[PS2] Сколько инструкций в секунду (MIPS) у PS2?

[Drowfan]

Мне любопытно узнать, сколько миллионов инструкций в секунду производит PlayStation 2. Dreamcast производит 360 MIPS, GameCube — 1125, Xbox — 1980, а PS2? Неужто информация о MIPS этой некогда наипопулярнейшей консоли скрыта?

[blackoff]

Давайте разберёмся с производительностью PlayStation 2 в терминах миллионов инструкций в секунду (MIPS).

PlayStation 2 (PS2) использует центральный процессор (CPU) под названием "Emotion Engine". Этот процессор имеет следующие характеристики:

    Тактовая частота: 294.912 МГц
    Архитектура: 128-битный процессор, работающий с целыми числами и плавающей точкой.

Теперь попробуем оценить MIPS для PS2. К сожалению, Sony не предоставила официальных данных о производительности в MIPS для PS2, как это сделали другие производители. Тем не менее, мы можем попытаться сделать приближенную оценку.

Процессоры MIPS (в данном случае R5900, модификация R5000) обычно выполняют примерно 1 инструкцию за такт на одну целочисленную операцию, но это может варьироваться в зависимости от типа выполняемой инструкции (целочисленной или с плавающей точкой).

Используем упрощённое допущение: если Emotion Engine работает на частоте 294.912 МГц и может выполнять приблизительно одну инструкцию за такт, тогда:
MIPS=294.912 МГц≈295 MIPS
MIPS=294.912 МГц≈295 MIPS

Это упрощённое вычисление, поскольку фактическая производительность зависит от многих факторов, включая архитектуру процессора, оптимизацию кода, тип выполняемых инструкций и так далее. Реальная производительность PS2 может варьироваться, и для точного определения её MIPS требуются более детальные данные об архитектуре и тестировании в реальных условиях.

Таким образом, приблизительная оценка производительности PlayStation 2 составляет около 295 MIPS.

[probotector]

Вычислительная архитектура PS2 несколько сложнее, чем одно ядро MIPS R5900 (COP0).
https://www.copetti.org/writings/consoles/playstation-2/#co-cpus
COP0 - суперскалярное ядро, и может выпускать 2 инструкции за такт.
Поддерживает специальные целочисленные SIMD инструкции MMI (MultiMedia Instructions), которые могут одновременно обрабатывать несколько целых чисел (https://psi-rockin.github.io/ps2tek/#ee).

Ядро включает в себя сопроцессор COP1 для обработки 32-bit чисел с плавающей точкой.
Emotion Engine включает в себя также 2 сопроцессора Vector Processing Units (VU/VPU), которые обычно используются для трансформации вершин полигонов в кадре.
VU ориентированы на обработку 128-bit floating point векторов (4 числа с плавающей точкой) и работают параллельно.

Вопрос раскладывается на производительность работы Emotion Engine с целыми числами (MIPS), с плавающей точкой (MFLOPS) и производительность графического ядра Graphics Synthesiser (GFLOPS / Gpix/s).
Также следует учитывать при сравнении, что инструкции обрабатывают 64/128 бит числа.

Википедия на основании древних рекламных обзоров утверждает, что теоретическая производительность Emotion Engine 6,000 MIPS, производительность обработки чисел с плавающей точкой 6.2 GFLOPS.
Производительность Graphics Synthesiser 2.4/1.2 гигапикселей в секунду (Gpix/s).

Если хочется посравнивать, то вот табличка: http://play-watch.by/novosti/teraflopsy-i-gigaflopsy-chto-eto-takoe-ili-moshchnost-konsolej-v-tablitsakh.html (Первоисточник https://www.gamespot.com/gallery/console-gpu-power-compared-ranking-systems-by-flop/2900-1334/).
Сравнение в целочисленных операциях: https://web.archive.org/web/20141006180915/http://www.frc.ri.cmu.edu/~hpm/book97/ch3/processor.list.txt

Основная проблема писанины в интернете в том, что никто не указывает первоисточники и не проверяет достоверность первоисточников.
Приведенные выше цифры могли быть взяты с потолка журналистами.

[Drowfan]

Вот интересно. А действительно ли архитектура PS2 запутанная? А ведь вышло за все время поддержки целых 4000 игр! А эмулировать эту консоль тяжелее, чем GameCube.

[as32888]

Одно знаю, что сильно чет сравнивать даже по конечному результату иксбокс и пс2 смысла не имеет, потому что по современным меркам и там и там графон описывается короткой фразой - мыльно, плохо видно. Да еще и 30 фпс лимит, ниже которого фпсы падают таки.

Это поколение консолей, где только отошли от пиксельного месива к примитивной фильтрации текстур  - трилинейной, то есть мыло дальше вытянутой руки.