« ソニー、低遅延かつ4K/60p対応で小型筐体の業務用4K SXRD データプロジェクタ | トップページ | ソニー、業務用4K有機ELモニターを出展! »

2013年4月 4日 (木)

日経エレクトロニクス2013年4月1日号を買ってみた

「尖った独自技術をしっかり盛り込めた」、PS4の開発責任者に設計思想を聞く

日経エレクトロニクスという雑誌は、一般的に書店では販売されていません。基本的に定期購読する必要があります。しかし、一部の書店は販売されている場合あります。今回はそのケースで入手できました。

近くのジュンク堂にて販売されていたので、買いました。
マーク・サーニー氏へのインタビュー記事はわずか2ページで、正直ボリューム感はありませんので、わざわざ購入する価値はないかもしれません。多くの情報は既出ばかりですので。しかし、一部の情報については、初耳かなと思われる部分がありました。

独自に拡張した「Supercharged」の部分は、「非常に多くあるが、代表的なものは四つだ」(Cerney氏)。(1)CPUとGPUの間で高速にデータを転送できる機構、(2)GPU内のキャッシュ・メモリからの書き戻し回数を減らす機構、(3)演算やグラフィックス描画の処理について多階層で優先順位を付けられる調停機構、(4)GPUの前処理をCPUに肩代わりさせる機能、を盛り込んだという。

(1)~(3)は西田さんの記事が詳しいですが、(4)については記載されてなかったと思います。

今回は(4)について補足したいと思います。以下の記載はマーク・サーニー氏のコメントです。

最後に、GPUの前処理をCPUに肩代わりさせる機能も付加した。これまでのゲーム機の最大のボトルネックはメモリ・インタフェースだったが、2番目のボトルネックは頂点処理性能だった。そこで、GPUの負荷が大きいときに、頂点処理(の一部)をCPUが実行できるようにした。

PS3で言えば、RSXの得意ではない頂点処理をCellが肩代わりしていたのですが、PS4でも同じようなことができることです。
西川善司の3Dゲームファンのためのグラフィックス講座【GDC特別編】

PS3のRSXも頂点シェーダの性能が低く、PS3開発者の間では「最も使いたくない部位」の1つに数えられているが、CELLプロセッサに対する研究が行き届いてきた昨今では、このRSX側の頂点シェーダを極力活用せず、CELLプロセッサのSPEで実装した、超が付くほど優秀な頂点パイプラインで代行するのがトレンドだ。

PS4のGPU単体だけで十分だと思えるのですが、CPUが担当することで、GPUが他の処理も担当できるようになりますので、トータル的にパフォーマンスが向上します。

CPUのJaguarはインテルのCorei5、Corei7に比べてさすがに非力ですが、ゲーム機としてのCPUは十分なパフォーマンスを持っています。

PlayStation 4の技術概要がGDCで公開

最後の128-bit SIMDは、なぜ今更これを挙げるのか? と思うかも知れない。これは、AMDのローパワーCPUのJaguarのダイアグラムを、前世代のBobcatと比べれば一目瞭然だ。同じAMDの低消費電力CPUコアでも、JaguarではSIMDユニットが大きく拡充され、64-bit幅から128-bit幅となった。ゲームで重要となる、浮動小数点演算のデータ並列演算能力が倍増したことになる。つまり、AMDの現在のローパワーCPUより、浮動小数点パフォーマンスは飛躍すると言いたいわけだ。

SCEは伝統的にCPUの浮動小数点演算能力にこだわっていました。今回もこだわっていたようです。

PS2時代も、1999年に発表された時点のインテルCPUと比べて、整数演算能力はPS2は劣っていたのですが、浮動小数演算能力は数倍性能が高いとアピールされていました。

PS2発表会の記事

●128ビットプロセッサ「Emotion Engine」、浮動小数点演算性能はPentium IIIの数倍

SCEと東芝が共同開発し、2月の「ISSCC99」で発表したもので、正式名称は「Emotion Engine」(エモーション・エンジン)という。ゲート長0.18ミクロンで製造され、1チップに2個の64ビット整数演算ユニット(IU)、2個の浮動小数点ベクトル演算ユニット(VU0、VU1)、MPEG2デコード(IPU)、DMAコントローラなどが集積される。

動作周波数は300MHzで、浮動小数点演算性能は6.2GFLOPSに達する。発表会では、Pentium II 400MHz/Pentium III 500MHzと演算性能を比較した参考資料が配られ、数値によっては数倍の性能を示すことが明らかにされるなど、「Emotion Engine」に対する自信をうかがわせる内容となっていた。


PS4のGPUは桁外れに処理能力が高いため、CPUは脇役になってきた感じですが、一応浮動小数演算能力は頑張っているようです。

|

« ソニー、低遅延かつ4K/60p対応で小型筐体の業務用4K SXRD データプロジェクタ | トップページ | ソニー、業務用4K有機ELモニターを出展! »

PS4」カテゴリの記事

コメント

>PS4のGPUは桁外れに処理能力が高いため、CPUは脇役になってきた感じですが、一応浮動小数演算能力は頑張っているようです。

PS4はAPU全体では2TFLOPSらしいのでCPUだけで換算したら160GFLOPSくらいになりますね。
噂される2GHz以上で動作するならそれ以上になりそうですけど。
Jaguarの浮動小数点演算性能自体はCELLよりは下になりますが、PS4の構成を考えれば直接比較に意味はないですね。

日経エレクトロニクスはE3後かPS4発売前後が1番見応えがありそうですね。
今回はこんな内容もあったようです。

■「ゲーム開発者にとっての“パズル”を作ってはいけない」
PS4の設計における基本コンセプトとは、どのようなものだったのだろうか。
根底に流れていたのは、「『ゲーム・ソフトの開発者にとっての“パズル”を作ってはいけない』という思い」(Cerney氏)だったという。

「例えば、主記憶として外部メモリの他にeDRAM(オンチップDRAM)を用意したら、メモリ帯域幅がTバイト/秒級になるだろう。
性能的には大きな進歩だ。しかし、開発者には『小容量のeDRAMと大容量の外部メモリのどちらに、どのデータを置けば
最も速く動作するのか』というパズルを解いてもらうことになってしまう。そうした状況は避けたかった。
開発者がゲームの価値の創造に時間を割けるようにすることを最優先した」(Cerney氏)。


PS4ではTバイト/秒級のeDRAM案もあったそうですが、ソフト開発が複雑になるという理由で却下されたようです。
噂にあったHBMでのTバイト/秒級が理想でしたがおそらくこれも現時点では技術的に難しかったのかもしれませんね。
2014年末発売なら・・・と考えなくもないですが、情報が出てくるたびにPS4がどんどん魅力的に見えてきただけにこれでよかったのかな・・・と思い始めています。
海外でのウケもかなりいいようなのでPS4はPS3互換がなくてもスタートダッシュ成功の可能性も出てきました。

PS4関連では他にもいくつか情報がありました。

『マークサニー氏、PS4ではCPUのコア数は8つ絶対に必要だった』海外記事。
http://gamecolumn.blog17.fc2.com/blog-entry-18010.html#more


http://ja.wikipedia.org/wiki/PlayStation_4
DUALSHOCK 4
DUALSHOCKから引き続き振動機能も受け継いでいる。従来のモーターのON/OFFだけでなく複数段階のレベル設定も可能になっていて、以前よりも静音化されている


ウィキは今までの情報をうまくまとめています。
ほとんど既出情報ですが、DUALSHOCK 4の振動機能もそれなりに進化しているみたいですね。
DUALSHOCK 4はほとんど隙のないコントローラに見えますが、後は触覚フィードバックも次世代レベルなら個人的にはもう言うことないかな、と思います。
PS4でも“ジャイロキューブセンサス”採用はまだムリのようですが、“HDハプティクス”レベルは欲しいところです。
http://k-tai.impress.co.jp/docs/news/20120322_520562.html

投稿: RM | 2013年4月 4日 (木) 19時34分

ジャパンディスプレイが有機ELでも真価を発揮してきましたね。

[ディスプレイ]ジャパンディスプレイ、5.2型でフルHDの有機ELディスプレイパネルを開発
http://hokanko-alt.ldblog.jp/archives/67841707.html#more

以前発表された「イノベーションビークル」は液晶でしたが、それの有機EL版といったところですかね。
まあこれをそのまま搭載するのはムリですが、新型PSVではジャパンディスプレイ製有機EL採用を
期待したいところです。

投稿: RM | 2013年4月 4日 (木) 19時35分

>>RMさん

なんか某スレで話題になっているみたいねw>頂点処理云々

PS3のCell単体は約200Gflopsでしたね。約40Gflops足りないのですが、SPEで処理されたものはGPUで処理できるようになりますので、トータル的には問題ないですね。それにしてもPS4のCPUは160Gflopsとは、意外と性能が高いなと感じますw

パズル云々ですが、なぜか4月1号については、小容量かつ1TB/sのことは書いてありませんでした。どうやら2ページという制約のため、結構省かれたみたいです・・・

だからボリューム感にはあまりなかったし。

ただ、HSAに関する記載もありましたので、ここにて転載します。

-AMDが提唱しているHSAと良く似ている

短期的および中期的にはHSA Foundationとは異なるアプローチを採ることになりそうだ。ヘテロジニア・コンピューティングという考え方は同じだが、ゲームのようにハードウェアの性能を限界まで引き出すのはC++言語による開発では難しいからだ。
 そこで我々は「PSSL(※1)と呼ぶシェーダー言語を用意する。OpenGLやDirectXの最新仕様を盛り込むのに加え、PS4のハードウェアが持つ独自の機能も直接扱えるようにする。

 長期的には、PS4でのGPGPU(GPUを使った汎用演算)の広がりに大きく期待している。レイ・トレーシングや人工知能、物理シミュレーションなど、シミュレーションの大半をGPUで実行するようになるはずだ。プロセッサに加えたカスタマイズは、GPGPUが効率良く行えるようになる効果もある。

(※1)
http://www.4gamer.net/games/990/G999024/20130329015/

「PSSL」(PlayStation Shader Language)
 Norden氏が強調していたのは,「DirectX 11.1やOpenGL 4.xをはるかに超えた領域にまでアクセスできる」ということ。性能的には,PS4と同スペックPCがあったとして,その上でDirectX 11.1やOpenGL 4.3ベースのグラフィックスプログラムを動作させたものと比べても,PS4のほうが圧倒的に高い性能で動作できるとのことである。

投稿: mkubo | 2013年4月 5日 (金) 04時19分

>>RMさん

XperiaZのフルHD液晶を使ってみて思ったのですが、やっぱりPS Vitaは有機EL採用は正解だったと思います。

コントラストは低めですし、視野角は狭い。ただし色再現性については、完璧に近いと思います。鮮やかな色再現はやや弱い感じ。

DAZEのようなゲームはやはり相性が悪いです。

ジャパンディスプレイの有機ELには期待しています。
白+CF方式といっても、おそらくRGB方式に比べて、正確な色再現性には期待できるかもしれません。サムスンのギャラクシーの有機ELの色再現性は色々おかしすぎるしw

PS Vitaの色再現性はもちろん頑張っていますが、シビアなレベルで見ると、少しおかしいかも?と感じる点もあります。

投稿: mkubo | 2013年4月 5日 (金) 04時30分

>>mkuboさん

>PS4のCPUは160Gflopsとは、意外と性能が高いなと感じますw

非力とはいえ、一応最新のAMDコアですからね。(しかもカスタム8コアだし)
PS4ではその性能をすべてサブ的に使えるというのも強みだと思います。
にしてもPS4はホントによく考えられて設計されたんだな・・・と感じてます。
久夛良木さんは確かにハード開発の天才ですが、あまりソフト開発者の事を考えて設計しない部分もあるのでついていくのが困難な部分もありましたから。
今回はソフト開発の天才であるマーク・サーニー氏がディレクションする事でソフト開発のしやすさを基本にしつつもCELLのノウハウも活かした上でPCアーキテクチャを再設計したのがPS4なのである意味ハードとソフトの天才の合わせ技が根底にあって誕生したハードなんだなぁ、と。
頂点処理に関しても全部GPUに処理を丸投げではないバランスの取れた方向ですし、GPGPUの並列動作などCPUとGPUの融合という本来のAPUとしてほぼ完璧な形態になっているんじゃないか?と思ってます。
HSAに関してもAMDの流れにおんぶにだっこではなく、ある意味独自でHSAよりも先に行っちゃってますからねw
PS4はいずれ直接ハードを叩けるようにもなるようなので潜在能力もかなりのものだと思います。

>レイ・トレーシングや人工知能、物理シミュレーションなど、シミュレーションの大半をGPUで実行するようになるはずだ。

レイ・トレーシングをリアルタイムにできる、というのは次世代機に求めていた部分でもあるので驚きですね。
同じPS4ソフトでもローンチと熟成した段階ではまた全然違うクオリティになりそうです。

対して箱720はAPU2個搭載!?で話題になってますね。
単なるネタなのか定かではないですが、APU2個で何としてでもPS4の理論値だけは超える事をどや顔で発表するのかな?
仮にそうだとしても結局それこそ前述した「パズル云々」になりますね。
APU2個と大容量DDR3とeSRAMを駆使してソフト開発しないといけないとなるとかなり複雑です。
PS4も当初はAPU+dGPUでのCrossFire説がありましたが、問題があるから今の仕様になったんだと思いますし。
まあ2個目のAPUはOSや次世代キネクト処理専用でPS4のセカンドチップ扱いの可能性もありますが。
箱720もさすがにE3までに発表するでしょうから最後の妄想ができる段階に来ていますねw

投稿: RM | 2013年4月 5日 (金) 23時02分

ジャパンディスプレイ製品はいずれ他の機器でも搭載されるでしょうが、まずはPSVに先行採用してほしいですね。

これは初耳だったんですが、PSVは分離メモリなのにメモリアドレス共有で透過アクセスできるらしいですね。
PS4のアーキテクチャを先取りしていたとか?
PSV開発にもマーク・サーニー氏が関わっていたと考えると納得ではありますけど。

872 名前:名無しさん必死だな 投稿日:2013/04/05(金) 13:54:57.80 ID:sS/CnkK8P
>>870
Vitaはハードウェア的にはすげーよく出来てんぞ
クァッドコアとかiPadでさえ排熱や消費電力の問題でデュアルコアで我慢してるところをあの筐体におさめてるし
メモリ周りも帯域確保に分断メモリなのにアドレス共有で透過アクセスできるし(つーかこの部分あからさまにPS4と同じアーキテクトが作ってる

投稿: RM | 2013年4月 5日 (金) 23時04分

>>RMさん

>久夛良木さんは確かにハード開発の天才ですが、あまりソフト開発者の事を考えて設計しない部分もあるのでついていくのが困難な部分もありましたから。

確かにそういう点は否定できないなw

サーニー氏がSCEハード部隊の責任者(当時茶谷氏)とわざわざ会って、x86へ変更できないか相談されたそうですが、意外にもx86路線には肯定的だったね。

久多良木さんはどちらかといえばx86路線には否定的ではないと思うけど、おそらく複雑な気持ちをお持ちだったと思います。

>今回はソフト開発の天才であるマーク・サーニー氏がディレクションする事でソフト開発のしやすさを基本にしつつもCELLのノウハウも活かした上でPCアーキテクチャを再設計したのがPS4なのである意味ハードとソフトの天才の合わせ技が根底にあって誕生したハードなんだなぁ、と。

Cellプログラミングも研究されていたそうで、(SPURS)
ゲームデザイナーとして、今もコードを書ける点は凄いと思う。8bit時代はDQの堀井氏とかはコードを書けたそうですが、今の有名なデザイナーはコードも書けることはあまり聞かないからね。

http://game.watch.impress.co.jp/docs/20070316/pe.htm

2007年の時点に、Cellプログラミングに関する発表されていますね。

2APUの件は所詮エイプリルフールネタでしょうね。MSのゲイツマネーがあるからと思っているせいか、妄想で暴走している感じですね。常時オンラインの件について、なぜか関心があまりないように思えますねw(向こうのゲーマーには、さすがに深刻な問題であるととらえているようですが。)

投稿: mkubo | 2013年4月 7日 (日) 03時00分

>>RMさん


>メモリ周りも帯域確保に分断メモリなのにアドレス共有で透過アクセスできるし(つーかこの部分あからさまにPS4と同じアーキテクトが作ってる

http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/3dcg/20130213_586958.html

公式レベルで明らかになったのはその記事ですね。

PS Vitaは、PS3のようにCPU直轄のメインメモリとGPU直轄のグラフィックスメモリの2タイプのメモリがあるが、アドレッシングは共通であり、CPU、GPUは互いに相手側のメモリ領域に透過的にアクセスが可能になっている。そこでレンダリング完了後の深度バッファに対し、CPUでアクセスして最遠点を求め、その最遠点が前述した影生成領域境界より近い場合に限って、影生成領域境界をそこまで近くする調整をするのだ。

PS3も一応できるですが、遅いので、あまり使いものにならないレベルだったらしいです。

投稿: mkubo | 2013年4月 7日 (日) 03時07分

>>RMさん

>クァッドコアとかiPadでさえ排熱や消費電力の問題でデュアルコアで我慢してるところをあの筐体におさめてるし

http://weekly.ascii.jp/elem/000/000/136/136483/

Xperia Zと同じLSIを積んでいるtablet Zは、ベンチマークではトップレベルだそうですが、

3Dmark EAのレースゲーを走らせたところ、かなり熱くなっていましたw

やばいですよ。下手すればヤケドすると思います。

スマホでガチな3Dゲームをやるのは現時点はかなり無理あるなと思いましたね。

スマホ信者を論破できる根拠ができたなと思っています。

投稿: mkubo | 2013年4月 7日 (日) 03時31分

>>mkuboさん

記事ご紹介ありがとうございます。

PLAYSTATION Edgeの発表をしたのがマーク・サーニー氏だったんですね。
結局PLAYSTATION Edgeはサードにどこまで浸透したんでしょうかね?

マーク・サーニー氏に関しては正直今まであまり知らなかったんですが、クラッシュ・バンディクー、ラチェット&クランクを開発した人で、かつてはアタリやセガにも在籍していたんですね。
いわゆる直接SCE内部の人物ではないようですが、ノーティドッグを発掘したのもマーク・サーニー氏だそうで以前からSCEとは深い関わりを持っていたようで伝説的ゲーム開発者と言われるだけあってかなりのカリスマ性を持っているようですね。


もしマーク・サーニーがあのゲーム会社に所属したままだったら
http://wiki.chakuriki.net/index.php/%E3%82%82%E3%81%97%E3%83%9E%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%83%BB%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%8B%E3%83%BC%E3%81%8C%E3%81%82%E3%81%AE%E3%82%B2%E3%83%BC%E3%83%A0%E4%BC%9A%E7%A4%BE%E3%81%AB%E6%89%80%E5%B1%9E%E3%81%97%E3%81%9F%E3%81%BE%E3%81%BE%E3%81%A0%E3%81%A3%E3%81%9F%E3%82%89


PSVのメモリに関しては既出でしたか・・・
PS3はNUMA構成でしたが、やはりレイテンシが問題になってたんですね。
PS1~3は共通してメモリ周りがある意味アキレス腱でしたが、PS4ではその弱点も克服されているので逆にこれといった弱点が見当たりませんねw
PS4は完全体セルじゃなかったけど、APUでフュージョンした悟空とベジータみたいな感じかな?

投稿: RM | 2013年4月 8日 (月) 17時36分

すでにご存知だと思いますが。

[PS4]PS4のセカンダリチップは結構高機能で、動画配信は本体性能を圧迫しないらしい
http://hokanko-alt.ldblog.jp/archives/67844938.html#more


セカンダリチップはかなりの高性能らしいです。
相変わらず中身の詳細は不明のままですが、SCEフルカスタムチップだとするならけっこう期待しちゃいますねw
同じARMであるPSVチップをカスタムしているのか、それ以上に高性能なチップを作り出したのか・・・!?
以前予想されていたSCE、東芝、IBMが関わっている可能性も出てきましたね。

>メモリは外付けチップにするとコストがかさむが、eDRAMもファウンドリを制限するので難しいため、どうなっているのか推測しにくい。

セカンダリチップのメモリはPSV同様に積層化されていると思いますが、どうですかね?

>スマホでガチな3Dゲームをやるのは現時点はかなり無理あるなと思いましたね。

スマホに関してもNVIDIAは相変わらずパワーと理論値のみで語ってますね。


Nvidia: 次世代のスマートフォンは、現行のコンソールを性能で追い越す
http://ameblo.jp/seek202/entry-11503226419.html


とりあえずモバイル端末はバッテリーを進化させない限り理論値では性能向上出来ても実効性能は今とたいして変わらないんじゃないかな?
どんなに性能高くても数分でバッテリー切れる、本体熱くなりすぎて火を噴く!じゃお話になりませんからw

投稿: RM | 2013年4月 8日 (月) 17時40分

>>RMさん

>結局PLAYSTATION Edgeはサードにどこまで浸透したんでしょうかね?

http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/3dcg/20110307_431711.html

>特に、SCEが提供するライブラリの1つ、PS Edgeに含まれるカリングエンジン、アニメーションシステム、スキニングエンジンはRSXのポテンシャル以上のジオメトリ(頂点)処理性能を発揮すると言われる。

2011年の記事を読む限り、普通に使われているのではと思いますよ。

マーク・サーニー氏は天才ながら、努力家でもあるみたいですよ。

以下の記事は元SCE社員の方が見たマーク・サーニー氏について
http://www.mrspider.net/0600design/uso12.html

その元SCE社員について以下のwikiにて紹介されてます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%B6%B4%E8%A6%8B%E5%85%AD%E7%99%BE

他では、かつて天才といわれたゲームデザイナーはもう老害状態になりつつあることを考えれば、実に凄いと思いますね。

投稿: mkubo | 2013年4月 9日 (火) 07時48分

>>RMさん

>以前予想されていたSCE、東芝、IBMが関わっている可能性も出てきましたね。

僕もそう思いますね。ただIBMが参加している理由はちょっと見えない気がしますね。

>メモリは外付けチップにするとコストがかさむが、eDRAMもファウンドリを制限するので難しいため、どうなっているのか推測しにくい。

>セカンダリチップのメモリはPSV同様に積層化されていると思いますが、どうですかね?

PS Vitaのメモリを共通化すれば調達コストもダウンできますので、512MB積層ではないかと思いますね。


>Nvidia: 次世代のスマートフォンは、現行のコンソールを性能で追い越す

可能性は確かにありますが、低消費電力という制約で超えるのはさすがに厳しいのではと思いますね。

現にPCのビデオカードだって、5年前に比べると消費電力が上がっていますし。ハイエンドのビデオカードは、普通の家庭ではもう扱えない領域になっていますし・・

投稿: mkubo | 2013年4月 9日 (火) 07時56分

この記事へのコメントは終了しました。

トラックバック


この記事へのトラックバック一覧です: 日経エレクトロニクス2013年4月1日号を買ってみた:

« ソニー、低遅延かつ4K/60p対応で小型筐体の業務用4K SXRD データプロジェクタ | トップページ | ソニー、業務用4K有機ELモニターを出展! »