从FC到Wii 24年来游戏机CPU发展历程回顾

作者：吴愧

    从小学开始，游戏机就伴随着我走过一段快乐、辛酸的历程。宁愿早上饿肚子，也要省吃减用存钱买游戏卡，或者添钱换卡玩。好不容易有钱买到新的游戏卡，高兴得乐翻天，玩到饭都能都忘记吃。对于家里那些FC、MD、SS、PS、DC、GBC之类的游戏主机，可都是一分一分攒加上每年的红包钱才辛苦买下。不然就是答应家长，期末考试得多少多少分，进学校前几名的诺言才能购买一款心仪已久的游戏主机。总之游戏伴随很多人成长。

 小孩们专注于游戏

    回想以前可以说是痛并快乐着，自从拥有PS游戏机以后，小编就没有买过别的游戏机。当时除了叫游戏机名称以外，说得最多的就是8位、16位、64位主机等，小时候的我并不知道知道这些代表什么，只知道数字越大，游戏机画面越好、同时也越贵，仅此而已。现在终于知道那些名词是用来阐述游戏机CPU的。从小编熟知“红白机”开始，到现在，游戏机可以说发展得非常迅速，同时CPU性能也突飞猛进。下面我就来看看，从以前到现在受欢迎游戏机与其CPU的发展历程。

● 从80年代最火的“红白机”FC开始

“红白机”FC

    1983年7月15日，任天堂公司发布了最经典的一款游戏主机Family Computer，简称FC。FC的主色是红色和白色，因此也被称为“红白机”。一开始此款产品就确定了销售策略和产品定位，与FC同期发售的游戏有数十款，包括《大金刚》、《马里奥兄弟》和《棒球》等。

 永远的经典超级玛利

    FC使用的是MOS 6502处理器，这款8bit处理器并不是当时最好的处理器，不过足够便宜，有助于控制成本，并且完全能够处理所需的游戏代码。

 MOS 6502处理器

   FC在中国第一个大规模流行的游戏机，恐怕也是最流行的一款游戏机，对七八十年代的人来说是难以忘怀的。此后出现大量的“学习机”，用6502处理器处理一些简单的文本程序和小型的学习程序，对当时的中国来说确实很像个“家用电脑”，当然，一般情况下是游戏为主。

● 16位游戏机黑马MD

16位游戏机黑马MD

    1988年10月29日，SEGA公司再次推出了自己新一代的游戏机Mega Drive，简称MD。因为是SEGA的第五款游戏机，因此又称世嘉五代机。

 MD使用的“黑卡”

    MD采用的处理器是摩托罗拉68000，处理器频率是7.67MHz；另搭配了8位的Z80A芯片来专门处理音频输出，Z80A的频率是3.58MHz。

    其中68000拥有64K内存，Z80拥有8K内存，另有64K显存，最大发色数512色，同屏发色数64色，最大解析度320×448，最多活动块数量是80，支持AV输出和RGB输出。并且拥有可选配件CD-ROM数据机。MD的主要软件载体依然是卡带式，最大容量是4MB。

 摩托罗拉68000

 Z80

    MD是世界上第一台真正的16位游戏机，玩的时候就是觉得画面比FC强了很多，并且很多街机游戏都出现在了上面，因此在国内非常受欢迎。而在日本虽然不温不火，但在美国可是有着极高人气。这台游戏机可以说是SEGA历史上最成功的一台主机。

    MD在性能方面的优势给了任天堂FC极大的压力，迫使任天堂放弃了纯粹的软件辅助硬件的销售策略，任天堂必须开始开发自己的16位游戏机了。

● 超级红白机——SFC

    1987至1988年间，FC丰厚的收入让任天堂对于开发次世代主机毫无兴趣。然后，世嘉MD的市场占有率节节攀升迫使任天堂不得不开始投入16位主机的开发。

超级红白机——SFC

    1990年11月21日，任天堂的16位家用游戏机Super Family Computer开始发售，简称SFC。SFC的处理器采用的是摩托罗拉65836，最高运行频率为3.58MHz，画面解析度512X448，最大发色数32768，同屏发色数256色，最多活动块数量128个，每行最多活动块64个，活动块大小是64X64象素，128KB内存，128KB显存。SFC在设计上最大的特点就是采用了两颗图形协处理器。

 SFC《超级马里奥世界》

    SFC在日本国内完全继承了FC的市场，当时的首发游戏《超级马里奥世界》（SUPER MARIO WORLD）再次发挥了重要作用，其销售的数量几乎和SFC相同，也就是说日本的每个SFC用户几乎都买了《超级马里奥世界》这个游戏。

    可以说SFC游戏机事2D游戏最后的辉煌，3D时代马上就要降临。处理器也从16位开始转变。

● 32位时代降临——土星SS

    家用游戏机市场到了1994年开始了其最大的一次变革，从曾经的2D画面竞争转向3D性能竞争，而这次变革的基础就是所有的家用游戏机全部进入了32位。

    1994年，世嘉也发布了自己的新一代游戏机，世嘉将该主机定名为“土星”（SS，SEGA SATURN）－太阳系的第六行星，代表世嘉的第六部主机。

32位时代降临——土星SS

    早在1992年，SEGA就成立了“Giga－Drive”项目小组以研发下一代游戏主机。SEGA对32位游戏主机的要求是更强的画面表现力和更大的存储容量，虽然对3D性能也有要求，但很明显不是SEGA预测中的重点。

    SS是双处理器结构，采用的是两颗日立32位处理器SH2，运行频率为28.6MHz，画面解析度为640×480，支持最大发色数为1677万色，配有36Mbit内存，音频系统搭配的是28MIPS的MOTOROLA 68000，PCM音源32路,FM音源8路。具有3D环回立体声，采样频率达44.1KHz既CD音质。软件载体部分是2倍速的CD-ROM驱动器。

 日立32位处理器SH2

    SS的两颗处理器使得SS拥有出众的2D画面表现能力，但对3D化的趋势预计不足，而且双处理器使得软件的开发难度加大，后期加盟的第三方软件厂商过少，且缺乏知名大作支持。

● 32位时代之索尼PS帝国

    在SEGA推出SS的11天后，1994年12月3日，SONY也推出了自己的32位家用游戏机PLAY STATION，简称PS。由于都属于32位游戏机，而且推出时间如此接近，所以业界一直把PS和SS作为相互最主要的竞争对手进行比较。

32位时代之索尼PS帝国

    PS采用的处理器是32位RISC，运行频率是33.87MHz，画面解析度是640×480，支持1677万色，同屏最大4000色，多边形处理能力为36万次/秒，在32位游戏机中最强。

 PS处理器

    PS搭配的内存为28Mbit，而且不能搭配加速卡，因此在2D游戏的运行速度上略逊于SS。音频方面采用的是PCM音源24路，信号采样频率44.1KHz。软件载体是CD-ROM。PS在音频方面和软件载体上都略逊于SS，但在3D性能方面和价格方面却是SS所无法企及的。

    PS在发售之初就以出色的画面吸引了众多第三方软件厂商的注意，而且SONY在对待第三方厂商的态度上与任天堂迥然不同。SONY对第三方软件厂商提出了非常优惠的政策，在优秀机能的保证下，再加上优惠政策，大批第三方软件厂商加入了SONY的阵营，在PS发售时已经有100家以上的第三方软件厂商加盟了SONY阵营。

 PS经典游戏FF VIII

    PS和SS在性能的侧重点上有所不同，PS对未来的3DCG技术有更强的信心，而SS在技术的观念上则落后了。为了全力和PS竞争，SEGA放弃了所有的16位游戏机项目，集中资源对抗SONY。但在1995年5月，PS以100万的差距先于SS达到了500万台的销量，自此PS完全摆脱了SS的纠缠。PS最终的全球累计销量在1亿台以上，SONY以强劲的3D性能准确的击中了时代的脉搏，在32位游戏机竞争中全面胜出。

● 任天堂跳过32位直接到64位游戏机

    PS次世代帝国的崛起下，任天堂也被“次时代”的游戏画面所震撼，改变了其一贯坚持的软件策略。山内溥本人坚信：“64位机将彻底改变游戏”任天堂公司上下都对64位游戏机充满了期待，并且全力投入。

任天堂跳过32位直接到64位游戏机

    N64虽然比SS和PS晚上市了一年半，但是在日本由着雄厚根基的任天堂依然得到了玩家的广泛支持。 N64采用64位MIPS R4300i ，SGI 62.5MHz RCP GPU。画面解析度为640×480；最大发色数事1670万色，拥有15万/秒多边形处理能力，4MB RDRAM内存。

    然而由于采用卡带为媒体，让所有第三方大失所望。N64的卡带制造成本高达25美元，而CD-ROM只要10美分，因此N64的游戏售价一般比PS高20～25美元。N64时历史上游戏种类最少的主流游戏机，其发售之后的好几个月内一直缺乏软件支持，而PS和SS却有着空前强大的游戏阵容。N64首发的强劲势头很快被《生化危机》等大作牢牢压制。由始至终，N64基本上都是任天堂只身作秀的舞台。

 N64《生化危机》

    N64在性能方面、价格方面都占有优势，但在软件数量上却极度贫乏，而软件数量贫乏的主要原因就是因为卡带式载体的容量，在3D时代的游戏机中N64犯了致命的错误。可以说，采用卡带式载体是N64失败的唯一原因。

● 世嘉的终结之作128位游戏机——DC

    由于主机设计的缺陷，世嘉的SS在与PS的竞争中吃了大亏。在开发下一代主机时，当时世嘉的社长中山隼雄决定外聘IBM的高级工程师在美国成立了一个单独的开发组，而日本方面由佐腾秀树率领团队叶在同时进行主机设计，1997年7月，世嘉高层决定采用日本组的方案，并定名为Dreamcast，是梦（Dream）与传播（Broadcast）的合成词。意思是将梦传播给玩家。

世嘉的终结之作128位游戏机——DC

    该主机在发售之前，世嘉已经拿到了50万台的订单，然而世嘉的生产合作伙伴NEC却碰上了严重的生产问题。由于图形芯片的生产速度跟不上，DC在日本的首批出货只有15万台。1999年9月9日，DC在美国上市，当天就卖出了22万台。

    DC处理器采用128位SH4，运行频率为206MHz ，浮点运算能力为1.4GFLOPS；GPU采用PowerVR2，最大发色数1677万色，拥有300万/秒多边形处理能力，16MB 显存以及8MB，软件载体最大容量为1.2GB的GD－Rom。

 DC游戏CAPCOM VS SNK

    截至1999年2月，DC在日本的总销量为90万台，未能达到当初预计的100万台。尽管尽管DC的性能远远高于PS，但是在《最终幻想VII》等PS大作的冲击下，缺乏软件支持的DC开始呈现颓势。进入2000年，随着PS2的上市，DC在日本和美国全面溃退。2001年3月，世嘉宣布DC停产，并彻底退出主机市场。

● 最成功的游戏机——PS2

    目前为止，PS2依然是全世界销量最高，也是最成功的游戏主机。

最成功的游戏机——PS2

    2000年3月4日，SONY开始正式发售其新一代的家用游戏机PlayStation 2，简称PS2。PS2采用的处理器是128位的EE，运行频率为295MHz；另有一显示核心GS，运行频率是147MHz，多边形处理能力达到了7500万次/秒，是PS的200倍。内置32MB内存和4MB显存，另配有4倍速的DVD-ROM光盘驱动器。售价39800日元。PS虽然拥有一些简单的网络功能，像上网、收发e-mail等也有一些网络游戏，但PS2的设计核心依然是3D单机游戏。

 PS2处理器

    PS的胜利基础之一就是CD-ROM的应用，而PS2的基础之一就是DVD-ROM的应用。那时DVD-ROM刚刚兴起，DVD的应用让PS2在家庭影音娱乐方面有了更多的发挥空间，事实上在PS2发售初期，正是配备的DVD-ROM让PS2在销量上保持优势。SONY在研发阶段对PS2的游戏软件支持度预测保守，而且也没有丝毫夸大硬件规格和主机性能，这种谨慎的态度和之后PS3的宣传比起来形成了鲜明的反差。

 2006年度最优秀游戏：最终幻想XII(PS2游戏)

    PS2在2000年首发之初的游戏数量并不算少，但真正有影响力的大作并不多，再加上首发缺货情况严重，软件的销量也因此十分低靡。然而到了转年，随着主机供货的逐步趋于稳定和大作的陆续发售，PS2的销量也开始扶摇直上，直至最后坐上现有主机平台最高销量的宝座。

● 任天堂NGC反击力度小

任天堂NGC反击力度小

    2001年9月14日，任天堂的新一代家用游戏主机Nintendo GameCube正式发售，简称NGC。NGC采用的处理器是IBM的PowerPC 750Cxe，运行频率为485MHz，搭配得显示核心是ATI的Flipper，运行频率为162MHz，浮点运算能力为10.5GFLOPS，多边形处理能力是1200万次/秒，比PS2要逊色不少。NGC内置的内存是24MB，软件载体是特制8cm DVD，单碟最高容量1.8GB。

 IBM PowerPC 750Cxe处理器

    由于NGC准备不充分，任天堂软件开发部门在游戏软件品质方面大幅下滑。仓促的发布，使得所有游戏的开发进度都没有完成，因此任天堂的招牌型系列游戏在NGC上并没有获得多少好评，反而成了众矢之的。

    据任天堂美国分社高级副总裁Perrin Kaplan在接受媒体记者采访时确认，任天堂现有家用游戏主机NGC(Nintendo GameCube)已经全面停止生产，她同时还透露，任天堂今后也将不再发行任何专门对应NGC平台的游戏作品。

● 微软XBOX发起挑战

    2001年11月15日，Microsoft在纽约和旧金山举办了盛大的XBOX午夜首卖活动，世界首富Bill gates亲临纽约时代广场，并在零点一分亲自将第一部XBOX递给热心的玩家，并与其一同体验了XBOX的独特魅力。

微软XBOX发起挑战

    XBOX的基本架构就是一台通用型PC，Bill gates曾经坦言：“XBOX是一台通用PC。如果只是一台游戏机，我们就不会费力去做了，而且根本不会涉足这一领域。”

    XBOX这台通用PC拥有着强悍无比的硬件组合：采用的处理器是Intel P3 733MHz，采用的显示核心是NVIDIA的特制绘图芯片，运行频率是233MHz，多边形处理能力达到了前所未有的1.165亿次/秒，这比PS2的7500万次/秒要强大50%；并且内置一个8GB的硬盘和64MB的内存，软件载体是5倍速DVD-ROM，并配备有10/100Mbps以太网接口。

 Intel P3 733MHz处理器

    XBOX虽然在最终销量上低于PS2，但是XBOX却是当时家用游戏机中最佳的联网对战游戏平台。如Microsoft预计的那样，XBOX被视为在线游戏的先锋，是下一代家用游戏机的主要选手。

● 次世代游戏机全面降临

◎ 微软的XBOX360先发制人

    2005年11月22日，微软推出了XBox360游戏机，这台“潘多拉的魔盒”实在充满了诱惑。次世代战争的帷幕已由Xbox360率先掀起。XBOX360拥有众多欧美玩家用户，在欧美占天时地利。提前发售的一年之中，占有了大量的欧美游戏市场。

XBOX360

    Xbox360配备了定制的IBM基于PowerPC的处理器，该处理采用对称的三核心构成，每个核心3.2GHz运行频率。每个核心都拥有2个硬件管线、1个VMX-128矢量单元、1MB L2 Cache。主机显卡采用定制的ATi GPU，500MHz运行频率，10MB内建DRAM，48路并行浮点单元。

 Xbox360处理器

    XBOX360的游戏依然是网络化为主，如《Dead or Alive 4》和《BlueDragon》等传统单机游戏更多的是为了打开市场。Microsoft的基础战略是依靠PC的网络化趋势同化TV游戏领域，目前来看还算顺利，而且搭上了电子竞技的便车。WCG 2007一共有11个比赛项目，其中有4个是XBOX360的游戏，包揽了所有的TV游戏竞赛项目，这对于XBOX360的推广极为有利。

◎ 索尼PS3前景堪忧

索尼PS3

    PS3时代，SONY故伎重演，再一次采用了高规格、高成本硬件。并且，将PS3脱离单纯的游戏机主机进一步向多媒体化发展的倾向似乎更加明显，因此连BD都搭载上了，似乎决心从硬件规格上把XBOX 360远远甩在身后。

    PS3采用了IBM最新的Cell处理器，关于该处理器我们已经有过比较深入的报道。Cell处理器本身具备1个PPE和8个SPE，但PS3中的Cell处理器只开启了7个SPE，这样的做法是为了提高产量。Cell具备512KB L2缓存，每一个SPE将具备256KB本地内存，运行在3.2GHz频率，采用90nm工艺。

 IBM最新的Cell处理器

    由于使用Cell处理器等生僻硬件，开发难度一点不亚于当年的PS2，而且目前PS3画面表现力跟早已年发售的XBOX 360几乎看不出差异。尽管IBM和SONY一再宣称，目前的PS3游戏“没有用到过CELL一半的性能”。

    由于PS3使用的Cell处理器、蓝光DVD的成本都非常高，因此就算PS3的价格比Xbox360与Wii加起来还多，外界都一致认为SONY还是赔本在卖，如果按照SONY预期的，PS3要在发售半年内达到全球600万台的数量来预估，PS3在发售第一年就可能让SONY赔本20亿美金。

◎ 新颖创新、目前销量冠军——Wii

    Wii是日本任天堂公司于2006年12月推出、用来接替NGC的新世代游戏机。从发售开始，出乎很多人意料的是，Wii虽然机能表现比同代的PS3以及早一年发售的Xbox 360都相距甚远，但还是在全球范围内热销。

Wii

    Wii硬件的规格：CPU采用的是IBM PowerPC“Broadway”RISC CPU，主频729MHz（64KB L1 Cache，256KB L2 Cache），这一频率和当今PC主流的Athlon和Core 2都无法相提并论，就算是CPU讲效能频率不再那么重要，但你什么时候见过以效能著称的Core 2频率到过1GHz以下？而X360采用同属于Power PC家族的3核心RISC CPU，主频却达到了3.2GHz（每个Die独立32KB L1 Cache，共享1MB L2 Cahc），性能比Wii的强了很多。

 Wii的CPU和GPU

    再来看看GPU，Wii采用ATI的“Hollywood”，主频243MHz，公布的数据中专门用于贴图的显存容量3MB，可能需要调用88MB SRAM的系统内存作为显存使用。而X360也是采用ATI的GPU，主频却达到了500MHz，内嵌10MB专用显存，系统内存采用G-DDR3，容量512MB。

   如果光看CPU的频率和图像处理器的话，从数值上撑死只能达到NGC 1.5的水平，根本不能和PS3和Xbox箱体丙纶，但是它凭借新颖的游戏模式，新的操作方法给老的游戏机玩家带来了新鲜感。

 最具有创新性的硬件设备——Wii的游戏手柄

    对于从来不玩游戏的人来说，这种操控方式的上手难度为零，它也让游戏机不再是年轻人的专利，女性与中老年人也在Wii的吸引之下加入到了玩家的行列之中。

    从“红白机”到现在次世代游戏机，20多年的时间里，发生了重大的变革。其中，游戏机处理器从单纯的只能处理一些简单的文本程序和小型的学习程序，到现在媲美电脑的运算能力。现在的次世代游戏机机配上高性能的处理器，已经不是单纯的游戏机，正集合、游戏、影音、网络与一身，正朝多元化发展。

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