从示波器到多核心！游戏机硬件成长录
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PC机、平板电脑和智能手机已经占据我们生活中的绝大部分时间，他们不仅可以享受网络还能进行游戏，虽然这些平台上的游戏也很有意思，但是相对于游戏玩家来说还是不如正统游戏机来的实在，手柄玩游戏的满足感难以言表。或许对于重视的游戏玩家来说，TV游戏机是永远无法被取代的。大多数70后和80后最先接触的游戏机可能就是八位FC，也就是任天堂的红白机，从最早的八位运算到如今多核处理，家用游戏机经历了多个发展阶段。今天我们一起来回忆一下这些经典机型和他们的硬件。
你能想象么？第一台游戏机早在上个世纪中叶就推出了，而且它的载体非常奇特，竟然是一台模拟信号示波器。它的出现源于一个以外，起初威廉?希金博塞姆为了寻求一种向大众讲解新技术而绞尽脑汁，终于灵光一现决定在模拟信号的示波器上开发一种有趣的小游戏，结果世界上第一款视频游戏“双人网球”诞生了。他也因此成为了视频游戏机之父，随后的几十年间视频游戏机形成了不可或缺的产业链。
先不说他的这个创意是否达到了讲述新技术的本意，但聚集人气的效果令人难以想象，很多人不惜排队几个小时就为了体验一下。
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家用游戏机真正开端应该是奥德赛（Magnavox Odyssey）的诞生。奥德赛由拉夫?贝而构想出来，利用类比（给输出与游戏控制用）与数位电子线路相结合建造。游戏及逻辑本身是以二极晶体管逻辑电路（DTL）——一种常见的利用个别晶体管与二极管的前晶体管－晶体管逻辑（TTL）数位设计元件实现。拉尔夫?贝而本人认为该系统是属于数位机器。奥德赛奠定了双手柄游戏机的基础，之后几乎所有游戏机都支持双手柄。游戏卡类似磁盘，主机没有电源键，游戏插入主机后主机便启动，游戏刚开始画面很简单，类似游戏“Pong”，看起来莫名其妙，所以需要在电视机上贴一张贴膜，这便是“游戏画面”。看不懂怎么玩需要看说明书，随着游戏还有各种配件，有“筹码”、“卡片”等，每一个游戏对应不同的贴膜和配件。总之，现在人看来那就是石器时代的游戏方式！
奥德赛推出最早在1972年，之后三年推出了其它两种版本。之后其它公司的产品也相继出生，比如《乓》和Coleco Telstar这两款原始机型。
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Atari 2600是雅达利（Atari）在1977年10月发行的一款游戏机，在当年风行一时，成为电子游戏第二世代的代表主机。这台主机的生命周期中一共销售了3000万台，考虑到当时的世界人口（具备消费水平的人），这台机器的销量已经创造传奇，仅此一项收入就为华纳带来了多达20亿美元的收入，要知道这可是上个世纪七十年代的美元啊！它的创举在于首次将可视系统分离出去，只卖游戏主机，而视频输出由电视即可完成。因此它才是历史上第一台TV游戏机。
Atari 2600是一款4位游戏机（第三代游戏机FC是8位），曾经随着时间推出过两种版本，早期的采用MOS 6507处理器，主频只有1.19MHz。后期则使用了2MHz的经典处理器6502（使用相同处理器的还有著名的Apple II电脑）。支持160X192分辨率屏幕，最高128色，当然，还有主机上有128bytes的RAM和6Kb的ROM。
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第三代家用游戏机也就是我们最熟悉的任天堂FC，它奠定了任天堂在游戏行业的地位。FC使用一颗理光制造的8位的2A03 NMOS处理器（基于6502中央处理器，但是缺乏BCD模式），PAL制式机型运行频率为1.773447MHz，NTSC制式机型运行频率为1.7897725MHz，主内存和显示内存为2KB。FC使用理光开发的图像控制器（PPU），有2KB的视频内存，调色盘可显示48色及5个灰阶。一个画面可显示64个角色(sprites) ，角色格式为8?8或8X16个像素，一条扫描线最多显示8个角色，背景仅能显示一个卷轴，画面分辨率为256X224。从体系结构上来说，FC有一个伪声音处理器，在实际硬件中，这个处理器是集成在2A03 NMOS处理器中。FC已经发售后风靡全球，包括国内，小时候如果能购入一台FC游戏机，家中必然会聚集大量“观众”，只不过当时国内真正的任天堂出品却很少见。
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世界上第一台16位电子游戏机来自于世嘉，就是我们常说的MD（SEGA MEGA DRIVE），不过由于美版叫Sega Genesis，所以这个称呼更多一些。它采用了双处理器设计，分别是摩托罗拉68000（8MHz 16BIT） Z80（4MHz/S 8BIT），736k内存，同时显示128色，分辨率为320X224，有意思的是采用独立的雅马哈PCM10音源。虽然最终世嘉和MD的结局不能算好，但是它缔造了2D游戏时代的辉煌，它的结束象征着游戏从2D向着3D时代迈进。
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Super Famicom是（SFC）主机作为Nintendo公司风靡全世界的8位元主机的后续机种，采用了16位设计，之后的名字改成了Super Nintendo Entertainment System (SNES)。SFC采用16位的65c816 CPU，速度为3.58MHz。一颗2.48MHz的加载内建数字音效处理器的SPC700 CPU核心负责音效部分，拥有SONY数码8音源。两颗专用图形芯片用来支持达到512x478的分辨率（不过最常用的是250x224）。最大发色数为32768，可同显256。最大活动块数为128个（大小为64x64），有128k的工作RAM，其中64k video RAM，另外64k sound CPU RAM。SFC发售的较晚，所以性能完全超越了MD，后来者居上。SFC的处理器性能暴露出不足，所以处理ACT吃力。为了弥补，很多游戏在卡带内部都搭载了特殊处理芯片。 
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土星也就是SS采用两枚CPU工作（共三枚CPU,其中一枚是处理声音），两颗日立SH2 RISC 32BIT 28.6MHz CPU和MOTOROLA 68000 CPU（处理声音用），共计36Mbit内存。土星的处理器总工作频率比PS高，因为采用交互式工作原理，相对稳定一些。由于采用一枚专门用来处理声音的CPU，所以土星当时的声音是家用游戏机中最强大的。土星曾一度火爆，但是3D表现差强人意，最终被PS击败。
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土星也就是SS采用两枚CPU工作（共三枚CPU,其中一枚是处理声音），两颗日立SH2 RISC 32BIT 28.6MHz CPU和MOTOROLA 68000 CPU（处理声音用），共计36Mbit内存。土星的处理器总工作频率比PS高，因为采用交互式工作原理，相对稳定一些。由于采用一枚专门用来处理声音的CPU，所以土星当时的声音是家用游戏机中最强大的。土星曾一度火爆，但是3D表现差强人意，最终被PS击败。
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任天堂N64是一款令人惊讶的游戏机，当世嘉和索尼在32位市场拼杀的时候，他们已经率先涉足64位了。与PlayStation类似，N64的中央处理器 (CPU) 是RISC处理器。RISC是指精简指令系统计算机，表示处理器执行的指令和计算更简单、种类更少。另外，RISC 芯片采用了超标量体系结构，可以同时执行多条指令。这种同时执行多个指令和加快完成每个指令（因为指令更简单）的功能结合，可使CPU比许多具有更高时钟频率的芯片能更好地执行指令。它的处理器采用专属设计93.75MHz MIPS R4300i系列 64-bit RISC CPU，时钟频率为93.75MHz，总线速度562.5Mbit/s，采用4MB RDRAM内存可以拓展为8MB，采用SGI 62.5 MHz RCP（Reality 协处理器，包含两个子处理器）处理显示图像，最大分辨率为640X480，最大颜色为16.7百万色，同时显示最多32000个颜色。N64是一台很强大的主机，但是却执拗的采用卡带式游戏存储载体，另外加上它多种非主流设计，彻底被对手击垮，它的失败完全是由于任天堂不够谨慎所致。
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到了上个世纪九十年代，大家的经济条件好了，国内开始普及更多种类的游戏机，这其中就包括第五代中最具代表性的三款。其中之一就是来自索尼的PS（PlayStation）。作为32位机型它搭载了R-3000A 32BIT RISC CPU (33.8688 MHz) (运算速度: 30MIPS)，内建28Mbit RAM。图像最大解析度为（640X480），最大发色数为1677万色。PSX中的CPU是一个RISC处理器。RISC是指精简指令系统计算机，表示处理器执行的指令和计算更简单、种类更少。另外，RISC芯片采用了超标量体系结构，可以同时执行多条指令，这种同时执行多个指令和加快完成每个指令的功能结合，可使CPU比许多具有更高时钟频率的芯片能更好地执行指令。PS是一款非常成功的游戏机，也是从它开始国内索尼游戏机销量一直高于任天堂。
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PS2（PLAYSTATION）是该系列第二代主机，与XBOX同属于第六代家用游戏机。处理器采用32位MIPS，128位SIMD，时钟频率294.912MHz的芯片，它的浮点运算能力比PIII快三倍，级和能力达到了66M多边形每秒。图形处理器方面采用了147.456MHz的Graphics Synthesizer图形合成器，支持1080P输出。支持高清播放也是它的卖点之一。索尼和微软在加油游戏机上主攻点有些微妙的不同。
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微软涉足游戏机领域推出了一款令人惊讶的产品XBOX。第六代游戏机逐渐淡化了“位”的概念，尤其是XBOX俨然就是有一台电脑，只不过经过特殊设计改进了。记得当时不上推广视频也是以此为卖点，XXXX元买一台高性能游戏机比同配置电脑还要划算之类的。它采用了英特尔PentiumIII 733MHz处理器，GPU图形处理器是和NVIDIA公司共同研发的特制绘图芯片XGPU(X-Chip) 233MHz（GeForce3的改良版），多边形处理能力达到了1.165亿每秒，内建64MB内存和8GB硬盘存储。支持最大分辨率达到了1920X1080，硬件水平上它无可挑剔，强大的运算能力是游戏质量的基础，因此有了XBOX画面好的说法。
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XBOX内部竟然宛如一台PC机器，尤其是采用了Intel处理器。
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PS3的核心，是采用2000年由SCEI/索尼/IBM/东芝共同开发的“Cell”处理器。Cell处理器是1PPE 8SPE而构成的Heterogeneous multi core处理器，单核心八协处理器， 频率3.2GHz。显示核心方面采用SCE与Nvidia共同开发的“RSX”(Reality Synthesizer)。4颗显示内存集成在GPU基板上。RSX显示核心是建基于nVidia的G70，但内存带宽只是128Bit，而不是256bit。频率猜测为550MHz（索尼并未证实）。主内存256MB、绘图内存同样为256MB。支持1080P分辨率输出，最佳使用分辨率为720P。PS3是现在索尼最主流游戏机，尽管服役时间已经很长但是依然不甘退役，不过就目前的情况看下一代游戏机出现之前他不会再有什么变动了。随着PC游戏越来越精进玩家们可选的游戏越来越多，PS3热度渐低，小编身边就有一些朋友将PS3封藏，持币等待。
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索尼PS3的电路和芯片部分。
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XBOX360是延续了微软游戏机风格，硬件上强大的一塌糊涂，画面继续精美，当然过高的性能在当时带来了一些问题，其中散热最明显，过热几乎成为了XBOX360的通病，以至于市场上第一次出现专门为加油游戏机散热的辅助器材。所幸后续版本采用了更高水准的45nm工艺，发热问题得到缓解。XBOX360的处理器采用一款多核心处理器，也是游戏机上首次应用多核心设计，3.2GHz Xenon是一个基于IBM的PowerPC的三核设计，采用65nm工艺制成（后采用45nm工艺），拥有1.65亿个晶体管。Xbox360的视频处理芯片(GPU)是基于ATI R500修改而成的“Xenos”，500MHz运行频率GPU（90纳米制程，2.32亿个晶体管），支持DirectX 9.0的3.0著色模式，对有DirectX 10著色模式实现有限度支持。采用512MB DDR3 RAM。现在看来即使当作PC机用也不算太落伍。
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XBOX360内部芯片
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任天堂经过很长一段低迷期后终于推出了一款有意思的产品“Wii”，开发时候的代号为 “Revolution”（革命），可见任天堂对它的信心。相比性能它更重视体验感与时尚性，它的成功其实和苹果产品的成功有类似之处。Wii彻底颠覆了传统家用游戏机概念，适合全年龄用户，尤其是老人和孩子。它的处理器由IBM开发“Broadway”以PowerPC 750CL为基础，频率729MHz，采用90nm工艺制成，图形处理器为ATI“Hollywood”频率243MHz，双核芯设计。支持标准480p和480i分辨率，硬件水平不算高，但是应用在这台主机上恰到好处。Wii的体感极佳经常让人流连忘返，而且它的游戏形式不同于传统，给人一种新鲜的感觉。
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Wii内部看上去比较简单，确实是一款非常成功的产品。
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由于长时间第八代家用游戏机没有出现，现役主机逐渐遭受冷落。游戏爱好者们不断揣测下一代游戏机尤其是索尼和微软或推出什么样的产品，更有传言微软会在2011年推出XBOX720，不过已经过去的2011年证明这一切都是YY。虽然不知道他们会如何设计，但有几点是肯定的，第一多核心将成为标配，强大的处理能力和低发热将是厂商关注的焦点。第二产品尺寸会受到严格限制，平板电脑和智能手机火热的一个原因就是便携，家用机虽然不用考虑便携，但是空间占用问题上也不能太出格，Wii就是一个很好的榜样。第三网络模块将被强化，当今时代已经离不开网络，更何况游戏机这样的科技产物呢！就现有技术来看，新一代游戏机很难有革命性的变化，无论如何第八代游戏机还只是在各种YY中，只有等实物出现在见分晓。