เครื่องเดียว ครองพิภพ
เครื่องเดียว ค้นพบ จบหล้า
เครื่องเดียว สยบสิ้น ทั่วโลกา
โซนี่หา ใครเทียบเท่า สู่ยุคทอง
กลอนนี้เป็นการล้อโดยดัดแปลงข้อความบนเอกธำมรงค์ในเรื่องเดอะลอร์ดออฟเดอะริงส์ซึ่งมีข้อความเดิมดังนี้
“วงเดียวเพื่อครองพิภพ วงเดียวเพื่อค้นพบจบหล้า วงเดียวเพื่อสาปสิ้นทุกวิญญาณ์ พันธนาไว้ในความมืดมน”
แต่หากจะพูดถึงเครื่องเกมคอนโซลที่ส่งผลกระทบต่อวงการเกมและวงการบันเทิงมากที่สุดเครื่องหนึ่ง กลอนดังกล่าวนั้นเป็นการเล่าถึง PlayStation 2 ที่สั้นกระชับได้ใจความที่สุดแล้วถึงความยิ่งใหญ่ของเครื่องนี้ในยุคของมัน
รายละเอียดการพัฒนา PlayStation 2 ซึ่งต่อไปจะใช้ตัวย่อในการกล่าวถึงว่า ps2 นั้นจนถึงปัจจุบันก็แทบไม่มีข้อมูลอะไรถูกบอกเล่าออกมามากนัก เท่าที่มีข้อมูลคือการพัฒนา ps2 นั้นเริ่มต้นในช่วงปลาย 1994 ถึงต้น 1995
หากเทียบกับช่วงเวลาวางจำหน่าย ps1 ครั้งแรกคือวันที่ 3 เดือนธันวาคม 1994 แล้วแสดงว่าการพัฒนา ps2 อาจจะเริ่มทันทีที่ ps1 ออกวางตลาด แต่ส่วนตัวผู้เขียนแล้วเชื่อว่าน่าจะเริ่มช่วงต้นปี 1995 หลังจากวางจำหน่าย ps1 ครั้งแรกไปแล้วอย่างน้อย 1 เดือน อันเนื่องมาจากผลการตอบรับและความสำเร็จในยอดขายอย่างมากรวมถึงยังพ้นช่วง Long Weekend ทั้งคริสมาสและปีใหม่ไปแล้ว พนักงานกำลังสดชื่นหลังผ่านหยุดยาว
แนวคิดหลักในการพัฒนา ps2 ของทีมวิศวกรซึ่งนำโดย Kutaragi Ken ผู้ให้กำเนิด ps1 นั้นน่าสนใจว่าเค้าไม่ได้พูดถึงสเปกหรือประสิทธิภาพเป็นหลักแต่เอาเป้าหมายมาเป็นเกณฑ์ในการพัฒนาแทนโดยเป้าหมายคือออกแบบและสร้างชุดประมวลผลที่มีศักย์ภาพมากพอที่จะจำลองอารมณ์ความรู้สึกของตัวละครออกมาได้
ซึ่งต่อมาเป็นที่รูปจักในชื่อ “Emotion Engine”
การที่จะทำให้ชิปประมวลผลจำลองอารมณ์ความรู้สึกของตัวละครออกมาได้นั้น โดยพื้นฐานคือ
1.สามารถประมวลผลค่าทศนิยมที่ใช้สำหรับสร้างกราฟฟิก 3D ได้ครั้งละมาก ๆ
2.การส่งข้อมูลให้หน่วยประมวลผลจะต้องส่งได้ทีละมาก ๆ อย่างรวดเร็ว ไม่ดีเลย์
เรามาดูที่ข้อ 1 สามารถประมวลผลค่าทศนิยมที่ใช้สำหรับสร้างกราฟฟิก 3D ได้ครั้งละมาก ๆ ก่อน
เพื่อให้ชุดประมวลผลทำได้อย่างที่ต้องการ ในการออกแบบนั้นทีมวิศวจึงออกแบบให้ชิปประมวลผลหลัก ๆ ถูกติดตั้งลงในแผนเวเฟอร์เป็นชุดเดียวกันไปเลย หรือพูดง่าย ๆ คือให้ชิปประมวลที่สำคัญต่าง ๆ เช่น Co-Processor ผนวกลงไปเป็นชิปเดียวกัน
ซึ่งวิธีนี้ทำให้การส่งถ่ายข้อมูลระหว่างชิปประมวลผลทำได้อย่างรวดเร็วโดยแทบไม่ดีเลย์แลกกับการที่ชิปประมวลผลที่ต่อมารู้จักในชื่อ Emotion Engine มีขนาดที่ค่อนข้างใหญ่
ส่วนขั้นตอนการประมวลผลก็เรียบง่าย
ใน Emotion Engine นั้นนอกจาก CPU แล้วยังมีการติดตั้ง Co-Processor ผนวกลงไปด้วย ชื่อ Vector Processing Unitsมีทั้งหมด 2 ตัว ชื่อ vpu0 และ vpu1
CPU และ vpu0 จะรับหน้าที่ประมวลผลชุดคำสั่ง อ่านข้อมูลโมเดลและทำการขึ้นโครงของโมเดล ส่วน vpu1 จะทำการประมวลผลแปลงค่าทางเรขาคณิตและแสงเงา โดย vpu0 สามารถถูกโปรแกรมให้ทำงานแบบที่ vpu1 ทำได้ในกรณีที่ผู้เขียนโปรแกรมต้องการเน้นใช้งานด้านการประมวลผลแปลงค่าทางเรขาคณิต
จากนั้นข้อมูลที่ประมวลผลได้จะถูกส่งไปที่ Graphics Synthesizer หรือ GPU ในภาษาปัจจุบันเพื่อสร้างกราฟฟิก 3D ตามการประมวลผลที่ถูกส่งมา
นี่ทำให้ Emotion Engine สามารถประมวลผลทางคณิตศาตร์ทศนิยมที่จำเป็นในการสร้างโมเดล 3 มิติที่มีรายละเอียดซับซ้อนได้ดีที่สุดเมื่อออกวางจำหน่ายจนกระทั้ง 1 ปีให้หลังถึงจะมีชิปที่ทำได้ดีกว่าออกมา
ในข้อที่ 2 ไม่ดีเลย์คงไม่ต้องพูดถึงมากนักแต่ผู้เขียนจะมุ่งไปที่หัวข้อ “การส่งข้อมูลให้หน่วยประมวลผลจะต้องส่งได้ทีละมาก ๆ อย่างรวดเร็ว” ซึ่งแน่นอนว่าแหล่งข้อมูลหลักที่จะส่งข้อมูลให้ CPU ประมวลผลนั้นคือ Ram
ที่น่าสนใจคือ Ram ที่ทาง Sony เลือกใช้นั้นคือ Rambus หรือ RD-Ram ที่ผู้เขียนเคยเขียนเล่าถึงในบทความข้างล่างนี้
https://web.facebook.com/uptomejournal/photos/a.867008537212818/867007950546210
ซึ่ง RD-Ram (ต่อไปนี้จะพูดถึงสั้น ๆ ด้วยตัวย่อ rd) แม้จะส่งข้อมูลได้ครั้งละมาก ๆ แต่ก็มีข้อเสียร้ายแรงคือความล่าช้าในการส่งข้อมูลที่กระทบต่อประสิทธิภาพการประมวลผลโดยรวมจนทำให้ rd ไม่ได้รับความนิยมและหายไปจากตลาดในที่สุด
นี่ทำให้ ddr Ram ที่กำลังจะเริ่มแพร่หลายในยุคนั้นดูจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า ทว่าสิ่งที่ทีมออกแบบต้องการคือช่องทางการส่งข้อมูลหรือ Bandwidth ที่กว้างมาก ๆ โดยสเปกที่ใช้งานจริงนั้น Ram ของ ps2 มี Bandwidth ที่สามารถส่งข้อมูลได้มากถึง 3.2 กิกะไบต์ต่อวินาที ซึ่งเคยมีการคำนวณแล้วว่าถ้าจะใช้ ddr Ram เพื่อทำให้ได้อย่างเดียวกันจะต้องใช้ Ram ชิปจำนวนมากกว่าอีกทั้งขาวงจรของ ddr ก็ยังเยอะกว่า rd
ทั้ง 2 ปัจจัยจะทำให้แผงวงจรมีขนาดใหญ่ขึ้น ใช้ชิปมากขึ้น และผลสุดท้ายคือค่าใช้จ่ายในการผลิตเพิ่มขึ้น
ทาง Sony จึงเลือกที่จะใช้ rd กับ ps2 แล้วไปแก้ปัญหาเรื่องการดีเลย์ของ rd แทน
ผลที่ได้คือมีการตั้งติดส่วนที่ชื่อ Memory Management Control ที่ผู้เขียนเองก็ไม่มีข้อมูลว่ามันไปช่วยแก้ปัญหาการดีเลย์ของ rd ได้ด้วยวิธีใดแต่ผลลัพธ์คือมันช่วยได้จริง ๆ
แต่กระนั้นในส่วนที่อ่อนไหวกับการดีเลย์อย่าง Ram ของ GPU ทาง Sony ก็เลือกที่จะใช้ DRAM ที่เป็นเทคโนโลยีในแขนงเดียวกับ SDRam ที่ใช้อย่างแพร่หลาย ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเร็วและเชื่อถือได้แทน
บทความตามใจฉัน “Sony PlayStation 2: เอกธำมรงค์แห่งเกมคอนโซล”
เครื่องเดียว ค้นพบ จบหล้า
เครื่องเดียว สยบสิ้น ทั่วโลกา
โซนี่หา ใครเทียบเท่า สู่ยุคทอง
กลอนนี้เป็นการล้อโดยดัดแปลงข้อความบนเอกธำมรงค์ในเรื่องเดอะลอร์ดออฟเดอะริงส์ซึ่งมีข้อความเดิมดังนี้
“วงเดียวเพื่อครองพิภพ วงเดียวเพื่อค้นพบจบหล้า วงเดียวเพื่อสาปสิ้นทุกวิญญาณ์ พันธนาไว้ในความมืดมน”
แต่หากจะพูดถึงเครื่องเกมคอนโซลที่ส่งผลกระทบต่อวงการเกมและวงการบันเทิงมากที่สุดเครื่องหนึ่ง กลอนดังกล่าวนั้นเป็นการเล่าถึง PlayStation 2 ที่สั้นกระชับได้ใจความที่สุดแล้วถึงความยิ่งใหญ่ของเครื่องนี้ในยุคของมัน
รายละเอียดการพัฒนา PlayStation 2 ซึ่งต่อไปจะใช้ตัวย่อในการกล่าวถึงว่า ps2 นั้นจนถึงปัจจุบันก็แทบไม่มีข้อมูลอะไรถูกบอกเล่าออกมามากนัก เท่าที่มีข้อมูลคือการพัฒนา ps2 นั้นเริ่มต้นในช่วงปลาย 1994 ถึงต้น 1995
หากเทียบกับช่วงเวลาวางจำหน่าย ps1 ครั้งแรกคือวันที่ 3 เดือนธันวาคม 1994 แล้วแสดงว่าการพัฒนา ps2 อาจจะเริ่มทันทีที่ ps1 ออกวางตลาด แต่ส่วนตัวผู้เขียนแล้วเชื่อว่าน่าจะเริ่มช่วงต้นปี 1995 หลังจากวางจำหน่าย ps1 ครั้งแรกไปแล้วอย่างน้อย 1 เดือน อันเนื่องมาจากผลการตอบรับและความสำเร็จในยอดขายอย่างมากรวมถึงยังพ้นช่วง Long Weekend ทั้งคริสมาสและปีใหม่ไปแล้ว พนักงานกำลังสดชื่นหลังผ่านหยุดยาว
แนวคิดหลักในการพัฒนา ps2 ของทีมวิศวกรซึ่งนำโดย Kutaragi Ken ผู้ให้กำเนิด ps1 นั้นน่าสนใจว่าเค้าไม่ได้พูดถึงสเปกหรือประสิทธิภาพเป็นหลักแต่เอาเป้าหมายมาเป็นเกณฑ์ในการพัฒนาแทนโดยเป้าหมายคือออกแบบและสร้างชุดประมวลผลที่มีศักย์ภาพมากพอที่จะจำลองอารมณ์ความรู้สึกของตัวละครออกมาได้
ซึ่งต่อมาเป็นที่รูปจักในชื่อ “Emotion Engine”
การที่จะทำให้ชิปประมวลผลจำลองอารมณ์ความรู้สึกของตัวละครออกมาได้นั้น โดยพื้นฐานคือ
1.สามารถประมวลผลค่าทศนิยมที่ใช้สำหรับสร้างกราฟฟิก 3D ได้ครั้งละมาก ๆ
2.การส่งข้อมูลให้หน่วยประมวลผลจะต้องส่งได้ทีละมาก ๆ อย่างรวดเร็ว ไม่ดีเลย์
เรามาดูที่ข้อ 1 สามารถประมวลผลค่าทศนิยมที่ใช้สำหรับสร้างกราฟฟิก 3D ได้ครั้งละมาก ๆ ก่อน
เพื่อให้ชุดประมวลผลทำได้อย่างที่ต้องการ ในการออกแบบนั้นทีมวิศวจึงออกแบบให้ชิปประมวลผลหลัก ๆ ถูกติดตั้งลงในแผนเวเฟอร์เป็นชุดเดียวกันไปเลย หรือพูดง่าย ๆ คือให้ชิปประมวลที่สำคัญต่าง ๆ เช่น Co-Processor ผนวกลงไปเป็นชิปเดียวกัน
ซึ่งวิธีนี้ทำให้การส่งถ่ายข้อมูลระหว่างชิปประมวลผลทำได้อย่างรวดเร็วโดยแทบไม่ดีเลย์แลกกับการที่ชิปประมวลผลที่ต่อมารู้จักในชื่อ Emotion Engine มีขนาดที่ค่อนข้างใหญ่
ส่วนขั้นตอนการประมวลผลก็เรียบง่าย
ใน Emotion Engine นั้นนอกจาก CPU แล้วยังมีการติดตั้ง Co-Processor ผนวกลงไปด้วย ชื่อ Vector Processing Unitsมีทั้งหมด 2 ตัว ชื่อ vpu0 และ vpu1
CPU และ vpu0 จะรับหน้าที่ประมวลผลชุดคำสั่ง อ่านข้อมูลโมเดลและทำการขึ้นโครงของโมเดล ส่วน vpu1 จะทำการประมวลผลแปลงค่าทางเรขาคณิตและแสงเงา โดย vpu0 สามารถถูกโปรแกรมให้ทำงานแบบที่ vpu1 ทำได้ในกรณีที่ผู้เขียนโปรแกรมต้องการเน้นใช้งานด้านการประมวลผลแปลงค่าทางเรขาคณิต
จากนั้นข้อมูลที่ประมวลผลได้จะถูกส่งไปที่ Graphics Synthesizer หรือ GPU ในภาษาปัจจุบันเพื่อสร้างกราฟฟิก 3D ตามการประมวลผลที่ถูกส่งมา
นี่ทำให้ Emotion Engine สามารถประมวลผลทางคณิตศาตร์ทศนิยมที่จำเป็นในการสร้างโมเดล 3 มิติที่มีรายละเอียดซับซ้อนได้ดีที่สุดเมื่อออกวางจำหน่ายจนกระทั้ง 1 ปีให้หลังถึงจะมีชิปที่ทำได้ดีกว่าออกมา
ในข้อที่ 2 ไม่ดีเลย์คงไม่ต้องพูดถึงมากนักแต่ผู้เขียนจะมุ่งไปที่หัวข้อ “การส่งข้อมูลให้หน่วยประมวลผลจะต้องส่งได้ทีละมาก ๆ อย่างรวดเร็ว” ซึ่งแน่นอนว่าแหล่งข้อมูลหลักที่จะส่งข้อมูลให้ CPU ประมวลผลนั้นคือ Ram
ที่น่าสนใจคือ Ram ที่ทาง Sony เลือกใช้นั้นคือ Rambus หรือ RD-Ram ที่ผู้เขียนเคยเขียนเล่าถึงในบทความข้างล่างนี้
https://web.facebook.com/uptomejournal/photos/a.867008537212818/867007950546210
ซึ่ง RD-Ram (ต่อไปนี้จะพูดถึงสั้น ๆ ด้วยตัวย่อ rd) แม้จะส่งข้อมูลได้ครั้งละมาก ๆ แต่ก็มีข้อเสียร้ายแรงคือความล่าช้าในการส่งข้อมูลที่กระทบต่อประสิทธิภาพการประมวลผลโดยรวมจนทำให้ rd ไม่ได้รับความนิยมและหายไปจากตลาดในที่สุด
นี่ทำให้ ddr Ram ที่กำลังจะเริ่มแพร่หลายในยุคนั้นดูจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า ทว่าสิ่งที่ทีมออกแบบต้องการคือช่องทางการส่งข้อมูลหรือ Bandwidth ที่กว้างมาก ๆ โดยสเปกที่ใช้งานจริงนั้น Ram ของ ps2 มี Bandwidth ที่สามารถส่งข้อมูลได้มากถึง 3.2 กิกะไบต์ต่อวินาที ซึ่งเคยมีการคำนวณแล้วว่าถ้าจะใช้ ddr Ram เพื่อทำให้ได้อย่างเดียวกันจะต้องใช้ Ram ชิปจำนวนมากกว่าอีกทั้งขาวงจรของ ddr ก็ยังเยอะกว่า rd
ทั้ง 2 ปัจจัยจะทำให้แผงวงจรมีขนาดใหญ่ขึ้น ใช้ชิปมากขึ้น และผลสุดท้ายคือค่าใช้จ่ายในการผลิตเพิ่มขึ้น
ทาง Sony จึงเลือกที่จะใช้ rd กับ ps2 แล้วไปแก้ปัญหาเรื่องการดีเลย์ของ rd แทน
ผลที่ได้คือมีการตั้งติดส่วนที่ชื่อ Memory Management Control ที่ผู้เขียนเองก็ไม่มีข้อมูลว่ามันไปช่วยแก้ปัญหาการดีเลย์ของ rd ได้ด้วยวิธีใดแต่ผลลัพธ์คือมันช่วยได้จริง ๆ
แต่กระนั้นในส่วนที่อ่อนไหวกับการดีเลย์อย่าง Ram ของ GPU ทาง Sony ก็เลือกที่จะใช้ DRAM ที่เป็นเทคโนโลยีในแขนงเดียวกับ SDRam ที่ใช้อย่างแพร่หลาย ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเร็วและเชื่อถือได้แทน