或許在不遠(yuǎn)的未來，我們會(huì)重新見證游戲主機(jī)在Folding@home當(dāng)中大放異彩？
眼下，新冠肺炎疫情正肆虐全球。在這段時(shí)間內(nèi)，電子游戲行業(yè)也難免受到疫情沖擊，但它選擇以一種特殊的形式來協(xié)助人們對(duì)抗病魔。
近日，世界衛(wèi)生組織協(xié)同多家知名游戲廠商（包括動(dòng)視暴雪、Riot Games、Zynga、Unity、Kabam等）聯(lián)合發(fā)起了名為“#PlayApartTogether”的活動(dòng)，他們?cè)跓衢T游戲里加入各類在線活動(dòng)、獎(jiǎng)勵(lì)和特殊事件，鼓勵(lì)玩家以在家玩游戲的形式加入居家隔離。
與此同時(shí)，還有不少游戲廠商主動(dòng)借自家的游戲作品組織起相關(guān)的慈善募捐和抗疫知識(shí)科普。此外，游戲廠商和玩家還充分借助其它特殊途徑為抗擊疫情做出貢獻(xiàn)。比如，最近顯卡芯片巨頭NVIDIA號(hào)召玩家加入分布式計(jì)算項(xiàng)目Folding@home針對(duì)新冠病毒的研究，成功吸引了數(shù)十萬PC玩家踴躍參與，他們貢獻(xiàn)出的總算力甚至超越了全球最強(qiáng)超算“頂點(diǎn)”（Summit）。
Folding@home是由斯坦福大學(xué)化學(xué)系“潘德小組”（Pande Group）于2000年發(fā)起的一個(gè)公益性質(zhì)分布式計(jì)算工程。通俗來說，F(xiàn)olding@home可以被簡單理解成一臺(tái)架設(shè)于互聯(lián)網(wǎng)上的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它的算力直接源自項(xiàng)目志愿參與者的PC或其他節(jié)點(diǎn)終端所貢獻(xiàn)出的富余CPU或GPU，目的是研究蛋白質(zhì)折疊異常引發(fā)的相關(guān)疾病，如癌癥、帕金森癥、阿爾茨海默癥等。2007年，F(xiàn)olding@home被吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證為世界上最大的分布式計(jì)算項(xiàng)目。2020年2月底，潘德小組正式宣布將新冠病毒列入研究對(duì)象。
重點(diǎn)在于，對(duì)很多PS3玩家而言，F(xiàn)olding@home項(xiàng)目是他們的“老相識(shí)”，這說來是一個(gè)有點(diǎn)久遠(yuǎn)的故事了……
一切還得從2001年說起。當(dāng)時(shí)，索尼的重磅級(jí)主機(jī)PS2發(fā)售已經(jīng)一年，喜人的成績令索尼決定開展下一代主機(jī)的相關(guān)工作。索尼游戲部門對(duì)PS3寄予了相當(dāng)大的期望，“PS之父”久多良木健希望將PS3塑造成“終極家庭娛樂設(shè)備”，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望，PS3必須具備澎湃的性能。換言之，一顆強(qiáng)勁的“心”對(duì)于PS3是不可或缺的。
考慮到這些，索尼特地找到芯片領(lǐng)域的兩位巨擘——IBM和東芝，三方協(xié)議組成聯(lián)盟，共同開發(fā)一款高性能處理器——Cell（字面意思為“細(xì)胞”）。
Cell處理器由1個(gè)單核主處理器PPE和8個(gè)專職浮點(diǎn)運(yùn)算的協(xié)處理器SPE構(gòu)成（Cell原計(jì)劃搭載6個(gè)SPE，久多良木健以日本民俗文化中數(shù)字“8”遠(yuǎn)比“6”更吉利為由，力排眾議，強(qiáng)行要求研發(fā)小組將SPE總數(shù)提升至8個(gè)）。其中，Cell的主處理器PPE可以被視為一顆精簡版的PowerPC處理器，性能堪堪相當(dāng)于當(dāng)時(shí)已經(jīng)問世數(shù)年的奔騰4處理器，但是，Cell的協(xié)處理器SPE綜合浮點(diǎn)運(yùn)算能力相當(dāng)驚人，每秒可執(zhí)行高達(dá)2560億次計(jì)算。此外，Cell原生對(duì)并行運(yùn)算和分布式運(yùn)算有極為良好的支持。
Cell的強(qiáng)勁性能令索尼對(duì)PS3的前景充滿信心，久多良木健豪言：“一定數(shù)量的Cell之算力整合到一起，就可以達(dá)到甚至超過‘地球模擬器’的性能?！钡厍蚰M器是隸屬于日本政府的超級(jí)計(jì)算機(jī)，是當(dāng)時(shí)世界上最快的超算之一。需要指出，浮點(diǎn)運(yùn)算是超算性能的關(guān)鍵衡量指標(biāo)。地球模擬器每秒約可執(zhí)行36萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。理論上講，大概數(shù)百臺(tái)PS3集合后的綜合浮點(diǎn)運(yùn)算能力便可匹敵地球模擬器。
有意思的是，久多良木健的這番話在國內(nèi)游戲圈內(nèi)傳著傳著就莫名其妙變成了“索尼宣稱PS3能夠模擬地球”，并就此荼毒甚久。
相關(guān)資料顯示，Cell的研發(fā)預(yù)算高達(dá)4億美金，研制周期長達(dá)4年。雖然索尼對(duì)Cell相當(dāng)看好，但在Cell問世的前后，索尼卻沒少被它給折騰。
首先，在Cell的研發(fā)過程中，IBM偷偷給索尼“捅了一刀”：當(dāng)相關(guān)工作進(jìn)行到關(guān)鍵階段時(shí)，微軟也就其新世代游戲主機(jī)Xbox 360的處理器研發(fā)找上了IBM。按照微軟的規(guī)劃，Xbox 360的硬件架構(gòu)將一改初代Xbox主機(jī)的“偽定制x86 PC”式設(shè)計(jì)（初代Xbox采用英特爾奔騰3處理器），故而，在處理器領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的IBM成了微軟僅有的幾個(gè)選擇之一。
作為老牌商業(yè)公司，IBM沒打算放過微軟這個(gè)潛在大客戶，但I(xiàn)BM也確實(shí)沒有多余精力從零開始，為微軟專門定制一款處理器。怎么辦？考慮到IBM事先曾同索尼簽署過相關(guān)協(xié)議，IBM有權(quán)將基于Cell項(xiàng)目衍生來的研發(fā)成果另作其他商業(yè)用途，所以，IBM索性將源自Cell的部分技術(shù)略加修改后重新包裝成主打三核心的Xenon處理器，賣給了微軟……到底IBM自己也覺得這樣做不太厚道，特地瞞了索尼好多年，直到多年后，此事被當(dāng)年的項(xiàng)目工程師在回憶錄里披露了出來。
得知Xbox 360采用IBM的芯片后，被蒙在鼓里的久多良木健樂壞了。按他的想法，這意味著Xbox 360無法向后兼容基于x86架構(gòu)的初代Xbox游戲，反觀初版PS3（即玩家熟知的厚版PS3）原生集成有PS2處理器芯片，可以硬兼容PS2游戲。當(dāng)然歷史的發(fā)展往往出乎人意料：出于成本考慮，索尼最終移除了薄款PS3里的PS2主機(jī)處理器，徹底失去了對(duì)PS2的兼容性……
這還沒完。PS3上市后，一眾游戲開發(fā)商對(duì)索尼怨聲載道，這同樣跟Cell處理器密切相關(guān)——原來，協(xié)處理器SPE對(duì)游戲效果至關(guān)重要，但Cell調(diào)用SPE的方式很是另類，導(dǎo)致SPE并不能直接訪問系統(tǒng)內(nèi)存，也不支持主處理核心PPE的指令集，這種堪稱奇葩的架構(gòu)令PS3成為當(dāng)時(shí)開發(fā)商最頭疼的主機(jī)平臺(tái)。
很多原計(jì)劃全平臺(tái)發(fā)售的游戲，要么是PS3版表現(xiàn)欠佳（代表如世嘉的《獵天使魔女》），要么開發(fā)者干脆舍棄掉PS3版（比如CD Projekt Red的《巫師2》就只有PC和Xbox 360版，因?yàn)椤安ㄌm蠢驢”實(shí)在是沒法搞定PS3），就連索尼自家的第一方工作室也深受其害，“GT賽車”系列的創(chuàng)始人山內(nèi)一典吐槽說，“為PS3開發(fā)游戲簡直是噩夢(mèng)”，這個(gè)狀況直到PS3發(fā)售數(shù)年后才大為改善。
當(dāng)然，也不是沒有廠商為Cell站臺(tái)。索尼第一方工作室Guerrilla Games的技術(shù)總監(jiān)Michiel van der Leeuw最近就表示，盡管Cell讓PS3的游戲開發(fā)變難，但Cell的性能確實(shí)強(qiáng)大。Leeuw說：“即便是現(xiàn)在最快的英特爾芯片也遠(yuǎn)不如Cell，只是你很難利用Cell這么強(qiáng)大的性能。我認(rèn)為，Cell遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于那個(gè)時(shí)代，因?yàn)樗悬c(diǎn)像現(xiàn)在GPU的工作方式，不過也有可能是平衡性沒有處理好，導(dǎo)致太難利用了。Cell的性能有點(diǎn)過了頭，在可用性上又有點(diǎn)不足，但它絕對(duì)是很有遠(yuǎn)見的設(shè)計(jì)?！?/p>
無論如何，靠著“賠本賺吆喝”的戰(zhàn)術(shù)和諸多獨(dú)占賣點(diǎn)（剛問世那會(huì)，PS3是市面上最廉價(jià)的藍(lán)光播放器，沒有之一），PS3問世后到底是站穩(wěn)了腳跟。
早在PS2時(shí)代，索尼便支持用戶為主機(jī)安裝第三方Linux系統(tǒng)，讓PS2發(fā)揮部分PC的功用。索尼還曾打算在歐盟地區(qū)以電腦的名義來推出PS2，借此享受當(dāng)?shù)氐年P(guān)稅優(yōu)惠。到了PS3時(shí)代，索尼同樣將允許PS3用戶安裝Linux作為核心賣點(diǎn)之一。
重點(diǎn)來了：Cell不是浮點(diǎn)運(yùn)算能力強(qiáng)勁，而且對(duì)并行運(yùn)算和分布式運(yùn)算支持良好么？很快就有技術(shù)大拿打起了主意，想用安裝了自定義Linux操作系統(tǒng)的PS3主機(jī)集群組建廉價(jià)超算。這些人的想法確實(shí)也沒錯(cuò)，因?yàn)橛肞S3來組超算的確優(yōu)勢多多：
首先，不考慮Cell本身卓越的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，因?yàn)镃ell基于RISC（精簡指令集）架構(gòu)，其綜合性能要顯著優(yōu)于英特爾、AMD等芯片巨頭基于CISC（復(fù)雜指令集）架構(gòu)的同級(jí)別x86芯片。
其次，索尼打一開始便踐行“虧本賣主機(jī)”的市場推廣策略。研究機(jī)構(gòu)的分析表明，PS3成本高達(dá)800美元，而搭載20GB硬盤的初版PS3實(shí)際售價(jià)是499美元（仍遠(yuǎn)超同世代的Wii和Xbox 360）。換言之，對(duì)比同級(jí)別PC硬件，用PS3來組超算是“買到就賺到”。
最后，用PS3組超算的唯一缺陷大概是PS3的“封閉性”。作為游戲主機(jī)，它并不允許玩家對(duì)其進(jìn)行“硬件升級(jí)”式的性能擴(kuò)展，這意味著內(nèi)存、帶寬等關(guān)鍵性能指標(biāo)被“框死了”。然而嚴(yán)格來講，起碼在PS3剛問世那會(huì)，這并不是太大的問題——光拿內(nèi)存舉例，PS3標(biāo)配的是服務(wù)器級(jí)別的256MB XDR高性能內(nèi)存，性能碾壓同期PC電腦所泛用的DDR系列內(nèi)存。
有這么多的理由，大拿們還有借口不拿PS3組超算么？
2007年，美國馬薩諸塞州大學(xué)達(dá)特茅斯分校物理系教授高瑞夫·肯納（Gaurav Khanna）成功用16臺(tái)PS3外加Fedora Linux系統(tǒng)組建起了超算系統(tǒng)“重力網(wǎng)”（Gravity Grid），進(jìn)行黑洞、引力波以及量子宇宙學(xué)方面的研究。有必要指出，這16臺(tái)PS3主機(jī)中的8臺(tái)由索尼官方贊助。作為對(duì)索尼的“感謝”，肯納教授數(shù)度在公開場合宣揚(yáng)PS3的性能，聲稱重力網(wǎng)的16臺(tái)PS3甚至抵得上100臺(tái)基于英特爾至強(qiáng)（Xeon）處理器的PC。
肯納教授的重力網(wǎng)引起了“山姆大叔”的注意——位于美國紐約羅馬城的美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室（The Air Force Research Laboratory，AFRL）一直在尋找物美價(jià)廉的超算組建方案。2009年，AFRL先行采購了336臺(tái)PS3，組建了一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算能力為53TFlops的超算原型機(jī)進(jìn)行測試，結(jié)果很令A(yù)FRL滿意。之后，AFRL以公開招標(biāo)的形式開出了一份總數(shù)為2200臺(tái)的PS3訂單（最終實(shí)際采購數(shù)有所削減）。
不過，天有不測風(fēng)云，偏偏在這節(jié)骨眼上，索尼突然決定通過3.21版固件升級(jí)移除用戶為PS3安裝第三方操作系統(tǒng)的功能，這意味著用戶再也無法給PS3安裝第三方操作系統(tǒng)以及相關(guān)外設(shè)來組建超算平臺(tái)。
索尼這樣做的原因，有說法認(rèn)為是避免被黑客利用，破解PS3；也有人認(rèn)為，賣PS3硬件是賠本生意，PS3游戲版稅金才是索尼最重視的盈利大頭，倘若人人都把PS3視為廉價(jià)超算組件，而不是游戲主機(jī)，索尼的主機(jī)賣得越多，虧得也越多。
無論如何，當(dāng)索尼食言后，部分心生不滿的玩家干脆將索尼告上法庭，理由是“產(chǎn)品與廣告宣傳功能不符”及“索尼單方面破壞與PS3買家的銷售協(xié)議”。
繼續(xù)講AFRL。由于那1000多臺(tái)PS3已經(jīng)到貨，美軍只能硬著頭皮繼續(xù)推進(jìn)PS3超算計(jì)劃。2010年11月，由1760臺(tái)PS3外加168個(gè)獨(dú)立圖形處理單元及84個(gè)協(xié)調(diào)服務(wù)器組成的超算“禿鷹群”（Condor Cluster）正式上線，被AFRL用于處理衛(wèi)星圖像、雷達(dá)以及研究AI。此外，AFRL還向一些大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)開放禿鷹群的部分算力，前述肯納教授所在的大學(xué)就是禿鷹群的民間受益者之一。
據(jù)AFRL方面人士透露，禿鷹群總耗資約200萬美元，運(yùn)算性能為500TFlops，成本和耗電量均只有同等運(yùn)算力常規(guī)超算的十分之一。要說缺點(diǎn)么？嗯，AFRL平日里得禁止禿鷹群的PS3聯(lián)網(wǎng)，再就是，他們得精心維護(hù)這些PS3以盡量避免它們走官方售后維修流程，避免被索尼強(qiáng)制升級(jí)固件。
禿鷹群于2015年正式退役，這個(gè)系統(tǒng)的部分PS3主機(jī)被AFRL捐贈(zèng)給民間研究機(jī)構(gòu)繼續(xù)發(fā)揮其作為超算節(jié)點(diǎn)的價(jià)值，剩余一部分PS3則流入二手游戲市場。
至于玩家同索尼的官司嘛，到了2016年6月，索尼總算是同意為北美地區(qū)近1000萬購買了初期版PS3（即可以安裝第三方Linux系統(tǒng)的舊版PS3）的北美玩家提供有限金額的賠償，前提是玩家必須證明自己當(dāng)時(shí)在PS3內(nèi)安裝過Linux系統(tǒng)，或是證明自己購入PS3的原因之一是為了安裝第三方操作系統(tǒng)。此項(xiàng)賠償僅限于2006年11月到2010年4月在北美地區(qū)購買初期版PS3主機(jī)的玩家，也許AFRL的那幫大兵哥很不幸地錯(cuò)過了理賠的批次……
AFRL的禿鷹群后來成了一個(gè)典故，出現(xiàn)在美劇《疑犯追蹤》（Person of Interest）中。在這部美劇第五季第一集里，主角一行需要一臺(tái)性能強(qiáng)勁的超算來釋放某個(gè)對(duì)世界安危至關(guān)重要的AI，在沒有其他工具可用的前提下，主角臨時(shí)拿一堆廢舊的PS3組建出一臺(tái)超算，并且耗電量“只有同級(jí)別的十分之一”，如此拯救了世界。
問題來了：為什么《疑犯追蹤》劇組偏偏就想到玩這個(gè)梗？因?yàn)?，他們就是禿鷹群退役PS3主機(jī)的大買家之一……
民間技術(shù)大拿競相把PS3當(dāng)超算組件，索尼官方也沒閑著，他們給出的答案就是Folding@home！
2007年3月，也就是PS3發(fā)布沒多久后，索尼便高調(diào)宣布PS3正式加入Folding@home。在索尼官方的積極推動(dòng)下，從PS3的1.6版固件開始，PS3玩家便可讓自己的PS3在閑置時(shí)執(zhí)行Folding@home分發(fā)的運(yùn)算任務(wù)，玩家還可以實(shí)時(shí)觀看Folding@home程序模擬蛋白質(zhì)折疊的影像渲染演示。
截至2008年9月，參與的PS3游戲機(jī)已經(jīng)提供了1.2PFlops的運(yùn)算能力（1PFlops運(yùn)算量相當(dāng)于每秒執(zhí)行1000萬億次運(yùn)算）。作為對(duì)比，當(dāng)時(shí)全球最快的超算——由IBM耗資1.33億美元搭建的“走鵑”（IBM Roadrunner）——運(yùn)算能力約為1.026PFlops。走鵑本身大量采用基于Cell技術(shù)衍生而來的PowerXCell 8i處理器，它同PS3之間算是有著一定的血緣關(guān)系。稍后，IBM正式宣布停止對(duì)Cell系列處理器的跟進(jìn)研發(fā)。
截至2011年，有超過100萬PS3玩家慷慨貢獻(xiàn)出其主機(jī)的運(yùn)算力。實(shí)際上，直到NVIDIA和AMD的高性能顯卡GPU加入前，PS3都是Folding@home項(xiàng)目的主力。更有意思的是，微軟Xbox高層也一度考慮為Xbox 360主機(jī)引入Folding@home支持，結(jié)果索尼聞?dòng)嵑罅⒓垂_嘲諷微軟是“拾人牙慧”和“跟風(fēng)”。還有個(gè)現(xiàn)實(shí)問題是，Xbox 360主機(jī)的浮點(diǎn)運(yùn)算能力遠(yuǎn)遜于PS3，完全“不堪重任”。很顯然，索尼大有在游戲主機(jī)圈獨(dú)占Folding@home項(xiàng)目支持并借此塑造品牌之意。實(shí)際上，因?yàn)槲④涀罱K沒有真正加盟Folding@home，PS3就成了目前唯一一款真正意義上為人類健康事業(yè)貢獻(xiàn)過力量的游戲主機(jī)。
2012年，索尼因故停止了PS3對(duì)Folding@home的支持。按照官方說法，在這5年內(nèi)，PS3共為Folding@home貢獻(xiàn)了總計(jì)1億小時(shí)的運(yùn)算時(shí)間，對(duì)Folding@home項(xiàng)目居功至偉。
如今，無論是PC還是游戲主機(jī)，硬件機(jī)能的迭代速度已經(jīng)越來越快。以即將問世的微軟Xbox Series X主機(jī)為例，其浮點(diǎn)運(yùn)算能力高達(dá)12TFlops，但依舊沒人能保證其性能在追求“真4K”甚至是“8K”的游戲娛樂時(shí)代夠用。此外，我們還必須留意到，如今Folding@home的絕對(duì)主力是諸多PC端顯卡——畢竟PC原生便具備各種硬件擴(kuò)展和升級(jí)的優(yōu)勢，GPU的浮點(diǎn)運(yùn)算能力也明顯更強(qiáng)，光一張GTX 1080顯卡便具備9TFlops的浮點(diǎn)運(yùn)算能力。
在PC之外，甚至諸多移動(dòng)智能平臺(tái)也開始充分展現(xiàn)其存在感。有意思的是，安卓版的Folding@home客戶端由索尼聯(lián)合斯坦福大學(xué)共同開發(fā)。
需要注意的是，從PS4、Xbox One世代開始，微軟和索尼均針對(duì)自家游戲主機(jī)啟用了更容易開發(fā)的x86架構(gòu)，玩家完全可以將這些主機(jī)視為定制版PC。如今，微軟更是為Xbox One引入通用Windows平臺(tái)應(yīng)用商店支持，玩家可以直接讓Xbox One運(yùn)行諸多得到微軟官方驗(yàn)證的Windows應(yīng)用程序。
或許在不遠(yuǎn)的未來，我們會(huì)重新見證游戲主機(jī)在Folding@home當(dāng)中大放異彩？
* 本文系作者投稿，不代表觸樂網(wǎng)站觀點(diǎn)。
