Mark Cerny介绍PS4Pro性能 4K游戏浮点运算最低需8TFLOPS

在前端时间有新闻指出PS4Pro的性能一直被低估了，PS4构架师Mark Cerny在近日接受日本记者采访时，对其此前的言论进行了说明，关注PS4Pro性能的玩家可以看看。

记者西田宗千佳首先谈了自己对PS4 Pro实机游玩后的感想：

同一个游戏实机运行的效果，仿佛根本不是在同一台机器上运行一样，细节更清晰、色彩更丰满、光影更自然。PS4上游戏是按照1080p分辨率制作的，比起PS3的确是进步了，但细心的玩家仍然能看到远景有模糊、电线上有锯齿、树叶边缘有破损，（记者很明显是在拿《恶名昭彰：破晓》做比较），在PS4 Pro上，则有了相当明显的改善。由于画面色彩标准从BT709拓展到了BT2020新标准，PS4 Pro在HDR输出后的画面色彩更加明艳，未打PS4 Pro优化包的游戏相对之下“好比褪了色一般”。

记者在实机体验后认为：1080P显示设备虽然无缘享受HDR和4K的福利，但是仍然能够感受到PS4 Pro的大幅画质改善：原本标配版PS4在画面输出时的远景模糊、画面摩尔纹、锯齿，全部一扫而空，画面变得更加明晰。换而言之，PS4 Pro提升的不仅是参数，而是“改善所有影响画面清晰质感的问题”。马克塞尔尼认为《地平线：期待黎明》将是现有PS4 Pro优化游戏中品质最高的作品，推荐有兴趣的玩家体验。

在谈论PS4 Pro的定制GPU之前，马克塞尔尼跟西田先谈了几个问题：诸如PS4 Pro不是整代升级、PS4 Pro的游戏软件与标配版100%相同、开发者可以自行决定把增强的图形机能用于提高分辨率或其他方面、PS4 Pro的推出不等于今后没有整代升级，整代升级的模式可以对业界带来刺激。（马克塞尔尼在接受欧美媒体群访的时候说过：只是单纯机能层面的提升不能称为整代升级，整代升级意味着全新设计的操控装置、全新的游戏设计方式和销售方式、全新的CPU和GPU架构；整代升级比渐进式升级对市场更有裨益，这种方式令人想起乔帮主、山内溥、盖茨执掌时期的微软、1990年代初期在MD上搞出网络商店的世嘉，马克自己是世嘉出身）PS4 Pro自身对开发者也非常友好，对PS4 Pro进行优化增加的工作量并不多。《往日不再》的PS4 Pro优化工作由两名工作人员历时一个月左右完成。

在兼容运行PS4老游戏的问题上，马克赛尔尼指出：游戏主机的游戏开发与PC平台不同，开发者是直接针对底层硬件直接进行开发和优化的，如果贸然地让老游戏在未经优化的情况下直接在新主机上满频率运行，可能会出现在标配版PS4上没有出现的BUG。所以PS4 Pro在运行未经专门优化的老游戏时，CPU和GPU的主频都会降回老PS4的频率，而且GPU中和老PS4一样，只有18个流处理器投入运算。

在PS4 Pro的GPU上，马克塞尔尼介绍：PS4 Pro配备的是定制GPU。为了保持兼容性，索尼在架构上留了一部分旧有因素，再从AMD的技术路线图“菜谱”中点了一部分北极星的技术，还点了一部分北极星之后新世代GPU的技术，此外还有自行开发的技术。（译者注：在选定制方案时，AMD会将自家技术路线图上可以投入应用的技术列出来，供索尼和微软等大客户自由取用组合，而不限制于通行市售版产品所采用的技术，当然设计费也不便宜，早前有人爆料，说AMD每次向索软两家收取一亿两千万到两亿两千万美元的定制设计费，最典型的是标准版PS4的GPU，以GCN1.1为主体，但集成了GCN1.2中的“色彩数据压缩”技术，建议大家在展望天蝎和PS4 Pro性能时，眼光往后放一代，不要和本代市售PC显卡比较，也要理解做国产主机的苦楚--人家的芯片设计费就相当于国产主机总经费的两到四倍）

新GPU搭载了基于“ID Buffer”进行的全新抗锯齿方式，这一技术由SIE独自开发。通常描绘三角形的时候，为了让边缘平滑，需要检定包括边缘在内的各个像素“那一部分在内那一部分在外”。通常的做法是依靠“Z Buffer”和对比度来进行检定。但是，当画面色彩对比度小或深度变化较小时，检定精度大受影响，从而影响抗锯齿效果。而且每一帧都要对像素进行检定，大大增加了GPU运算负荷。

新的抗锯齿方式则让硬件自动给各个三角形加注ID（此处原文为“ハードウエアが自動的に各三角形にIDを振ることで”，敬请日文达人指正），免去了逐个检定像素的步骤，降低了GPU的负担，提高了抗锯齿的精度。

在渲染方式上，采用了geometry rendering和checkerboard rendering两种算法，以节省在4K分辨率下同时演算处理颜色数据和深度信息所造成的对GPU的负担。

geometry rendering这种做法，是指每个像素由一份颜色信息和四份深度信息所组成。渲染目标是1080p时，与从前的1080p渲染没什么不同。但是，深度信息与原生4K图像一样，都是800万像素。与刚才我们提到的"ID Buffer"相互结合，充分运用深度信息，可以正确地进行抗锯齿。在后期处理中也应用ID Buffer的数据，对颜色信息按照4K环境的需求进行正确的调用。最终得到的结果是“充分运用1080p环境下的运算资源和存储资源，得到接近4K水准的渲染画质”（译者注1：在友站TGFC听大家聊PS4 Pro的时候，就有人提到了类似的做法，说是国外学界早有充分论证，就是民用应用很少，猜测PS4 Pro会用到，果然用到了.译者注2：抗锯齿之外，光照也是通过深度信息计算出来的，换而言之，在这种算法之下，只有贴图部分用到插值）

在geometry rendering的处置方法之下，物体的边缘、保有良好鲜锐度的贴图、光泽的良好解像感等都得以体现，最终展现出如上图的画质。geometry rendering在上述部分的改善尤为突出。马克塞尔尼表示：PS4 Pro的性能运用geometry rendering绰绰有余，剩下的性能可以分配到其他地方去，比如把原生900P的画质升格到2160P了，把渲染目标1080p的游戏提升到与原生4K相媲美啦。

checkerboard rendering，正如其名，是一种图像像素分成棋盘状排列，利用上下左右四个像素的信息量演算生成一个新像素的渲染方式，在今年GDC上，育碧《彩虹六号：围攻》开发团队将这一渲染技术作为研究成果发表，这种新渲染方法比起以往的单纯拉伸，物体边缘更清晰、材质模糊感大为减弱。checkerboard rendering也可以充分运用ID Buffer，进行精度更高的抗锯齿，提高PS4 Pro的“4K化”水准。

这些渲染手法对改善PSVR的游戏画质视觉体验也有帮助，在这些算法的帮助下，可以渲染生成更高分辨率的图像，然后再进行超采样，最终PSVR的游戏画质会比标配版PS4有很大改善。

马克瑟尔尼说：通过这些功夫，最终使得PS4 Pro可以透过4.2TF的GPU渲染和输出4K图像。

虽然采用了16nm工艺，由于SoC体积翻倍，为了保证散热，必须加大机器体积，最终PS4 Pro的尺寸比1200型PS4大了19%。

马克瑟尔尼明言：在游戏机这个领域，加上PS4 Pro本身的定位是“给需要附加值的用户的新选项”，价格不能太高，必须死守399美元/44980日元价格线。从以往的经验来讲，大众消费者并不接受超出这一价位的游戏机，也不接受体积太大的游戏机。这样一来，“能在年内发售的实现4K游戏画面的机器”控制在这个性能线是最好的。

马克瑟尔尼又讲：“如果要真正实现4K分辨率的话，其浮点性能最低也要达到8TFLOPS”（译者注：马克瑟尔尼这里讲的浮点性能似乎是指常态浮点性能，AMD常常提峰值浮点性能，某些网媒也习惯常态与峰值混淆）“这个性能的设备，今年在399美元价位上不仅无法实现，而且在现有工艺下发热量巨大，这样一来体积也无法压缩到消费者可以接受的程度”。 为了让消费者一眼就看到画质上的巨大提高，索尼研发团队在主频之外下了很大功夫。