三、PS4和Xbox One的终极决战（附PS3讲解）
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大战在即，我们先来看一下PS3。我自有道理。
大家一定或多或少的听说过，PS3使用了CELL处理器，CELL处理器有一个PPU（主处理器）和很多的SPU（特别处理器）。
大家也都知道，PS3游戏的优化很依赖SPU的利用。摩托风暴，神海2，战神3都是典型的例子，SPU可以用来运算各种各样的不同任务。
而将SPU利用好，却并不简单。
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要让SPU计算一项任务，首先要把数据从内存复制到SPU的本地的存储器（Local Store，256KiB大小），然后SPU计算好结果，再把结果复制到内存。
每次的复制都类似于PC的GPU访问内存的三步走，请参考前一讲的三步图解。
值得一提的是，SPU的本地存储器性能非常高，大致相当于CPU的L1缓存。
我在微博上多次发文说过，现代的程序（包括游戏）的瓶颈多半不是在计算。
强劲的处理器会浪费大量的时间等待数据。SPU配合性能极高的本地存储器，它的处理数据的能力就很强劲了。
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但是，要让SPU发挥出它的性能并不容易。我们必须把任务数据分割成SPU能够处理的程度。
SPU就好像实力强劲的大胃王。想要把食物都吃完，也必须一口一口的来。
想要把数据分割、整理成适合SPU处理的模式，我们需要一个叫做Data-Oriented Design（数据导向的设计）的技术思维，而并非传统的、每个老师在每个大学里传授的Object-Oriented（物件导向）的思维。
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DOD的话题非常专业，也非常重要，我会在微薄上持续讨论。欢迎同行们一起切磋指正。
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数据导向的思维对全平台的游戏都有重要的意义，无论是主机，PC，移动设备，它都是可以大幅度提升游戏的性能。
它不仅可以用来利用好SPU的机能，也可以用来更充分的利用任何CPU的缓存，从而利用好任何CPU的计算能力。
但是，当年最重视数据导向思维的人是谁呢？
当然是PS3的开发者。你假如不会，你就没法利用SPU，你就浪费了PS3的性能，浪费了CELL的性能。
正因为如此，这种针对存储系统的优化思维，索尼的第一方工作室掌握的更早，也更广泛。
虽然微软的光环系列有用DOD的传统（最早可考的时间点是2004年的光环2），但是仅Bungie一家工作室而已。这也是光环2技术领先的原因之一，当年的三方大战、惊人的AI都是以这种技术为支撑的。
索尼这边则是全面开花，顽皮狗、圣莫妮卡、Evolution等等，没有例外。但凡是能够利用好SPU的工作室，一定掌握了针对存储系统的优化技术。
神海2的技术为什么厉害？因为它利用了更多的SPU机能。怎么利用SPU机能呢？只能从数据下手。
这种软件方面的优势，一直保存到今天的PS4和Xbox One的时代。
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我们先来看一下两台主机的区别。
图一、PS4架构简化图
图二、Xbox One架构简化图
我们可以直观的看出两个区别：
a. PS4使用了GDDR5 SDRAM内存，Xbox One使用了GDDR3（民间有时误称为DDR3） SDRAM内存
（更正：以上一行错误，Xbox One使用的是DDR3 SDRAM内存。错误的来源是一个权威来源，因此我认为能够独立思考、不畏权威的听众很珍贵，感谢你们）
b. Xbox One独有eSRAM（32MiB大小）
另外有一些图中未标出的区别：
c. Xbox One的CPU主频是1.75GHz，而PS4是1.6GHz。Xbox One大约是PS4的1.1倍。
d. Xbox One的GPU的并行处理单元（Parallel Stream Processors）是768个，而PS4是1152个。Xbox One大约是PS4的三分之二。
e. Xbox One的GPU主频是853MHz，而PS4是800MHz。Xbox One大约是PS4的1.07倍。
f. 根据Ice Team的数据，Xbox One的CPU往来内存带宽的理论峰值是30GiB/s，而PS4是20GiB/s。Xbox One大约是PS4的1.5倍。
看起来，Xbox One似乎是在多方面完胜的。但是，感觉是不是可靠呢？
我们来讲解一下上面的事实。
1. CPU的比较
根据c项，Xbox One主频更高，因此处理性能更高。
根据a项，GDDR3内存对CPU的延迟更低，因此Xbox One的CPU性能比较不容易因为数据的存取而浪费。
根据f项，因为Xbox One的CPU往来内存带宽的理论峰值更高，因此Xbox One的CPU性能比较不容易因为大量数据的存取而浪费。
结论：Xbox One胜出
2. GPU的比较
根据d项，Xbox One的GPU处理性能更弱。
根据e项，上面的差距会被扳回一点。
根据a项，GDDR3内存往来GPU的带宽不如GDDR5内存，因此Xbox One的GPU更容易因为大量数据的读取而浪费。
根据b项，eSRAM的存在可以挽回上一项目的差距。
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eSRAM是一种SRAM。SDRAM是一种DRAM。
SRAM的性能比DRAM高很多。CPU和GPU的缓存都是SRAM，而内存则是SDRAM。
eSRAM的性能是可以跟处理器缓存媲美的。
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结论：PS4胜出
3. 内存系统的比较
内存系统至关重要，但是内存系统本身不会对性能产生影响。它只会影响处理器的性能。
根据b项和f项，
结论：Xbox One胜出
2比1，我是不是可以宣布Xbox One胜出了呢？
不是的，这里有一个问题：PS4的GPU领先的太多，基本没法挽回，原因有几个：
1. Xbox One的CPU性能是PS4的1.1倍，但是GPU却只有PS4的三分之二的计算能力。虽然Xbox One的CPU往来内存的带宽峰值很高，但是这不会影响到多数时间的CPU性能。
2. CPU的性能只能决定游戏帧数，而GPU的性能却更可以左右游戏的分辨率。如果GPU的计算能力比较弱，为了保证每秒更新足够多的次数，游戏就只能运算更少的像素，也就是说分辨率会比较低。
3. GPU计算能力的落后，很难通过软件优化来弥补。
有的同学肯定要说了：欧夏普你个片子！你不是说现代的程序都是内存拖处理器后腿吗？为什么现在就开始强调绝对的运算能力了？
如果你真的想质问我，证明你的思路完全正确。我本来就不提倡绝对的运算能力的比较。
处理器浪费大量的时间，来等待数据的存取，这是完全成立的趋势。而且，今后这个趋势只会越来越明显。
正因为这个趋势，我们才需要数据导向（Data-Oriented）的技术思维，来提升处理器的运行效率。
应用到CPU这边，就是需要改良游戏引擎，改程序。
应用到GPU这边，就是需要通过离线工具，让GPU所需要的数据能被GPU更方便的获取。
大家看出区别了吗？
回顾最之前的内容，一个游戏团队里面的程序员分两种，一种负责写实时的游戏程序，一种负责写离线的工具程序。
要使用数据导向的思维来优化一个游戏，使得CPU运行效率变高，非常难。不仅游戏和游戏之间差异巨大，无法使用统一的方法，而且每一个子系统都要改良才能发挥出明显的效果，工程量巨大。
要使用数据导向的思维来优化GPU数据，使得GPU运行效率变高，这就比较简单了。有现成的算法可供离线工具使用，你有我也有。
我们甚至可以说，GPU的运行方式是天然的数据导向思维，因为一切运算都是大批量的数据运算，非常有利于缓存发挥作用。
而CPU方面想到达到这样的效率，需要程序员的大量经验和不懈努力。
谁最有这种经验？
大家回去看一下PS3的解说，就能想起来了：索尼的第一方工作室最有经验。都是PS3逼的~
最后，我们来总结并实践一下。
问题1：为什么PS4游戏的分辨率会更高？
因为PS4的GPU运算能力更强。
问题2：为什么有些PS4游戏的帧数也更稳定？
情形一、当GPU是瓶颈的情况下，GPU决定帧数。
情形二、当CPU是瓶颈的情况下，索尼的工作室比较有优化经验。PS4在系统层面上也比较优化。
谢谢大家的观赏，今天就讲到这里。
我非常欣赏Xbox One的设计思路，尤其是重视内存系统的思路，它非常符合现代程序的趋势。
但是人算不如天算，它还是惜败了。
继续征求话题中。
另外确定要入PC坑被老黄砍么
O大有没有兴趣写一些AI方面的知识？好像关于介绍AI设计方面的东西挺少的
