Emotion engine

Emotion engine

Emotion engine(簡稱EE)為索尼公司在其電視遊戲機PlayStation2(以下簡稱PS2)上,所搭載的中央處理器。中文譯名為“情感引擎”。它的主要任務是產生Display Lists(一系列顯示命令的序列)送給Graphics Synthesizer(PS2的圖形加速卡,簡稱GS),GS負責執行所有的標準視頻加速函式,它將EE傳來的Display Lists顯示出來。最後,Sound Processor(即PS2的音效卡)以AC-3和DTS輸出3D數字音頻信號。

產品規格

【Emotion engine的基本規格】:

CPU 核心:  128 位元 RISC (MIPS 架構的子集合)

Emotion engine Emotion engine

運作時脈:  294.912MHz 整數運算單元: 64 位元 (2-way Superscalar)

多媒體擴充指令: 128 位元 ×107 種

通用暫存器:  128 位元 ×32 個

資料快取:  8KB (2-way)

暫存記憶體 (SPRAM): 16KB (雙埠)

主記憶體:  32MB (Direct Rambus DRAM x 2ch 於 800MHz)

主記憶體頻寬: 每秒 3.2GB

直接記憶體存取 (DMA): 10 個通道

輔助處理器 1: FPU (FMAC x 1,FDIV x 1)

輔助處理器 2: VU0 (FMAC x 4,FDIV x 1)

微指令用記憶體 (指令用:4KB,資料用:4KB)

向量運算器:  VU1 (FMAC x 5,FDIV x 2)

微指令用記憶體 (指令用:16KB,資料用:16KB)

浮點數運算效能: 6.2GFLOPS

坐標轉換+透視轉換: 每秒 6600 萬多邊型

+光源計算: 每秒 3800 萬多邊型

+ 霧化: 每秒 3600 萬多邊型

曲面生成 (Bezier) : 每秒 1600 萬多邊型

圖像處理單元: IPU (MPEG2 Macroblock Layer Decoder)

圖像處理速度: 每秒 1.5 億個圖素 (150M Pixels/sec)

製程:  0.25 微米 (閘寬 0.18 微米)

核心電壓:  1.8 伏特

耗電量:  15 瓦

金屬配線層數: 4 層

總電晶體數:  1050 萬

晶片尺寸:  240 mm^2 (0.25 微米製程時)

封裝:  540 只接腳 PBGA

主要作用

【Emotion Engine在PlayStation2中的主要作用】:

它的主要任務是產生Display Lists(一系列顯示命令的序列)送給Graphics Synthesizer(PS2的圖形加速卡,簡稱GS),GS負責執行所有的標準視頻加速函式,它將EE傳來的Display Lists顯示出來。最後,Sound Processor(即PS2的音效卡)以AC-3和DTS輸出3D數字音頻信號。在處理器中包括眾多的單元,如MPEG 2解碼電路、Vector Unit (向量處理單元,它分為兩個:VU0 and VU1),還有Floating-point coprocessor (浮點協處理器,FPU)等。其中的VU0和FPU可以看作EE的協處理器, 專用的128位協處理器匯流排將VU0和FPU與CPU直接相連,而不需要使用共享匯流排,這就極大的提升了處理速度,此外還有128位的共享匯流排,將其他的單元彼此相聯。

工作過程

【Emotion Engine的工作過程】:

當你在PS2上玩遊戲時,I/O處理器把控制器輸入信息傳送到Emotion Engine,Emotion Engine開始改變遊戲世界的狀態,它主要負責兩個主要計算和一個次要計算:

- 幾何運算:多邊形轉換和移動、曲線曲面的非均勻有理B樣條表面生成

- 生物行為/世界模擬:創建非控制遊戲人物的AI(Artificial Intelligence,人工智慧)、計算物體之間的摩擦、計算波浪的高度

- 其它功能:程式控制、整體管理

以上計算非常複雜,PC的CPU沒有如此高的速度來進行實時運算。現在的PC處理器是32位,Emotion Engine卻達到了128位,所以幾何處理比CPU快得多。

所有的工作完成之後,Emotion Engine把顯示數據列表發到圖形合成器,由它來做剩餘的圖像渲染和視頻加速,與此同時,Emotion Engine把聲音數據發到PS2的聲音處理器,讓你聽到3D數字音頻AC-3和DTS(Digital Theater System,數字劇院系統)。

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