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    游戏、芯片与科技

    2024年02月26日 12:07:11   来源:微信公众号:半导体产业纵横

      无论是朋友聚会还是i人充电,在刚过去的春节假期里,游戏机的使用频率又要提高了。

      游戏行业看起来不是一个“大”产业,但其市场规模在娱乐行业中已经占据相当大的比例。普华永道预计2026年中国娱乐及媒体行业收入将达到约5269亿美元,中国内地电子游戏和电竞到2026年,总收入将达到946亿美元,约占18%。随着游戏行业的发展,游戏的体验正在越来越*。精美的画面和顺畅的操作的背后除了离不开创作者的想象力,也离不开硬件产品的支持。

      电子游戏作为电子计算机的产物,与集成电路技术的发展是相伴相生的,一些游戏也从需求端推动了一些技术的进步。比如,显卡(甚至可以说如今英伟达的显卡帝国)就是一个与游戏紧紧绑定的产品。

      无论屏幕前的你是否热爱游戏,都不妨了解一下这这段历史。

      01

      游戏机前传

      *个诞生的电子游戏可以追索到1951年,ChristopherStrachey开始试着运行他为英国国家物理实验室里的PilotACE电脑所写的《西洋跳棋》程式。第二年,剑桥大学计算机科学家A.S. Douglas在1952年开发出了史上*款有记录的电脑游戏《Noughts&Crosses》,在剑桥大学所制作,其运行于真空管计算机上。1955年,《Hutspiel》诞生,这是史上第二款电脑游戏,《Hutspiel》是为了战争模拟的一款军事题材游戏。

      1962年,一款游戏开启了游戏硬件时代。

      1962年,麻省理工学院的学生Steve Russell与几位同学开发出了世界上*款视频游戏,名叫《Spacewars》的游戏。虽然玩法粗糙图形简陋,但依旧火爆。一位名叫诺兰·布什内尔(Nolan Bushnell)的商人看到了对硬件的需求,几年后他创办了雅达利,并开发了一款叫做PONG的游戏机。

      PONG是一台有一块黑白屏幕和两个操纵杆的巨型机器,即我们现在熟悉的“街机”,需要投币开机,游戏玩法类似乒乓球。这款机器有多火爆?*台商用游戏机上线后的第二天晚上机器就因为玩家投入太多硬币“宕机”。

      PONG开始在全美迅速铺开,人们对这种科技感十足的大玩具充满疯狂的热情。很快,大量*代电子游戏机问世,比如Magnavox公司的Odyssey系列,Coleco公司的Telstar系列。

      可以说,在PC普及之前,游戏机曾是离人们生活最近的“芯片”产品。

      同样是60年代,一款游戏改变了计算机语言。

      那一年,贝尔实验室的Ken Thompson在GE 635大型机上编写了一个叫做《Space Travel》的游戏。GE 635大型机使用的是Multics操作系统,由于贝尔实验室放弃了Multics项目,Thompson为了继续玩这个游戏转换了该项目语言。由于买不起120000美元的大型机,他开始研究如何将游戏转移到PDP-7小型机上,在这一过程中,他把自己的开发工具扩展成了一个完备的操作系统Unix。

      Unix,衍生或影响了Linux、MacOS、 iOS和安卓等几乎所有非微软阵营操作系统,构成如今周围绝大多数智能系统的基础。而Thompson的同事Dennis Ritchie 也沉迷《星际旅行》,在帮着开发Unix时,顺手创造了C语言。

      游戏改变科技的第三件事,也与前文提到的雅达利有关。

      随着雅达利成为了全球*代街机和家用游戏机巨头,一个改变科技届的人加入了这家公司。

      雅达利是乔布斯创办苹果前的*的一份正式就职的公司。乔布斯曾在雅达利负责给一款叫Breakout的游戏制作电路板的项目,这个项目的绩效是:在预计需要150个芯片的电路板上,每少一个芯片就奖励100美元。最后,乔布斯与沃兹尼亚克(Stephen Wozniak)用44枚芯片完成了任务。

      1976年,乔布斯创办了苹果公司。

      我们或许可以说,游戏是现代科技重要的“配角”。由此我们将再深入看看游戏与芯片的关系。

      02

      游戏芯片的过去

      在个人计算机尚未大规模普及的1975年,游戏机的出货量大概是36万台,同年个人计算机出货量仅为5000台。游戏机的出现拉动了TTL逻辑电路的销量,暴增的需求对芯片提出了更高的要求:性能更好(更多数量的晶体管)、画面更炫(支持彩色输出)以及使用更便利(更小的体积)。TTL逻辑电路,它是一种由双极型晶体管构建的逻辑阵列,是早期的集成电路工艺,在1960-1970年代占主导地位,被电子工程师广泛用来搭建各类复杂功能的电路,比如计算器、工控系统,以及游戏机。

      70年代开始,由MOSFET构成的高密度集成电路芯片成本不断下降,开始替代TTL。基于新工艺的*代通用微处理器在70年代纷纷问世,例如Intel的4004/8008、摩托罗拉的6800、Zilog的Z80。

      1976年时代华纳收购雅达利,并追加一亿美元投资准备做一款家庭游戏机。雅达利选择了MOS公司的6502芯片,这款芯片对标摩托罗拉的明星产品6800,性能不相上下,也是苹果公司*代产品“Apple I”和第二代“Apple II”的核心处理器。1977年,雅达利2600游戏机上市,总销量达到3000多万台,平均每三个美国家庭中就有一台。可以说,相比个人计算机的先驱苹果公司的爆款产品,雅达利购买和消耗了更多的芯片。

      后来雅达利的主导地位被,任天堂、索尼、世嘉、Capcom等公司取代。1988年,任天堂在北美卖出了700万台红白机和3300盒游戏卡带。任天堂娱乐系统(NES),全球销量超过6100万台,它的核心处理器,也是上文提到的MOS公司的6502。

      看到游戏机市场的广阔后,深谙供应链之道的日本游戏机厂商开始与本土的半导体公司合作。夏普、富士、三美电机等公司均拿到了任天堂大笔的半导体订单。值得一提的是,这时期正是日本与美国在半导体市场进行贸易战的时期。

      1994年,PlayStation(PS)正式发售,日本各地出现数百人排队买PS的场面,日本众多知名游戏软件厂商纷纷加盟SONY。*代PlayStation游戏机研发的时候,索尼牵手东芝研发了一块用于演算3D CG画面的LSI芯片。芯片性能的提升让索尼找到了游戏公司SE开发3D游戏《最终幻想7》。《最终幻想7》卖出了惊人的1330万份;PlayStation*代,全球销量更是达到1.02亿台。

      1996年,任天堂上市了Nintendo 64,简称N64,虽然上市时间晚于土星和PS1,但依然得到了大量玩家的支持,并很快售罄。虽然日本的游戏机继续风靡全球,但随着与美国芯片贸易摩擦的告白,游戏机主处理器芯片逐渐放弃了对内采购。任天堂的这款游戏机,芯片采用的是NEC VR4300。

      03

      游戏芯片的现在

      1993年,又一款游戏的出现改变了芯片的历史。

      1993年10月,世嘉旗下工作室AM2和设计师铃木裕制作的3D格斗游戏系列《VR战士》推出。《VR战士》通常被认为是3D格斗游戏的始祖,在商业上的成功带起了此一分野游戏的风潮。1995年英伟达推出其*产品 NV1,与世嘉合作,《VR 战士 》成为*在 英伟达显卡上运行的 3D 游戏。

      NV1并没有让英伟达一下子成为领头羊,在当时3的性能最*的图形加速卡公司是3Dfx,他们的产品是Voodoo。但英伟达推出了一款能同时处理2D、3D和视频加速的芯片RIVA128。抓住了用户痛点,随后英伟达在1999年,发布世界*款GPU——GeForce25。

      自此,这个游戏发烧友爱之深恨之切的公司,开启了游戏芯片更是现代芯片历史的新篇章。

      游戏市场这片蓝海,不仅吸引了英伟达,也吸引了后来者AMD。2013年的PS4,用的是AMD的Jaguar处理器,2020年发布的PS5,用的是AMD的zen2。不过任天堂2017年发布的Switch,全球卖了1.2亿台,用的则是英伟达的Tegra X1。

      还有越来越多的新公司在加入这场竞争。任天堂 Switch 的成功都证明了一件事:游戏掌机,大有可为。PC掌机大行其道,让高通也跃跃欲试。2023年8 月 23 日,高通推出全新产品线,一下子发布了 3 款游戏掌机芯片,分别是骁龙 G1 Gen 1 、骁龙 G2 Gen 1 以及骁龙 G3x Gen 2,对应入门、中高端及旗舰。高通表示,AYANEO、华擎、英业达等公司正在与高通合作推出搭载这款处理器的产品。

      此外,手机也成为了游戏厂商的必争之地,因此手机芯片也已经成为游戏的重要载体。骁龙888、骁龙768G、骁龙778G这些芯片属于高端产品,具有较强的性能,可以在高画质下运行大多数游戏。苹果A15、骁龙865、骁龙870这些高端手机的标配在处理复杂的游戏场景,和保证游戏的流畅性和画质上,都表现出色。运行《原神》、《*荣耀》和《和平精英》时,无论是画质、帧数还是加载速度,都可以达到非常好的效果。苹果M2、骁龙8+、骁龙8Gen2则能呈现出游戏的*画质、帧数与加载速度。

      可以说,游戏芯片这个市场仍存在无限可能与未知。那么游戏还能如何改变科技行业?如何改变芯片行业呢?

      04

      游戏芯片的未来

      首先,游戏有可能改变芯片市场的未来格局。

      据外媒报道,微软的下一代游戏主机可能直到最近才进入设计阶段。因为直到上个月,微软还没有与 AMD 签署下一代游戏主机的合同,而索尼已经签署了多个 PS5 之后的合同。芯片巨头英特尔似乎正在积极争取,通过下一代Xbox游戏机,重新进入游戏市场。微软经常多处询价以试图让 AMD 降低价格。然而,这一次,微软似乎更认真地为下一代 Xbox 的芯片货比三家,因为该公司直到最近才与 AMD 谈判。同时,英特尔也开始竞标为该游戏主机生产芯片,据称提供了极低的价格和其晶圆厂的全部产能。英特尔将这一机会视为挽救 Arc显卡和其晶圆厂的巨大机遇。

      此外,正如游戏也在与AI结合。近期爆火的游戏《幻兽帕鲁》制作团队最初立项时只有4人,开发商整个公司也就40多人。随后这款游戏引发了AIGC生成游戏形象的讨论。放下AI与知识产权的矛盾暂且不提,但AI的出现正在让游戏变得更有想象力。无论是对游戏数量的增加还是对游戏质量、游戏形式的改变,都可能产生蝴蝶效应,影响未来的走向。

      最后,最近上市的Vision Pro会如何改变XR市场?曾几何时《Pokemon GO》让AR成为热门技术,如今头显时代或许就要来临,是否有新的爆款游戏再次“反哺”硬件设备?

      游戏是好奇心与想象力的产物,这或许就是为什么如此多重要的技术、公司、人物的故事都有游戏的身影。科技的未来,也需要好奇与想象。

      文章内容仅供阅读,不构成投资建议,请谨慎对待。投资者据此操作,风险自担。

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