效可以让你随时随地在智能手机或掌上游戏机中一次玩上几个小时视觉丰富且令人兴奋的游戏,并不会出现因太热而无法触摸的情况。

因此,随着我们需要更多的计算设备(包括那些我们珍视和喜爱的游戏系统中的设备),行业也需要高度重视功耗控制方面的进展,寻找新的方法来实现在给定的功耗预算内做更多的事情。对于可以放进口袋的手持设备其有限的功耗预算而言,更是如此!

因此,当你了解到Imagination Technologies对能效的重视时,就不会感到惊讶。在Imagination,随着我们将自己世界一流的、曾经运行于你的电视游戏机或个人计算机中的图形技术转向移动设备,能效一直是我们推进产品路线图和十多年来向客户交付技术时做出的几乎每一个决定中最优先考虑的因素。

世嘉(Sega)的Dreamcast游戏机是PowerVR领先图形技术的一个关键消费性应用,也是这家日本游戏巨头的一次巨大成功。Dreamcast将NAOMI街机平台版本带入了家用游戏,之后世嘉又继续将该平台用于《疯狂出租车》(Crazy Taxi)、《死或生2》(Dead or Alive 2)和《VR网球》(Virtua Tennis)等游戏。

Dreamcast采用了紧凑的设计以适合其内部构件,这限制了其内部芯片在没有额外且昂贵的冷却系统的情况下所能产生的热量,因此它对GPU的能效提出了更高的要求。如果不这样要求,世嘉当时的硬件合作伙伴NEC将无法实现为游戏机所做的设计,并且无法令游戏机在机壳内没有风扇的情况下顺利工作。代号为Katana的原始开发套件带有一个风扇,但最终的消费性硬件则不需要风扇。

当索尼需要一个可靠的低功耗GPU来支持其PlayStation Portable(PSP)的后继产品PS Vita时,我们已经准备好以PowerVR SGX543 MP4的定制化实现方案来应对索尼的严苛规范。有了PowerVR GPU的支持,能够随时随地玩《神秘海域》(Uncharted)、《小小大星球》(LittleBigPlanet)和《刺客信条》(Assassin's Creed)等游戏,效果相比索尼功能更全面的游戏机机型变化也很小,而且在Vita开创性的OLED显示屏上看起来非常棒,这些优势推动该游戏机在全球范围内取得成功。

高性能、理想的功能集和我们多次提到的能效相结合,给予了PS Vita专用手持游戏性能水平,任天堂(Nintendo)花了6年时间才凭借其Switch游戏机实现赶超。

大多数的客观预估认为,2020年移动端游戏的规模将超过电脑游戏和主机游戏的总和,而这一令人难以置信的市场增长,在很大程度上来源于流行智能手机(尤其是iPhone)快速成长的游戏功能的推动。

我们的分块延迟渲染架构拥有令人难以置信的高能效,自发布以来,其已出现在每一代iPhone硬件中,从而使苹果能够生产出引人注目的一流游戏平台——包括iPad中一个更强大的版本——该平台现在占据了全世界便携式游戏时间的大部分,无论是玩《精灵宝可梦GO》(Pokemon Go)、《Roblox》还是《堡垒之夜》(Fortnite)。

从第一款用于个人计算机的PCX1 3D加速器,到Dreamcast,再到我们在PS Vita和现代智能手机上所实现的令人难以置信的手持式游戏体验进展,这20多年来,我们对能效的坚定关注在不断推动自身向前发展。我们在发展自己的产品线和底层微架构时做出的几乎所有决定都是基于其对性能功耗比的影响。

从个人计算机到你口袋中的设备,20年来游戏体验不断经历变革,而追求让每一个晶体管都发挥出最佳性能一直是其中的秘诀。如今,这仍是我们产品开发的关键所在。

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