真能模擬地球？PS3同超級計算機的那些事兒

遊戲 06-30

「PS3模擬地球」這個梗後面，竟然隱藏這麼多的姿勢！

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上月末，索尼官方正式宣布PS3主機在主產地日本停產，此舉意味著一代神機的傳奇終於要畫上華麗的休止符。

稍後於本月19日，新一期全球超級計算機500強榜單公布，其中我國的「神威·太湖之光」和「天河二號」再度攜手奪得前兩名。

將上述兩則看似風馬牛不相及的要聞結合在一起，不知有否讓你想起了遊戲圈內某則荼毒甚廣的謠言——「PS3性能之強，強到能夠模擬地球」呢？

PS3：青山不改綠水長流，咱們就此別過！

不過據有心者考證，此謠言的源頭是2003年「PS之父」久多良木健在接受日本《PCWatch》專欄作家後藤弘茂訪談時說過的一段話，當時Cell處理器雖仍處於研髮狀態，但已經被索尼指定為PS3的處理器，而久多良木健的本意是說足夠數量的Cell處理器串聯在一起，就可以達到甚至超過「地球模擬器」（地球シミュレータ，NEC制的超級計算機，在當時是世界上最快的計算機之一）的性能。

故關鍵就出在這個「地球シミュレータ」上，也不知最初的翻譯者日語半桶水才斷章取義，還是一個該挨千刀的索黑故意歪曲事實，硬是把這段話整出了「PS3能模擬地球」的意，結果陰錯陽差之下「模擬地球」的梗居然隨著PS3的風行傳遍了神州遊戲圈。

那麼，PS3到底能不能「模擬地球」，或是戰翻「地球模擬器」？今天筆者專門就此來為你八一八這背後的趣事。

Cell處理器的那些事兒

讓我們先從PS3的Cell處理器說起。

那還是在2001年，也就是PS2問世1年後，索尼找到了IBM和東芝，三方協議共同開發一款高性能微處理器晶元，亦即後來的Cell，而三方給Cell處理器擬定的核心用途之一就是驅動索尼的第七世代主機PS3。

PS3搭上CELL，強強聯合怕不是要上天

據悉，Cell處理器的研發周期長達四年，光研發預算就高達4億美刀。要說Cell處理器的牛逼之處在於其的浮點運算能力異常強大，以PS3搭載的Cell處理器為例，其單精度浮點運算達到204G Flops，雙精度浮點運算達到15G Flops，亦即浮點性能和今天的i7處理器差不多。

回頭再來看久多良木健的豪言。「地球模擬器」的運算能力為36T Flops，亦即每秒36萬億浮點運算（註：超算主要用來做各種數值模擬，所以浮點性能是一個重要指標）。換言之，理論上大概180台PS3串聯，其浮點運算能力便可匹敵「地球模擬器」。

為了姨夫的笑容！

到了2008年，IBM公布了Cell處理的超算專用改進版PowerXCell 8i，它被廣泛用在IBM花費超過一億美刀打造的超級計算機「走鵑」上，後者的運算性能高達1.026P Flops，也就是每秒超過一千萬億次浮點操作。作為對比，目前全球第一的超級計算機「神威·太湖之光」具備125.436P Flops的峰值性能。

讓我們繼續說Cell處理器。正因為Cell處理器的強大性能，PS3發售前，久多良木健無比自信地將PS3形容成「終極的家庭娛樂設備」，但諷刺的是，由於Cell採用了特殊的架構，PS3成為當時遊戲開發商最頭疼的遊戲主機平台，甚至連《GT賽車》系列的創始人山內一典都公開吐槽稱「為PS3開發遊戲簡直是噩夢」。

更搞笑的還在後面，依照索尼事先同IBM簽訂的協議，IBM有權將由Cell處理器項目衍生來的技術另作其他商業用途，而就在Cell處理器的研發工作進行到關鍵階段時，微軟就Xbox 360的處理器開發事宜而找上了IBM，於是IBM非常「大方」地將Cell的部分成果略加修改後用在了Xbox 360所搭載的Xenon處理器上，尤為重要的是，做賊心虛的IBM還特意將此事瞞了索尼好多年。直到2009年，當年的項目工程師才通過回憶錄對這一秘聞予以披露。

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千算萬算，沒想到PS3給「豬隊友」坑了

模擬地球？並沒有

小科普完了，下面就說正事。眾所周知，PS3剛上市那會，其賣點除了基於Cell處理器的強大遊戲性能和藍光光碟機（剛問世那會PS3是市面上最廉價的藍光播放器，沒有之一），還有一大不可不提的賣點就是外裝第三方Linux系統。

利用自定義安裝的Linux系統，技術大拿甚至可以做到為PS3外接鍵鼠後當電腦用，而重點還在於，很多人之所以這麼做，正是相中了Cell處理器那強勁的浮點運算能力。甚至有人聲稱，在PS3剛問世那會，一台PS3的浮點運算能力抵得上由30台PC組成的計算機集群，再考慮到所謂的超級計算機在理論上就是無數台PC的集群組合，故很快就有人打起了用PS3打造超級計算機的主意。

強強聯合的PS3和Linux

第一個公開吃螃蟹的是北卡羅萊納州立大學計算機系的法蘭克·米勒（Frank Mueller）博士，他在2007年1月買了8台PS3，然後藉助Linux系統組建一個PS3超算集群，還通過互聯網分享了自己的成果。有必要指出，米勒博士搞這個是為了學術研究，至於「模擬地球」，不存在的事。

接著在同年夏天，麻省大學達特茅斯分校物理系教授高瑞夫·肯納（Gaurav Khanna）也打起了PS3的主意，他用16台PS3外加Fedora Linux系統打造了一個名為「重力網」（Gravity Grid）的超級計算機。

欲用PS3打造重力網的物理系教授高瑞夫·肯納

「重力網」建成後，肯納教授主要是用它來進行黑洞、引力波以及量子宇宙學方面的研究，並且特別值得一提的是，索尼得知肯納教授的目的後，慷慨贊助了8台PS3。肯納教授對「重力網」的性能相當滿意，聲稱其性能抵得上100台基於Xeon處理器的PC所組成的計算機集群，隨即嘗到甜頭的肯納教授還通過自建的網站將自己構建「重力網」的經驗與研究成果分享了出去。

萬萬沒想到的是，肯納教授的「重力網」竟然引起山姆大叔的注意：原來，位於美國紐約羅馬城的美國空軍研究實驗室（The Air Force Research Laboratory，AFRL）一直尋找物美價廉的超級計算機解決方案——您沒有看錯，美國軍方雖然財大氣粗，卻也追求花錢實惠，而基於PS3的超級計算機系統所表現出的經濟性很是吸引他們。

用1700台PS3搭建超級計算機，山姆大叔的腦洞還真是大

不過正式付諸行動前，AFRL先是於2009年採購了336台PS3組建了一個運算能力為53T Flops超級計算機樣機以驗證可行性，而結果倒也讓AFRL非常滿意，故到了2009年年底，AFRL以公開招標採購的形式開出了一份總數為2200台的PS3訂單（最終削減為1700台），而這筆生意最終由一家名為Fixstar的小公司贏得。

恰巧在節骨眼上，一樁大新聞發生了。

或許是擔心遇到盜版問題，在2010年3月，索尼為PS3進行了3.21版固件升級，該固件移除了PS3系統中安裝第三方操作系統的功能，而這也意味著用戶無法再繼續借安裝第三方Linux來將PS3打造成超級計算機集群的終端節點。

PS3：沒想到吧！

諷刺的是，在此之前索尼官方曾特別申明稱索尼不會停止對PS3安裝第三方操作系統的支持，於是當索尼食言後，部分心生不滿的玩家很乾脆地將索尼以「產品與廣告宣傳功能不符」及「索尼單方面破壞與PS3買家的銷售協議」等理由告上了法庭。這官司一打就是好多年，下文將講到，此處暫略過不提。

繼續說AFRL，為了不讓那一千多台還熱乎的PS3就此淪為大兵哥打發時間的「高級玩具」，美國軍方只能硬著頭皮將PS3超級計算機項目堅持下去。2010年11月，由1760台PS3組成的超級計算機「禿鷹群」正式上線。

1760台PS3組成的超級計算機「禿鷹群」，就問你怕不怕！

據悉，「禿鷹群」大概花了200萬美刀的成本組建（大概就是幾十輛悍馬的價格），其運算性能為500T Flops。據AFRL方面人士透露，「禿鷹群」無論價格還是耗電量都只有同等運算力常規超級計算機的1/10，而因為前述提及的固件問題，AFRL平日里只能盡量避免讓「禿鷹群」的PS3聯網以免被PSN強制升級固件。不過即便如此，平日里大兵哥還是得小心呵護這些PS3，因為一旦它們有所損壞，走完售後維修流程回到大兵哥手中的PS3已經被索尼單方面「貼心」地強制升級了固件。

且說「禿鷹群」正式上線後，AFRL主要用其來處理衛星圖像、雷達以及研究AI，此外AFRL還向一些大學以及研究機構開放「禿鷹群」的部分運算力，比如前述肯納教授所在的麻省大學達特茅斯分校因為對「禿鷹群」的問世居功至偉，有幸成為「禿鷹群」的民間受益者之一。

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禿鷹群的運算效果還是非常不錯的

說到這位肯納教授，自2007年「重力網」誕生後，他一直在孜孜不倦地強化「重力網」的運算力。而到了2015年，「重力網」的PS3總數已經突破了420台，其中有176台PS3是由AFRL贈送的淘汰機。依肯納教授的說法，這些PS3的總運算力等同3000台PC，至於成本僅僅才7.5萬美刀（沒事的時候，肯納教授也會進入PS3的遊戲模式，玩上幾把《鐵拳》）。

不過呢，畢竟PS3是好幾年前的機器了，故肯納教授當下正在籌備基於PC架構搭配顯卡來組建全新的超級計算機系統。因為如今一張價格同PS3差不多的顯卡，其浮點運算能力是PS3的幾十倍，此外PS3與生俱來的內存帶寬限制也是一大瓶頸。

PS3再強大，本質也只是台遊戲機

索尼大法，造福世界

上面提到索尼因為停止對PS3第三方操作系統的支持而惹上了官司，這官司一直持續到2016年6月才有結果：索尼最終向玩家認慫，同意為北美地區近1000萬購買了初期版PS3（即可以安裝第三方Linux系統的舊版PS3）的北美玩家提供賠償，當然前提是玩家必須證明自己當時在PS3內安裝過Linux系統，或是證明自己購入PS3的原因之一就是為了安裝第三方操作系統。此外，此項賠償僅限於2006年11月到2010年4月在北美地區購買初期版PS3主機的玩家。

嗯，也不知道AFRL的那幫大兵哥能不能得到補償XD。

索尼大法也不一定好

那麼，索尼本身知不知道PS3在模擬運算的傲人潛能呢？答案是知道的，不過呢，即便是索尼官方也沒有用PS3來模擬地球，而是將其用來給人類的醫療事業做貢獻。

2007年3月，亦即PS3發布沒多久，索尼宣布PS3加入斯坦福大學的Folding@home分布式計算工程計劃，後者乃斯坦福大學於2000年10月1日發起的一個分布式計算工程（註：也就是雲計算的一種，你可以將其簡單理解成計算節點終端分布在互聯網上的超級計算機），主要用於研究蛋白質摺疊異常引發的相關疾病如老年痴呆症、帕金森以及癌症等。在2007年，吉尼斯世界記錄正式將Folding@home認證為世界上最大的分布式計算項目。

Folding@home分布式計算工程計劃，一般人很難將它和一台遊戲機聯繫在一起

在索尼官方的推動下，從PS3的1.6版本固件開始，PS3玩家可以允許PS3在閑置時執行Folding@home運算程序的任務，並且玩家還可以實時觀看Folding@home程序模擬蛋白質摺疊的實時影像演示。據2008年9月初的數據顯示，參與的PS3遊戲機已經提供了1.2P Flops的運算能力，佔總數的近35%，而截至2011年，有超過100萬PS3玩家貢獻了其主機的運算力，實際上，直到NVIDIA和AMD的高性能GPU加入前，PS3都是Folding@home項目的運算主力。

不過可惜的是，索尼因故在2012年停止了PS3對Folding@home的支持，至此五年內PS3共為Folding@home提供了總計1億小時的運算時間，甚至Folding@home的發起組織潘德小組認為PS3玩家都是Folding@home的最大貢獻者。

最後要提一句的是，PS3能用來做超級計算機的梗甚至出現在了影視作品裡：於美劇《疑犯追蹤》的第五季第一集，主角一行需要一台性能足夠強勁的超級計算機來釋放某個對世界安危至關重要的AI，而在沒有其他可用工具的前提下，主角臨時將一堆廢舊PS3組成了一台超級計算機，如此拯救了世界……

美女特別提及了「十分之一」，想必編劇也聽過AFRL的「禿鷹群」

尾

英特爾創始人戈登·摩爾（Gordon Moore）曾提出了著名的「摩爾定律」，其大意為當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美刀所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上（註：業界最新觀點是摩爾定律已經於2016年失效）。

那麼遊戲主機界呢？其實倒也差不多，比起問世於2006年的PS3，間隔一個世代的PS4的浮點運算能力為1.84T Flops，而PS4 Pro的浮點運算為4.2T Flops，號稱當今最強的「天蠍」Xbox One X的浮點運算能力則高達6T Flops，更加不用提PC上的「遊戲卡」GTX1080顯卡浮點運算能力高達驚人的9T Flops。換言之，當年美帝大兵哥耗資200萬美刀組建的PS3超級計算機「禿鷹群」，理論上直接用80台Xbox Box X就能搞定，而硬體成本估計才4萬美刀。