游戲、芯片與科技

作者：六千

無論是朋友聚會(huì)還是i人充電，在剛過去的春節(jié)假期里，游戲機(jī)的使用頻率又要提高了。

游戲行業(yè)看起來不是一個(gè)“大”產(chǎn)業(yè)，但其市場規(guī)模在娛樂行業(yè)中已經(jīng)占據(jù)相當(dāng)大的比例。普華永道預(yù)計(jì)2026年中國娛樂及媒體行業(yè)收入將達(dá)到約5269億美元，中國內(nèi)地電子游戲和電競到2026年，總收入將達(dá)到946億美元，約占18%。隨著游戲行業(yè)的發(fā)展，游戲的體驗(yàn)正在越來越極致。精美的畫面和順暢的操作的背后除了離不開創(chuàng)作者的想象力，也離不開硬件產(chǎn)品的支持。

電子游戲作為電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)物，與集成電路技術(shù)的發(fā)展是相伴相生的，一些游戲也從需求端推動(dòng)了一些技術(shù)的進(jìn)步。比如，顯卡（甚至可以說如今英偉達(dá)的顯卡帝國）就是一個(gè)與游戲緊緊綁定的產(chǎn)品。

無論屏幕前的你是否熱愛游戲，都不妨了解一下這這段歷史。

游戲機(jī)前傳

第一個(gè)誕生的電子游戲可以追索到1951年，ChristopherStrachey開始試著運(yùn)行他為英國國家物理實(shí)驗(yàn)室里的PilotACE電腦所寫的《西洋跳棋》程式。第二年，劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家A.S. Douglas在1952年開發(fā)出了史上第一款有記錄的電腦游戲《Noughts＆Crosses》，在劍橋大學(xué)所制作，其運(yùn)行于真空管計(jì)算機(jī)上。1955年，《Hutspiel》誕生，這是史上第二款電腦游戲，《Hutspiel》是為了戰(zhàn)爭模擬的一款軍事題材游戲。

1962年，一款游戲開啟了游戲硬件時(shí)代。

1962年，麻省理工學(xué)院的學(xué)生Steve Russell與幾位同學(xué)開發(fā)出了世界上第一款視頻游戲，名叫《Spacewars》的游戲。雖然玩法粗糙圖形簡陋，但依舊火爆。一位名叫諾蘭·布什內(nèi)爾(Nolan Bushnell)的商人看到了對硬件的需求，幾年后他創(chuàng)辦了雅達(dá)利，并開發(fā)了一款叫做PONG的游戲機(jī)。

PONG是一臺有一塊黑白屏幕和兩個(gè)操縱桿的巨型機(jī)器，即我們現(xiàn)在熟悉的“街機(jī)”，需要投幣開機(jī)，游戲玩法類似乒乓球。這款機(jī)器有多火爆？第一臺商用游戲機(jī)上線后的第二天晚上機(jī)器就因?yàn)橥婕彝度胩嘤矌拧板礄C(jī)”。

PONG開始在全美迅速鋪開，人們對這種科技感十足的大玩具充滿瘋狂的熱情。很快，大量第一代電子游戲機(jī)問世，比如Magnavox公司的Odyssey系列，Coleco公司的Telstar系列。

可以說，在PC普及之前，游戲機(jī)曾是離人們生活最近的“芯片”產(chǎn)品。

同樣是60年代，一款游戲改變了計(jì)算機(jī)語言。

那一年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ken Thompson在GE 635大型機(jī)上編寫了一個(gè)叫做《Space Travel》的游戲。GE 635大型機(jī)使用的是Multics操作系統(tǒng)，由于貝爾實(shí)驗(yàn)室放棄了Multics項(xiàng)目，Thompson為了繼續(xù)玩這個(gè)游戲轉(zhuǎn)換了該項(xiàng)目語言。由于買不起120000美元的大型機(jī)，他開始研究如何將游戲轉(zhuǎn)移到PDP-7小型機(jī)上，在這一過程中，他把自己的開發(fā)工具擴(kuò)展成了一個(gè)完備的操作系統(tǒng)Unix。

Unix，衍生或影響了Linux、MacOS、 iOS和安卓等幾乎所有非微軟陣營操作系統(tǒng)，構(gòu)成如今周圍絕大多數(shù)智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而Thompson的同事Dennis Ritchie 也沉迷《星際旅行》，在幫著開發(fā)Unix時(shí)，順手創(chuàng)造了C語言。

游戲改變科技的第三件事，也與前文提到的雅達(dá)利有關(guān)。

隨著雅達(dá)利成為了全球第一代街機(jī)和家用游戲機(jī)巨頭，一個(gè)改變科技屆的人加入了這家公司。雅達(dá)利是喬布斯創(chuàng)辦蘋果前的唯一的一份正式就職的公司。喬布斯曾在雅達(dá)利負(fù)責(zé)給一款叫Breakout的游戲制作電路板的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目的績效是：在預(yù)計(jì)需要150個(gè)芯片的電路板上，每少一個(gè)芯片就獎(jiǎng)勵(lì)100美元。最后，喬布斯與沃茲尼亞克(Stephen Wozniak)用44枚芯片完成了任務(wù)。

1976年，喬布斯創(chuàng)辦了蘋果公司。

我們或許可以說，游戲是現(xiàn)代科技重要的“配角”。由此我們將再深入看看游戲與芯片的關(guān)系。

游戲芯片的過去

在個(gè)人計(jì)算機(jī)尚未大規(guī)模普及的1975年，游戲機(jī)的出貨量大概是36萬臺，同年個(gè)人計(jì)算機(jī)出貨量僅為5000臺。游戲機(jī)的出現(xiàn)拉動(dòng)了TTL邏輯電路的銷量，暴增的需求對芯片提出了更高的要求：性能更好（更多數(shù)量的晶體管）、畫面更炫（支持彩色輸出）以及使用更便利（更小的體積）。TTL邏輯電路，它是一種由雙極型晶體管構(gòu)建的邏輯陣列，是早期的集成電路工藝，在1960-1970年代占主導(dǎo)地位，被電子工程師廣泛用來搭建各類復(fù)雜功能的電路，比如計(jì)算器、工控系統(tǒng)，以及游戲機(jī)。

70年代開始，由MOSFET構(gòu)成的高密度集成電路芯片成本不斷下降，開始替代TTL?；谛鹿に嚨牡谝淮?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1572763.html">通用微處理器在70年代紛紛問世，例如Intel的4004/8008、摩托羅拉的6800、Zilog的Z80。

1976年時(shí)代華納收購雅達(dá)利，并追加一億美元投資準(zhǔn)備做一款家庭游戲機(jī)。雅達(dá)利選擇了MOS公司的6502芯片，這款芯片對標(biāo)摩托羅拉的明星產(chǎn)品6800，性能不相上下，也是蘋果公司第一代產(chǎn)品“Apple I”和第二代“Apple II”的核心處理器。1977年，雅達(dá)利2600游戲機(jī)上市，總銷量達(dá)到3000多萬臺，平均每三個(gè)美國家庭中就有一臺?？梢哉f，相比個(gè)人計(jì)算機(jī)的先驅(qū)蘋果公司的爆款產(chǎn)品，雅達(dá)利購買和消耗了更多的芯片。

后來雅達(dá)利的主導(dǎo)地位被，任天堂、索尼、世嘉、Capcom等公司取代。1988年，任天堂在北美賣出了700萬臺紅白機(jī)和3300盒游戲卡帶。任天堂娛樂系統(tǒng)（NES），全球銷量超過6100萬臺，它的核心處理器，也是上文提到的MOS公司的6502。

看到游戲機(jī)市場的廣闊后，深諳供應(yīng)鏈之道的日本游戲機(jī)廠商開始與本土的半導(dǎo)體公司合作。夏普、富士、三美電機(jī)等公司均拿到了任天堂大筆的半導(dǎo)體訂單。值得一提的是，這時(shí)期正是日本與美國在半導(dǎo)體市場進(jìn)行貿(mào)易戰(zhàn)的時(shí)期。

1994年，PlayStation（PS）正式發(fā)售，日本各地出現(xiàn)數(shù)百人排隊(duì)買PS的場面，日本眾多知名游戲軟件廠商紛紛加盟SONY。第一代PlayStation游戲機(jī)研發(fā)的時(shí)候，索尼牽手東芝研發(fā)了一塊用于演算3D CG畫面的LSI芯片。芯片性能的提升讓索尼找到了游戲公司SE開發(fā)3D游戲《最終幻想7》?！蹲罱K幻想7》賣出了驚人的1330萬份；PlayStation第一代，全球銷量更是達(dá)到1.02億臺。

1996年，任天堂上市了Nintendo 64，簡稱N64，雖然上市時(shí)間晚于土星和PS1，但依然得到了大量玩家的支持，并很快售罄。雖然日本的游戲機(jī)繼續(xù)風(fēng)靡全球，但隨著與美國芯片貿(mào)易摩擦的告白，游戲機(jī)主處理器芯片逐漸放棄了對內(nèi)采購。任天堂的這款游戲機(jī)，芯片采用的是NEC VR4300。

游戲芯片的現(xiàn)在

1993年，又一款游戲的出現(xiàn)改變了芯片的歷史。

1993年10月，世嘉旗下工作室AM2和設(shè)計(jì)師鈴木裕制作的3D格斗游戲系列《VR戰(zhàn)士》推出?！禫R戰(zhàn)士》通常被認(rèn)為是3D格斗游戲的始祖，在商業(yè)上的成功帶起了此一分野游戲的風(fēng)潮。1995年英偉達(dá)推出其首款產(chǎn)品 NV1，與世嘉合作，《VR 戰(zhàn)士 》成為首款在 英偉達(dá)顯卡上運(yùn)行的 3D 游戲。

NV1并沒有讓英偉達(dá)一下子成為領(lǐng)頭羊，在當(dāng)時(shí)3的性能最領(lǐng)先的圖形加速卡公司是3Dfx，他們的產(chǎn)品是Voodoo。但英偉達(dá)推出了一款能同時(shí)處理2D、3D和視頻加速的芯片RIVA128。抓住了用戶痛點(diǎn)，隨后英偉達(dá)在1999年，發(fā)布世界第一款GPU——GeForce25。

自此，這個(gè)游戲發(fā)燒友愛之深恨之切的公司，開啟了游戲芯片更是現(xiàn)代芯片歷史的新篇章。

游戲市場這片藍(lán)海，不僅吸引了英偉達(dá)，也吸引了后來者AMD。2013年的PS4，用的是AMD的Jaguar處理器，2020年發(fā)布的PS5，用的是AMD的zen2。不過任天堂2017年發(fā)布的Switch，全球賣了1.2億臺，用的則是英偉達(dá)的Tegra X1。

還有越來越多的新公司在加入這場競爭。任天堂 Switch 的成功都證明了一件事：游戲掌機(jī)，大有可為。PC掌機(jī)大行其道，讓高通也躍躍欲試。2023年8 月 23 日，高通推出全新產(chǎn)品線，一下子發(fā)布了 3 款游戲掌機(jī)芯片，分別是驍龍 G1 Gen 1 、驍龍 G2 Gen 1 以及驍龍 G3x Gen 2，對應(yīng)入門、中高端及旗艦。高通表示，AYANEO、華擎、英業(yè)達(dá)等公司正在與高通合作推出搭載這款處理器的產(chǎn)品。

此外，手機(jī)也成為了游戲廠商的必爭之地，因此手機(jī)芯片也已經(jīng)成為游戲的重要載體。驍龍888、驍龍768G、驍龍778G這些芯片屬于高端產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的性能，可以在高畫質(zhì)下運(yùn)行大多數(shù)游戲。蘋果A15、驍龍865、驍龍870這些高端手機(jī)的標(biāo)配在處理復(fù)雜的游戲場景，和保證游戲的流暢性和畫質(zhì)上，都表現(xiàn)出色。運(yùn)行《原神》、《王者榮耀》和《和平精英》時(shí)，無論是畫質(zhì)、幀數(shù)還是加載速度，都可以達(dá)到非常好的效果。蘋果M2、驍龍8+、驍龍8Gen2則能呈現(xiàn)出游戲的頂級畫質(zhì)、幀數(shù)與加載速度。

可以說，游戲芯片這個(gè)市場仍存在無限可能與未知。那么游戲還能如何改變科技行業(yè)？如何改變芯片行業(yè)呢？

游戲芯片的未來

首先，游戲有可能改變芯片市場的未來格局。

據(jù)外媒報(bào)道，微軟的下一代游戲主機(jī)可能直到最近才進(jìn)入設(shè)計(jì)階段。因?yàn)橹钡缴蟼€(gè)月，微軟還沒有與 AMD 簽署下一代游戲主機(jī)的合同，而索尼已經(jīng)簽署了多個(gè) PS5 之后的合同。芯片巨頭英特爾似乎正在積極爭取，通過下一代Xbox游戲機(jī)，重新進(jìn)入游戲市場。微軟經(jīng)常多處詢價(jià)以試圖讓 AMD 降低價(jià)格。然而，這一次，微軟似乎更認(rèn)真地為下一代 Xbox 的芯片貨比三家，因?yàn)樵摴局钡阶罱排c AMD 談判。同時(shí)，英特爾也開始競標(biāo)為該游戲主機(jī)生產(chǎn)芯片，據(jù)稱提供了極低的價(jià)格和其晶圓廠的全部產(chǎn)能。英特爾將這一機(jī)會(huì)視為挽救 Arc顯卡和其晶圓廠的巨大機(jī)遇。

此外，正如游戲也在與AI結(jié)合。近期爆火的游戲《幻獸帕魯》制作團(tuán)隊(duì)最初立項(xiàng)時(shí)只有4人，開發(fā)商整個(gè)公司也就40多人。隨后這款游戲引發(fā)了AIGC生成游戲形象的討論。放下AI與知識產(chǎn)權(quán)的矛盾暫且不提，但AI的出現(xiàn)正在讓游戲變得更有想象力。無論是對游戲數(shù)量的增加還是對游戲質(zhì)量、游戲形式的改變，都可能產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)，影響未來的走向。

最后，最近上市的Vision Pro會(huì)如何改變XR市場？曾幾何時(shí)《Pokemon GO》讓AR成為熱門技術(shù)，如今頭顯時(shí)代或許就要來臨，是否有新的爆款游戲再次“反哺”硬件設(shè)備？

游戲是好奇心與想象力的產(chǎn)物，這或許就是為什么如此多重要的技術(shù)、公司、人物的故事都有游戲的身影?？萍嫉奈磥?，也需要好奇與想象。