هیولایی‌‌ در خانه

بررسی بازدهی اکس‌باکس 360 و پلی‌استیشن3

همانطور که قطعا شما هم بهتر از ما می‌دانید، برای بررسی این دو محصول، مولفه‌های خاصی نقش دارند. فهرست این عوامل به‌شرح زیر است: ‌ ‌

بازدهی پردازنده

بازدهی واحد گرافیکی

پهنای باند حافظه

پردازنده

پردازنده اکس‌باکس 360 با هدف راحتی بهتر برای توسعه‌دهندگان بازی طراحی شده است و دستورات ساده‌تری نسبت به پردازنده ‌3 PS‌ دارد. پردازنده ‌Cell‌ قدرت بسیار بالایی در محاسبات ممیز شناور دارد.

هفت واحد پردازشی پردازنده ‌Cell‌، هیچ حافظه پنهانی ندارد، به حافظه دسترسی مستقیم ندارد و کاملا دستورات مختلفی نسبت به پردازنده اصلی ‌3 PS‌ دارد. این پردازنده‌ها برای امور همه‌کاره مناسب نیستند. البته اکس‌باکس 360 سه هسته پردازشی دارد که پردازنده ‌Cell‌ تنها یکی از آنهاست. ‌ ‌

روی هر کدام از این هسته‌ها، اکس‌باکس 360 یک واحد مخصوص محاسبه بردارها را دارد. هر هسته اکس‌باکس 360، 128 ثبات دارد و 1 مگابایت حافظه سطح 2 را به اشتراک می‌گذارد. ‌ ‌

ضرب‌نقطه‌ای در بازی‌ها بسیار امر حساسی است چرا که ریاضیات سه‌بعدی وابسته به آن است و نورها، تغییر اندازه‌ها و بسیاری چیز دیگر را با آن‌ها محاسبه می‌کند. یکی از بزرگترین ویژگی‌های اکس‌باکس این است که یک دستور سخت‌افزاری برای عملیات ضرب نقطه‌ای دارد، اما دیگر پردازنده‌ها با چندین عملیات این کار را انجام می‌دهند. ‌ ‌

عملیات ممیزشناور پردازنده ‌Cell‌ دریکی از هفت پردازنده آن انجام می‌شود. از آن‌جایی که محاسبات ژئومتریک را واحد پردازنده گرافیکی انجام می‌دهد، لزوم وجود همچین چیزی در پردازنده بیهوده به‌نظر می‌رسد و بازدهی بازی در این جور مواقع به‌شدت افت می‌کند.

درست همانند موتور ‌Emotion‌ در ‌2 PS‌، پردازنده ‌Cell‌ در ‌3 PS‌ نیز برای آن دسته از بازی‌ها طراحی شده است که خیلی وابسته به پردازنده نیستند. ‌ ‌

حالت ایده‌آل ‌3 PS‌ برای بازی‌ها این است که 5/12درصد از بازی مرتبط با محاسبات معمولی باشد و 5/87 درصد از امور متعلق به محاسبات ‌DSP‌. این چنین توزیعی برای پخش ویدئو یا تحلیل طول موج مناسب است، نه برای بازی. در حقیقت، بازی‌های واقعی دقیقا عکس توزیع را می‌طلبند و این باعث می‌شود بازدهی ‌3PS‌ نسبت به سخت‌افزار آن پایین بیاید. بر مبنای تحلیل‌های آماری‌ای که از بازی‌های نسل جدید صورت گرفته است، تنها 10 تا 30 درصد از دستورات بازی، محاسبات ممیز شناور اس. بقیه دستورات شامل بارگذاری، ذخیره، عدد صحیح، پرش به خطی دیگر و ... است. و درست خلاف چیزی است که ‌3PS‌ بر مبنای آن طراحی شده است. ‌ ‌

بازدهی واحد گرافیکی

حتی صرف نظر از محدودیت‌های پهنای باند، واحد گرافیکی ‌3 PS‌ به‌اندازه اکس‌باکس 360 قوی نیست. ویژگی‌های پردازنده گرافیکی ‌RSX‌ سونی برای پلی‌استیشن 3 را با هم می‌خوانیم:

هسته 550 مگاهرتزی، سایه‌زن‌های پیکسل و بردار مختلف، 51 میلیارد عملیات ضرب نقطه‌ای در ثانیه (نهایت بازدهی سیستم)، 300 میلیون ترانزیستور، 136 عملیات سایه‌زنی در هر پالس ساعت.

51 میلیارد عملیات ضرب نقطه‌ای در هر ثانیه واحد جالبی است و تقریبا دو برابر کارت گرافیک 6800 ‌NVIDIA‌ قدرت پردازشی دارد.

با توجه به گفته سونی، می‌توان تخمین زد که بازدهی پردازشی محاسبات ضرب نقطه‌ای را با حساب توان پردازشی هسته ‌Cell‌ اعلام کرده‌اند و اگر پردازنده را در نظر نگیریم، تنها 28 میلیارد محاسبه در ثانیه باقی می‌ماند که با احتساب هسته 550 مگاهرتزی، در هر پالس ساعت 136 عملیات در واحد ‌ALU‌ این پردازنده انجام می‌شود. ‌ ‌

حال آنکه مهم است به این موضوع اشاره کنیم که ‌RSX‌ بیشتر بر اساس ‌s4vector‌ کار می‌کند در حالی که پردازنده اکس‌باکس 360 بر اساس ‌s5vector‌ کار می‌کند. جمع بازدهی عددی معادل 228 گیگافلاپ می‌شود که در مقابل با 240 گیگافلاپ اکس باکس رقم کمتری است. ‌ ‌

‌3 PS‌ 7 هسته دیگر دارد که به اجرای عملیات ممیز شناور کمک می‌کنند، اما پردازنده سه هسته‌ای اکس‌باکس 360 با دستورات سفارشی ‌D3D‌ و دستوراتی که بسیار بیشتر برای کاربردهای گرافیکی سفارشی شده‌اند، کمبود توان محاسباتی را به‌طور کامل جبران می‌کند. ‌ ‌

در مجموع، ایجاد تعادل در بارگذاری سایه‌زن‌های خودکار، قابلیت‌های صدور حافظه، دریافت مختصات قابل برنامه‌نویسی، دریافت کامل پس‌زمینه‌ها در سایه‌زن‌های بردار مختصات و دیگر ویژگی‌هایی که حتی از سایه‌زن مدل 3 هم پیشرفته‌تر بنظر می‌رسند، در بالا رفتن توانایی پردازشی گرافیک اکس‌باکس نقش دارند. ‌ ‌

پهنای باند

‌3 PS‌ پهنای باند 4/22 گیگابایت بر ثانیه برای ‌3GDDR‌ و 6/25 گیگابایت بر ثانیه برای ‌RDRAM‌ دارد و در مجموع پهنای باند این سیستم، 48 گیگابایت است. در حالی که اکس‌باکس 360 پهنای باند 4/22 بر ثانیه برای ‌3 GDDR‌ و پهنای باند 256 گیگابیت بر ثانیه بر روی ‌EDRAM‌، مجموع پهنای باند 278 گیگابیت بر ثانیه را در اکس‌باکس نشان می‌دهد.

چرا پهنای باند اکس‌باکس انقدر عظیم است؟ محاسبات نشان می‌دهد که بیشتر این میزان صرف مساله‌ای به نام فریم‌بافر می‌شود. حتی محاسبات ساده هم نشان می‌دهد که 8 پیکسل در هر کلاک، با قدرت 550 مگاهرتز، نیازمند پهنای باندی 52 گیگابایتی است. در حالتی که پهنای باند ‌3PS‌ برای محاسبات پردازنده گرافیکی خودش کم است. ‌ ‌

‌3 PS‌ با کمپرس کردن رنگ و ‌Z‌ سعی می‌کند کمبود پهنای باند را جبران کند. ایراد ‌Z‌ و فشرده‌سازی رنگ در این است که در نسل بعدی صحنه‌های سه بعدی خبری از آنها نخواهد بود.

تصاویر ‌HDR‌، آلفا شده و آنتی‌الیاز شده پهنای بند بیشتری می‌خواهند و به‌همین علت اکس‌باکس 360 از پهنای باند بالایی استفاده می‌کند و اگرتمام مولفه‌های فوق‌الذکر در یک بازی پیاده شود، باز هم اکس باکس 22 گیگابایت بر ثانیه برای بردارها و پس‌زمینه‌ها کنار گذاشته است. ‌ ‌

نتیجه‌گیری

وقتی به اعداد نگاه می‌کنیم، به این نتیجه می‌رسیم که اکس‌باکس 360 از نظر بازدهی، نسبت به ‌3PS‌ در جایگاه بالاتری ایستاده است. اما بهتر است فراموش نکنیم که ‌3PS‌ از نظر سخت‌افزاری چندین رده و پله بالاتر از اکس‌باکس ایستاده است و تنها عواملی که باعث شده است، چندان در بازار با مخاطبان خود ارتباط برقرار نکند، نبودن بازی‌ای است که از تمام توان پردازشی این دستگاه استفاده کند. هر چند باید در نظر گرفت که بازدهی سخت‌افزار تنها یک سوم از عملیات یک شرکت است، نرم‌افزار خوب و خدمات مرتبط با آن، ‌3PS‌ را از این وضعیت نجات خواهد داد. ‌ ‌

بازدهی پردازنده

پردازنده اکس‌باکس 360 قدرت پردازشی بیشتری دارد، چرا که پردازش خود را به میان 3 هسته تقسیم کرده است که ‌Cell‌، پردازنده اصلی آن، تنها بخشی از این سه هسته است. مزیت ‌Cell‌ در قدرت محاسبه اعداد ممیز شناور است. ‌ ‌

بازدهی واحد گرافیکی

قدرت محاسباتی واحد گرافیکی اکس‌باکس 360 از ‌3 PS‌ بیشتر است، ضمن آن‌که قابلیت‌هایی را به سیستم افزوده است تا قدرت کلی پردازشی را افزایش دهد. ‌ ‌

پهنای باند

پهنای باند حافظه اکس‌باکس 360، 4/278گیگابایت بر ثانیه است. در حالی که پهنای باند حافظه ‌3 PS‌، کمتر از یک پنجم اکس‌باکس 360 است و نزدیک به 48 گیگابایت بر ثانیه دارد.

محمدرضا قربانی