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    游戲、芯片與科技

    2024年02月26日 12:07:11   來源:微信公眾號:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

      無論是朋友聚會還是i人充電,在剛過去的春節(jié)假期里,游戲機(jī)的使用頻率又要提高了。

      游戲行業(yè)看起來不是一個“大”產(chǎn)業(yè),但其市場規(guī)模在娛樂行業(yè)中已經(jīng)占據(jù)相當(dāng)大的比例。普華永道預(yù)計2026年中國娛樂及媒體行業(yè)收入將達(dá)到約5269億美元,中國內(nèi)地電子游戲和電競到2026年,總收入將達(dá)到946億美元,約占18%。隨著游戲行業(yè)的發(fā)展,游戲的體驗(yàn)正在越來越*。精美的畫面和順暢的操作的背后除了離不開創(chuàng)作者的想象力,也離不開硬件產(chǎn)品的支持。

      電子游戲作為電子計算機(jī)的產(chǎn)物,與集成電路技術(shù)的發(fā)展是相伴相生的,一些游戲也從需求端推動了一些技術(shù)的進(jìn)步。比如,顯卡(甚至可以說如今英偉達(dá)的顯卡帝國)就是一個與游戲緊緊綁定的產(chǎn)品。

      無論屏幕前的你是否熱愛游戲,都不妨了解一下這這段歷史。

      01

      游戲機(jī)前傳

      *個誕生的電子游戲可以追索到1951年,ChristopherStrachey開始試著運(yùn)行他為英國國家物理實(shí)驗(yàn)室里的PilotACE電腦所寫的《西洋跳棋》程式。第二年,劍橋大學(xué)計算機(jī)科學(xué)家A.S. Douglas在1952年開發(fā)出了史上*款有記錄的電腦游戲《Noughts&Crosses》,在劍橋大學(xué)所制作,其運(yùn)行于真空管計算機(jī)上。1955年,《Hutspiel》誕生,這是史上第二款電腦游戲,《Hutspiel》是為了戰(zhàn)爭模擬的一款軍事題材游戲。

      1962年,一款游戲開啟了游戲硬件時代。

      1962年,麻省理工學(xué)院的學(xué)生Steve Russell與幾位同學(xué)開發(fā)出了世界上*款視頻游戲,名叫《Spacewars》的游戲。雖然玩法粗糙圖形簡陋,但依舊火爆。一位名叫諾蘭·布什內(nèi)爾(Nolan Bushnell)的商人看到了對硬件的需求,幾年后他創(chuàng)辦了雅達(dá)利,并開發(fā)了一款叫做PONG的游戲機(jī)。

      PONG是一臺有一塊黑白屏幕和兩個操縱桿的巨型機(jī)器,即我們現(xiàn)在熟悉的“街機(jī)”,需要投幣開機(jī),游戲玩法類似乒乓球。這款機(jī)器有多火爆?*臺商用游戲機(jī)上線后的第二天晚上機(jī)器就因?yàn)橥婕彝度胩嘤矌?ldquo;宕機(jī)”。

      PONG開始在全美迅速鋪開,人們對這種科技感十足的大玩具充滿瘋狂的熱情。很快,大量*代電子游戲機(jī)問世,比如Magnavox公司的Odyssey系列,Coleco公司的Telstar系列。

      可以說,在PC普及之前,游戲機(jī)曾是離人們生活最近的“芯片”產(chǎn)品。

      同樣是60年代,一款游戲改變了計算機(jī)語言。

      那一年,貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ken Thompson在GE 635大型機(jī)上編寫了一個叫做《Space Travel》的游戲。GE 635大型機(jī)使用的是Multics操作系統(tǒng),由于貝爾實(shí)驗(yàn)室放棄了Multics項(xiàng)目,Thompson為了繼續(xù)玩這個游戲轉(zhuǎn)換了該項(xiàng)目語言。由于買不起120000美元的大型機(jī),他開始研究如何將游戲轉(zhuǎn)移到PDP-7小型機(jī)上,在這一過程中,他把自己的開發(fā)工具擴(kuò)展成了一個完備的操作系統(tǒng)Unix。

      Unix,衍生或影響了Linux、MacOS、 iOS和安卓等幾乎所有非微軟陣營操作系統(tǒng),構(gòu)成如今周圍絕大多數(shù)智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而Thompson的同事Dennis Ritchie 也沉迷《星際旅行》,在幫著開發(fā)Unix時,順手創(chuàng)造了C語言。

      游戲改變科技的第三件事,也與前文提到的雅達(dá)利有關(guān)。

      隨著雅達(dá)利成為了全球*代街機(jī)和家用游戲機(jī)巨頭,一個改變科技屆的人加入了這家公司。

      雅達(dá)利是喬布斯創(chuàng)辦蘋果前的*的一份正式就職的公司。喬布斯曾在雅達(dá)利負(fù)責(zé)給一款叫Breakout的游戲制作電路板的項(xiàng)目,這個項(xiàng)目的績效是:在預(yù)計需要150個芯片的電路板上,每少一個芯片就獎勵100美元。最后,喬布斯與沃茲尼亞克(Stephen Wozniak)用44枚芯片完成了任務(wù)。

      1976年,喬布斯創(chuàng)辦了蘋果公司。

      我們或許可以說,游戲是現(xiàn)代科技重要的“配角”。由此我們將再深入看看游戲與芯片的關(guān)系。

      02

      游戲芯片的過去

      在個人計算機(jī)尚未大規(guī)模普及的1975年,游戲機(jī)的出貨量大概是36萬臺,同年個人計算機(jī)出貨量僅為5000臺。游戲機(jī)的出現(xiàn)拉動了TTL邏輯電路的銷量,暴增的需求對芯片提出了更高的要求:性能更好(更多數(shù)量的晶體管)、畫面更炫(支持彩色輸出)以及使用更便利(更小的體積)。TTL邏輯電路,它是一種由雙極型晶體管構(gòu)建的邏輯陣列,是早期的集成電路工藝,在1960-1970年代占主導(dǎo)地位,被電子工程師廣泛用來搭建各類復(fù)雜功能的電路,比如計算器、工控系統(tǒng),以及游戲機(jī)。

      70年代開始,由MOSFET構(gòu)成的高密度集成電路芯片成本不斷下降,開始替代TTL;谛鹿に嚨*代通用微處理器在70年代紛紛問世,例如Intel的4004/8008、摩托羅拉的6800、Zilog的Z80。

      1976年時代華納收購雅達(dá)利,并追加一億美元投資準(zhǔn)備做一款家庭游戲機(jī)。雅達(dá)利選擇了MOS公司的6502芯片,這款芯片對標(biāo)摩托羅拉的明星產(chǎn)品6800,性能不相上下,也是蘋果公司*代產(chǎn)品“Apple I”和第二代“Apple II”的核心處理器。1977年,雅達(dá)利2600游戲機(jī)上市,總銷量達(dá)到3000多萬臺,平均每三個美國家庭中就有一臺?梢哉f,相比個人計算機(jī)的先驅(qū)蘋果公司的爆款產(chǎn)品,雅達(dá)利購買和消耗了更多的芯片。

      后來雅達(dá)利的主導(dǎo)地位被,任天堂、索尼、世嘉、Capcom等公司取代。1988年,任天堂在北美賣出了700萬臺紅白機(jī)和3300盒游戲卡帶。任天堂娛樂系統(tǒng)(NES),全球銷量超過6100萬臺,它的核心處理器,也是上文提到的MOS公司的6502。

      看到游戲機(jī)市場的廣闊后,深諳供應(yīng)鏈之道的日本游戲機(jī)廠商開始與本土的半導(dǎo)體公司合作。夏普、富士、三美電機(jī)等公司均拿到了任天堂大筆的半導(dǎo)體訂單。值得一提的是,這時期正是日本與美國在半導(dǎo)體市場進(jìn)行貿(mào)易戰(zhàn)的時期。

      1994年,PlayStation(PS)正式發(fā)售,日本各地出現(xiàn)數(shù)百人排隊買PS的場面,日本眾多知名游戲軟件廠商紛紛加盟SONY。*代PlayStation游戲機(jī)研發(fā)的時候,索尼牽手東芝研發(fā)了一塊用于演算3D CG畫面的LSI芯片。芯片性能的提升讓索尼找到了游戲公司SE開發(fā)3D游戲《最終幻想7》。《最終幻想7》賣出了驚人的1330萬份;PlayStation*代,全球銷量更是達(dá)到1.02億臺。

      1996年,任天堂上市了Nintendo 64,簡稱N64,雖然上市時間晚于土星和PS1,但依然得到了大量玩家的支持,并很快售罄。雖然日本的游戲機(jī)繼續(xù)風(fēng)靡全球,但隨著與美國芯片貿(mào)易摩擦的告白,游戲機(jī)主處理器芯片逐漸放棄了對內(nèi)采購。任天堂的這款游戲機(jī),芯片采用的是NEC VR4300。

      03

      游戲芯片的現(xiàn)在

      1993年,又一款游戲的出現(xiàn)改變了芯片的歷史。

      1993年10月,世嘉旗下工作室AM2和設(shè)計師鈴木裕制作的3D格斗游戲系列《VR戰(zhàn)士》推出!禫R戰(zhàn)士》通常被認(rèn)為是3D格斗游戲的始祖,在商業(yè)上的成功帶起了此一分野游戲的風(fēng)潮。1995年英偉達(dá)推出其*產(chǎn)品 NV1,與世嘉合作,《VR 戰(zhàn)士 》成為*在 英偉達(dá)顯卡上運(yùn)行的 3D 游戲。

      NV1并沒有讓英偉達(dá)一下子成為領(lǐng)頭羊,在當(dāng)時3的性能最*的圖形加速卡公司是3Dfx,他們的產(chǎn)品是Voodoo。但英偉達(dá)推出了一款能同時處理2D、3D和視頻加速的芯片RIVA128。抓住了用戶痛點(diǎn),隨后英偉達(dá)在1999年,發(fā)布世界*款GPU——GeForce25。

      自此,這個游戲發(fā)燒友愛之深恨之切的公司,開啟了游戲芯片更是現(xiàn)代芯片歷史的新篇章。

      游戲市場這片藍(lán)海,不僅吸引了英偉達(dá),也吸引了后來者AMD。2013年的PS4,用的是AMD的Jaguar處理器,2020年發(fā)布的PS5,用的是AMD的zen2。不過任天堂2017年發(fā)布的Switch,全球賣了1.2億臺,用的則是英偉達(dá)的Tegra X1。

      還有越來越多的新公司在加入這場競爭。任天堂 Switch 的成功都證明了一件事:游戲掌機(jī),大有可為。PC掌機(jī)大行其道,讓高通也躍躍欲試。2023年8 月 23 日,高通推出全新產(chǎn)品線,一下子發(fā)布了 3 款游戲掌機(jī)芯片,分別是驍龍 G1 Gen 1 、驍龍 G2 Gen 1 以及驍龍 G3x Gen 2,對應(yīng)入門、中高端及旗艦。高通表示,AYANEO、華擎、英業(yè)達(dá)等公司正在與高通合作推出搭載這款處理器的產(chǎn)品。

      此外,手機(jī)也成為了游戲廠商的必爭之地,因此手機(jī)芯片也已經(jīng)成為游戲的重要載體。驍龍888、驍龍768G、驍龍778G這些芯片屬于高端產(chǎn)品,具有較強(qiáng)的性能,可以在高畫質(zhì)下運(yùn)行大多數(shù)游戲。蘋果A15、驍龍865、驍龍870這些高端手機(jī)的標(biāo)配在處理復(fù)雜的游戲場景,和保證游戲的流暢性和畫質(zhì)上,都表現(xiàn)出色。運(yùn)行《原神》、《*榮耀》和《和平精英》時,無論是畫質(zhì)、幀數(shù)還是加載速度,都可以達(dá)到非常好的效果。蘋果M2、驍龍8+、驍龍8Gen2則能呈現(xiàn)出游戲的*畫質(zhì)、幀數(shù)與加載速度。

      可以說,游戲芯片這個市場仍存在無限可能與未知。那么游戲還能如何改變科技行業(yè)?如何改變芯片行業(yè)呢?

      04

      游戲芯片的未來

      首先,游戲有可能改變芯片市場的未來格局。

      據(jù)外媒報道,微軟的下一代游戲主機(jī)可能直到最近才進(jìn)入設(shè)計階段。因?yàn)橹钡缴蟼月,微軟還沒有與 AMD 簽署下一代游戲主機(jī)的合同,而索尼已經(jīng)簽署了多個 PS5 之后的合同。芯片巨頭英特爾似乎正在積極爭取,通過下一代Xbox游戲機(jī),重新進(jìn)入游戲市場。微軟經(jīng)常多處詢價以試圖讓 AMD 降低價格。然而,這一次,微軟似乎更認(rèn)真地為下一代 Xbox 的芯片貨比三家,因?yàn)樵摴局钡阶罱排c AMD 談判。同時,英特爾也開始競標(biāo)為該游戲主機(jī)生產(chǎn)芯片,據(jù)稱提供了極低的價格和其晶圓廠的全部產(chǎn)能。英特爾將這一機(jī)會視為挽救 Arc顯卡和其晶圓廠的巨大機(jī)遇。

      此外,正如游戲也在與AI結(jié)合。近期爆火的游戲《幻獸帕魯》制作團(tuán)隊最初立項(xiàng)時只有4人,開發(fā)商整個公司也就40多人。隨后這款游戲引發(fā)了AIGC生成游戲形象的討論。放下AI與知識產(chǎn)權(quán)的矛盾暫且不提,但AI的出現(xiàn)正在讓游戲變得更有想象力。無論是對游戲數(shù)量的增加還是對游戲質(zhì)量、游戲形式的改變,都可能產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng),影響未來的走向。

      最后,最近上市的Vision Pro會如何改變XR市場?曾幾何時《Pokemon GO》讓AR成為熱門技術(shù),如今頭顯時代或許就要來臨,是否有新的爆款游戲再次“反哺”硬件設(shè)備?

      游戲是好奇心與想象力的產(chǎn)物,這或許就是為什么如此多重要的技術(shù)、公司、人物的故事都有游戲的身影。科技的未來,也需要好奇與想象。

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