八、媒体/通讯处理器篇
MCPX(Media and Communications Processor X,媒体/通讯处理器X)主要负责音频和网络工作,它是首个支持DirectSound 8.0的声音处理器,拥有同时处理192个2D音频流或64个3D音频流的能力,还能进行实时杜比数字5.1解码,功能上已经超过了创新的SoundBlaset Audigy。除此之外,它还包括10/100兆以太网控制器、IDE控制器、USB控制器,通过800MB/秒的 AMD HyperTransport和XGPU交换数据,属于同步数据传输系统。
APU是一个集成到MCPX处理单元,主要分为四部分:第一是设置引擎,控制其它三个DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)的所有资料和参数;第二是声音处理器,负责音效运算;第三是可编程DSP,控制整个声音输出环境;第四是杜比交互式内容编码器,处理AC 3六声道信号。APU计算完的数据需要输出到主内存,当然,输出到AC97芯片或USB音箱也是没有问题的。
如此复杂的音频硬件,能够集成到MCPX片中,以前简直是不可想像的。除了Hyper Transport之外,SSAL(single-step arbitration logic,单步仲裁逻辑)技术也功不可抹。APU和系统内存之前的数据交换是DMA(Direct Memory Access,直接内存存取)模式,实时操作由SSAL来控制,提供高优先权处理方式,再配合高带宽达到目的。因此,APU的CPU占用率才有可能达到SB Live 5.1的十几分之一,在Audigy出现之前,SB Live 5.1是市面上最强的家用型声卡,所以说APU已经站到声卡市场的顶峰也不为过。
尽管PC在很早已经有3D定位音效,但游戏机使用实时3D还是第一次,更何况MCPX拥有AC3解码,这是一个非常重要的特性。当前PC声卡的5.1回放,使用了6个模拟线路,但大多数杜比数字接收器没有6通道模拟输入,只有较为发烧的用户会使用6通道模拟输入来作多通道SACD(Super Audio CD,超级音乐CD)或DVD音频。
模拟输入意味着DVD影碟的杜比数字解码由PC来完成,而不是高品质接收器。虽然软件DTS解码也是可行的方案,但没有一个软件DVD播放器可以支持DTS-ES离散之类的高级技术。换言之,当今的声卡只允许我们用模拟或数字方式来进行游戏,要听到真正的DVD音频还需要借助分离的S/PDIF(Sony/Phillips Digital Interface,索尼/飞利普数字接口)电缆。XBox比PC更厉害,用一根电缆可以同时支持DVD回放和3D游戏定位,完全是硬件AC-3解码的功劳。
直到不久前,PS2还仅仅有杜比数字和DTS,严重缺乏交互式游戏音效。最近,EA宣布SSX Tricky和NHL2002两款游戏会使用PS2的实时DTS解码,主要借助Emotion Engine引擎来进行软件处理,由于新算法没有使用到声卡芯片和嵌入式PS1芯片,所以不太清楚软件模拟是否对性能有影响,也不知道究竟有多少个3D DTS音频流。然而,我可以肯定一点,XBox MCPX的硬件处理比PS2软件模拟更为出色,而且很快会有大量游戏支持这个新特性。
XBOX的音频芯片很强大,其超强的声音处理能力,甚至能透过硬件直接进行游戏配乐变调处理,让原本交响乐变成摇滚乐,制作一首全新的游戏主题曲,增添不同的游戏乐趣。nVidia计划在PC上发售采用X-APU的声卡,有传言说,Creative看到这颗芯片,才决定推出早己准备好的Audigy声卡,再次证明了有竞争才有进步的不变真理。
视频/音频处理和网络数据传输需要大量的实时数据流,虽然DMA可以实现这个要求,但传统的仲裁设计有一定缺陷,带宽不足和反应不及时,常常在数据流超量时发生画面/声音停顿的现象。为此,nVidia引入了StreamThru同步数据传输技术。在MCPX内部,10/100M存取控制器可以越过快速总线,直接和HyperTransport控制器同步交换数据。资料进一步传输到IGP HyperTransport控制器后,再以同步或非同步的形式传到智能仲裁器。智能仲裁器能分析数据读取和写入的路径,动态分配不同的内存等待时间和带宽给实时数据流,提升它们工作效率。所以,你会发现网络数据流测试时,nForce可以同时保持高带宽和低CPU占用率。
StreamThru确保了带宽被正确地分配到各个子系统,数据包能够得到系统的优先权,保证及时到达目的地,所以Xbox的板载网络控制器,真实吞吐能力可以比得上3Com或英特尔的100Base-TX NIC。
对于一个独立的网络客户机来说,StreamThru是个很有用的特性,可以让大量的数据文件快速通过网络,可是,现实环境的情形又有所不同。首先,家庭宽带连接仅仅使用10兆以太网,大多数学校也不过100Mbps,使用PC来联网的人比用游戏机联网的人更多,XBox的优势无从发挥。其次,如果玩局域网游戏的话,PS2拥有400Mbps IEEE1394链路,速度比Xbox快四倍,又怎能说Xbox是高速呢?也许,它剩下的唯一优点就是可以使用以太网集线器,无须购买昂贵的IEEE-1394集线器。