PS2的CPU------EE芯片详细解读

2007-05-29 10:37:19

Emotion Engine
　　Emotion Engine是一个128位芯片，采用0.18微米工艺制造，包括两个64位整数单元、1个128位SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令多数据流）多媒体指令单元、两个独立浮点向量计算单元（VU0、VU1）、1个MPEG 2解码电路IPU（Image Processing Unit，图像处理单元）和DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）控制器。高速芯片再搭配高速的双通道Direct RAMBUS DRAM，带宽为3.2GB/秒。
内核结构
　　- CPU内核128位 RISC（MIPS IV的子集）
　　- 时钟频率300MHz
　　- 64位整数单元（二路超标量）
　　- 128位多媒体单元，支持107条SIMD扩展指令
　　- 32个128位整数常规寄存器
- 48个TLB（Translate Look side Buffers，翻译旁视缓冲器）双重入口
　　- 12KB二路指令缓存
　　- 8KB二路数据缓存
　　- 双端口16KB SPRAM（Scratch Pad RAM，附加便携RAM）
　　- 32MB双通道Direct RDRAM作为主内存，工作频率800MHz，带宽3.2GB/秒
　　- 10个DMA通道
　　- 处理器单元1 FPU（1个FMAC和1个FDIV）
　　- 处理器单元2 VU0（4个FMAC和1个FDIV）
　　- 向量处理单元 VU1（5个FMAC和2个FDIV）
　　几何处理
　　- 浮点性能6.2GFLOPS
　　- 几何+透视转换峰值能力66M多边形/秒
　　- 几何+光线处理峰值能力38M多边形/秒
　　- 几何+雾化峰值能力36M多边形/秒
　　- 曲线表面生成峰值能力16M多边形/秒
　　- 具备图形处理单元MPEG2解码能力
　　- 图像处理峰值能力150M像素/秒
　　芯片制造
　　- 0.18微米制程
　　- 四层金属设计
　　- 晶体管数量10.5 M
　　- 芯片面积240平方毫米
　　- 540针PBGA（Plastic Pin Ball Grid Array，塑胶球状矩阵排列）封装
　　- VDD电压1.8V
　　- 能源消耗15瓦
3、GS（Graphics Synthesizer，图形合成器）　　PS2的图形合成器使用2,560位数据总线，带宽是PC显示卡的20倍，通过实时计算和渲染3D物体，画质能达到电影级3D动画的水平。一个图形系统的设计之中，渲染能力由像素引擎与视频内存之间的带宽决定，传统的技术使用外置VRAM（Video RAM，视频存储器）来延伸到芯片外的总线，此方法限制了图形系统的性能，GS把像素逻辑电路和视频内存二合为一，大大提高了图形带宽，达到了惊人的48GB/秒，同时也增加了它的像素填充性能。
　　GS渲染小多边形的峰值能力是75M多边形/秒和150M微粒/秒，即使加入了Z缓冲、纹理、光线和阿尔法混合（透视），仍然保持有20M多边形/秒的成绩。在没有主CPU或主总线存取的帮助下，GS也能执行递归多重渲染和过滤操作，真想不到以前高性能图形计算机才能做到的工作这么快就可以进入家庭数字娱乐领域。
GS的规格：　　
- GS内核是并行渲染处理器+嵌入式DRAM　
　- 时钟频率150MHz　
　- 16个并行像素引擎　
　- 4MB多重端口嵌入式DRAM　
　- 总内存带宽48GB/秒　
　- 数据总线带宽2560位（没写错……，全部因为其是直接集成在图形核心内，高带宽更容易实现一些）　
　- 1024位读入、1024位写、512位纹理　　
- 32位显示色深，RGBA（Red、Blue、Green + Alpha，红、蓝、绿 + Alpha通道）各8位
　　- 雾化、阿尔法混合、双线性过滤、三线性过滤、MIP映射、抗锯齿、多通道渲染　　GS的性能：
　　- 像素填充率2.4G像素/秒（加入Z缓冲和阿尔法混合）
　　- 像素填充率1.2G像素/秒（加入Z缓冲、阿尔法混合和纹理）
　　- 微粒描绘能力150M/秒
　　- 多边形描绘能力75M/秒（小多边形）
　　- 50M/秒（四倍48个像素加入Z缓冲和阿尔法混合）
　　- 30M/秒（三倍50个像素加入Z缓冲和阿尔法混合）
　　- 25M/秒（四倍48个像素加入Z缓冲、阿尔法混合和纹理）
　　- 分离式多边形描绘能力18.75M/秒（8*8像素）　　
芯片制造
　　- 0.25微米制程硅处理技术
　　- 四层金属结构
　　- 晶体管数量43M
　　- 内核面积279平方毫米
- 384针BGA（Ball Grid Array，球状矩阵排列）封装
　　支持NTSC/PAL、DTV（Digital TV，数字电视）、HDTV（high definition television，高清晰度电视）和VESA（Video Electronics Standards Association，视频电子标准协会）输出标准。
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70000型及以后的型号和PSX采用了0.13微米技术并将EE和GS集成在一片芯片中(好像叫dragon)。

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厂商定天下，硬件论输赢。阵营划乾坤，饭眼看世界。

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