A Ken Kutaragi no le temblaba el pulso cuando debía tomar decisiones poco ortodoxas. Este ingeniero electrónico fue el principal responsable del diseño de las tres primeras consolas de sobremesa de la familia PlayStation, y también de PSP, la primera consola portátil de Sony.
Aunque a finales de 2006 fue sustituido al frente de Sony Computer Entertainment por Kaz Hirai, Kutaragi ha pasado merecidamente a la historia como el padre de las consolas PlayStation. Pero no se le recuerda solo por eso; también por la originalidad y la ambición de sus creaciones.
Curiosamente, su proyecto más ambicioso, y también el más arriesgado, fue el que comprometió la cómoda posición que había alcanzado en Sony durante la vida comercial de PlayStation y PlayStation 2. Una de las decisiones más controvertidas que tomó tuvo un impacto directo en el precio de PlayStation 3, que llegó a las tiendas europeas en marzo de 2007 con un coste de 599 euros.
Kutaragi optó por incluir en el diseño original de esta consola los chips esenciales de PS2, lo que permitió a las primeras PS3 reproducir los juegos de su predecesora de forma nativa
Kutaragi optó por incluir en el diseño original de esta consola los chips esenciales de PS2. Esta estrategia permitió a las primeras PS3 reproducir los juegos de su predecesora de forma nativa y sin recurrir a la emulación, pero encareció sensiblemente su producción y provocó que llegase a las tiendas con un precio muy alto.
Las ventas iniciales de PS3 fueron sensiblemente más reducidas de lo esperado, por lo que Sony no tardó en lanzar una versión más barata que, entre otras cosas, prescindía del hardware de PS2. Curiosamente, esta no fue la única apuesta arriesgada que hizo Kutaragi al poner a punto PS3. Sobre el corazón de esta consola, el chip Cell, se han vertido ríos de tinta no solo por su potencia; también por lo difícil que era aprovechar al máximo su potencial.
Estas son las claves de la arquitectura del microprocesador Cell
Conocer con cierta profundidad los detalles y las peculiaridades de este chip requeriría que le dedicásemos una colección de artículos extensos y complejos. Afortunadamente, no es necesario que nos sumerjamos en él a ese nivel para entender por qué aún hoy es descrito con cierta frecuencia como un procesador adelantado a su tiempo.
El chip Cell fue desarrollado conjuntamente por IBM, Sony y Toshiba, que no planeaban utilizarlo solo en PlayStation 3, sino también en estaciones de trabajo, servidores y un abanico amplio de dispositivos de electrónica de consumo. Estos escenarios de uso tan variados fueron posibles gracias a una gran escalabilidad que permitía adaptarlo fácilmente a las necesidades de los dispositivos en los que iba a ser integrado.
El procesador Cell tiene nueve núcleos: uno conocido como PPE ('PowerPC Processing Element') y ocho como SPE ('Synergistic Processing Elements')
El procesador Cell es un chip multinúcleo parecido en cierto modo a los procesadores con varios núcleos de Intel y AMD, pero se desmarca de estos últimos en dos frentes muy sólidos. El más evidente es que no implementa la arquitectura x86, y la otra razón explica en gran medida su complejidad: sus núcleos no son homogéneos.
La versión de este microprocesador integrada en la consola de Sony tiene nueve núcleos. Uno de ellos se conoce como PPE (PowerPC Processing Element), y los ocho restantes como SPE (Synergistic Processing Elements). Los ingenieros de IBM fueron en gran medida los responsables del diseño del PPE, que en esencia tiene la arquitectura de un procesador de propósito general.
Su función es ejecutar los procesos que corren habitualmente en la CPU de nuestros ordenadores, y está respaldado por una memoria caché de nivel 1 con una capacidad de 64 Kbytes y una caché de nivel 2 de 512 Kbytes. Además, implementa la tecnología SMT (Simultaneous MultiThreading), lo que le permite procesar simultáneamente dos hilos de ejecución (threads).
La arquitectura RISC del PPE en cierto modo era más sencilla que la de las CPU x86 de su misma época, pero tenía una baza importante a su favor: podía trabajar, al igual que los demás bloques funcionales críticos del chip Cell, a 3,2 GHz, una frecuencia de reloj inusualmente alta en la época en la que fue diseñado.
El propósito de los SPE era poner en las manos de los programadores los recursos que necesitaban para resolver de la forma más eficiente posible la física y la inteligencia artificial de los juegos
Curiosamente, la mayor parte de la superficie del chip Cell la ocupan los otros ocho núcleos SPE que he mencionado unas líneas más arriba. Cada uno de estos núcleos es también un procesador de propósito general, pero son más sencillos que el PPE y tienen un alcance más limitado. Trabajan, al igual que el PPE, a 3,2 GHz, y cada uno de ellos tiene asociada una memoria local con una capacidad de 256 Kbytes.
Otra característica interesante de estos ocho núcleos es que cada uno de ellos incorpora siete unidades de ejecución y puede llevar a cabo tanto operaciones con enteros como en coma flotante. Sin embargo, cada SPE puede manejar como mucho dos instrucciones por ciclo de reloj, lo que ya en aquella época colocó a estos núcleos un paso por detrás en este terreno de los procesadores de propósito general de Intel y AMD.
Los núcleos SPE del procesador Cell fueron diseñados para que fuesen sencillos y eficientes con la intención de que pudiesen ser utilizados por los programadores para resolver tareas altamente paralelizables. De hecho, aunque la CPU de PS3 cuenta con el respaldo del procesador gráfico RSX (Reality Synthesizer) diseñado para Sony por NVIDIA tomando como punto de partida una GPU GeForce 7800 GTX, las unidades SPE podían enfrentarse por sí solas a buena parte de la carga de trabajo impuesta por la generación de los gráficos.
No obstante, su función primordial dentro del procesador Cell no era esa; era poner en las manos de los programadores los recursos que necesitaban para resolver de la forma más eficiente posible la física y la inteligencia artificial de los juegos. Sin embargo, en la práctica sacarles el máximo partido posible era muy complicado debido a la dificultad que entrañaba su programación.
Durante el diseño del microprocesador Cell, Microsoft se puso en contacto con IBM para pedir a esta última compañía que se encargase del diseño de la CPU de su próxima consola, Xbox 360, e IBM aceptó. Al parecer, el procesador Xenon de Xbox 360 se benefició de algunas de las innovaciones que IBM, Sony y Toshiba introdujeron en el chip Cell. Esto es al menos lo que defiende David Shippy, el ingeniero de IBM responsable del diseño del núcleo de esta CPU, en 'The race for a new game machine', un apasionante libro en el que explica desde dentro cómo IBM diseñó en paralelo la CPU de PlayStation 3 y Xbox 360.
Una auténtica pesadilla para los programadores
La dificultad que entrañaba la programación del procesador Cell de PS3 generó en su momento un debate acalorado. Gabe Newell, cofundador y director general de Valve, sentenció de esta forma a esta CPU a finales de 2007: «PlayStation 3 es una pérdida de tiempo. Esforzarte para dominar el procesador Cell y los SPE no te proporciona beneficios a largo plazo. No hay nada en esta CPU con un propósito específico. Lo único que vas a conseguir trabajando con ella es odiarla».
Incluso Kazunori Yamauchi, director general de Polyphony Digital, un estudio integrado en la estructura de Sony, describió de esta forma el desarrollo de 'Gran Turismo 5' para PlayStation 3: «Para nosotros trabajar con PS3 ha sido una auténtica pesadilla». De hecho, este simulador de conducción llegó a las tiendas mucho más tarde de lo que Sony había anunciado en un principio, y todo parece indicar que la dificultad de programar sobre el chip Cell fue en gran medida la responsable de ese retraso.
Hay muchos más testimonios de programadores que lo pasaron mal trabajando con PlayStation 3, pero lo cierto es que algunos estudios sí consiguieron sacar mucho partido al chip Cell, especialmente durante la recta final de la vida comercial de la consola. Un programador de Naughty Dog aseguró que «'Uncharted' usa el 30% de su potencial; 'Uncharted 2' ya utiliza el 100%, pero con 'Uncharted 3' y 'The last of us' por fin conseguimos sacar hasta la última gota de jugo al hardware de PlayStation 3».
Imágenes | Greenpro | Modern Vintage Gamer
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dautecabal
A mi me ha parecido un artículo interesante.
drapos
Pues te lo voy a decir como el otro chico, el artículo es la enésima y trasnochada venta de aceite de serpiente sobre las supuestas bondades del Cell.
Cell es un desarrollo que llega absolutamente obsoleto una vez la 360 debuta con la GPU con arquitectura de shaders unificados.
El amigo Kutaragi saca una consola centrada en tirar coma flotante en su CPU como si esto fuese 1999 y las GPUs no hubiesen explotado más de un lustro antes. Diseña PS3 como si desde PS2 no se hubiese avanzado nada.
Después, continúa con la glorificación por puro desconocimiento de la fanboyada sonyer de lo que es, de facto, un mal producto:
A pesar de lanzarse 1 año entero después, con la ley de Moore a todo trapo, a pesar de lanzarse con un budget de transistores y consumo muy superior, rinde peor que la 360. Que Sony dilapidase pasta gansa en su línea de títulos firstparty, y mucho humo y espejos por parte de los equipos artísticos, PS3 es técnicamente inferior, e infinitamente más ineficiente y cara, que la Xbox 360.
360 fue pionera en Shaders Unificados que ahora todos usan. Trajo de los primeros procesadores multinúcleo simétricos, memoria unificada y edram como principales hitos tecnológicos. Cuando llegó no podías comprar esa potencia en PC.
Sin embargo los cantamañanas nunca cantaron las proezas de 360 y prefirieron seguir vendiendo la arquitectura fallida de PS3:
Intento de mantener la coma flotante en la CPU, que no hubiese sido tan horrible de haber diseñado un sistema de memoria acorde, pero en lugar de eso metes cuellos de botella hasta en el mismo procesador y su deficiente sistema de caches basados en colas y DMA en lugar de caché compartida. Así, cada SPU tenía que esperar su turno para entregar su operación mientras el bus estuviese ocupado por otro. Y, ademas, sin autonomía, con lo que dependen del único core PowerPC para que haga de scheduler y los organice, penalizando el ya de por sí triste procesador mononucleo que se atrevió a lanzar Sony a las puertas de 2007, con tu competencia con 6 hilos. De eso ni se dice nada en el artículo y es lo más importante de porque falló como CPU.
Luego eres el único mongolo del mercado que pica con la XDR RAM del troll de patentes Rambus. Y le cascas un bus de 64bits que no lo ves ni en las gamas básicas de PC Atom. Latencias y falta de ancho por todos lados para una máquina supuestamente gaming. Un desastre.
El resumen y epitafio de Cell es el paper de varias páginas de Dice explicando como usaron Cell en su Battlefield para hacer mojar a las fanboys de Sony, para luego rematar en un único párrafo que todo eso lo hacía más rápido y fácil la GPU de la 360.
La 360 sentó las bases de las arquitecturas modernas mientras que PS3 acabó en la basura de los productos atrasados a su tiempo que tuvieron relevancia por su exito comercial. Pero ya están felizmente superados y olvidados por la industria.
En fin, lo de siempre con la borregada y el marketing.
darkyunhi99
Pues si Sony hubiera seguido desarrollando ese procesador e integrarlo en consolas futuras, los desarrolladores tendrían mas incentivos a usarla ya que el conocimiento adquirido en ese momento serviría también para el desarrollo de juegos en PS4
videtti
Todo lo contrario al procesador de la Xbox 360 con misma arquitectura y tal. Mucho más fácil de programar y mejor equilibrio en CPU, GPU y ram.
Los multis iban mejor, se veían mejor y se programaban en menos tiempo en X360.
Consola redonda que le salió a Microsoft.
Haber si le hacéis también un artículo a la altura a esta grandísima maquina cómo se merece!
Hail !
rubgonz
Muy interesante el artículo. En todo caso, sobre el precio, a mi me suena que era más bien, no por los procesadores si no por incluir un lector blue-ray. En esos años era más barato comprarte la play 3 que comprarte un lector de blue-ray
dark_god
Me alegra que alguien por fin vea el trabajo que hubo detrás de la PS3, aunque los resultados finales no fueran lo esperado. Lo mismo pasó con la PS2 y la PSX que como se indica en el artículo, en Sony gustaba hacer gala de despliegue tecnológico.
Los SPEs fueron santo grial y a la vez tortura. La PS3 tenía memoria segregada y una GPU menos potente al no tener shaders unificados como si la tenía la xbox y al final los SPEs fueron clave para la mejora técnica a finales de generación.
Pero sacarle partido, como bien se ha dicho era bastante complejo. Sólo se disponía de un PPE y 6 SPEs (uno estaba dedicado exclusivamente a seguridad, al S.O y antipiratería) y el PPE debía de generar listas de tareas para los SPEs - algo similar a como comanda una GPU - y eso añadía un overhead al ya de por si corto PPE. Además los SPEs estaban especializados en cálculo de coma flotante y realmente su existencia se debía a la debilidad de las CPUs tradicionales en este tipo de cálculos. De hecho en un video del making of del God Of War III se ve como en un bucle for típico usan como variable iteradora una de tipo float (lo vi hace muchos años, no sé ahora que video concreto es) y es porque los SPEs eran lentos en operaciones de enteros. Aparte de necesitar lista de tareas al ser unidades auxiliares y no parte integral de la CPU también estaba el problema de que cada SPE sólo podía acceder a una región de la memoria exclusiva dedicada de 256KB. Esto obligaba a un infierno de copias de datos entre "memorias" (sea entre los propios SPEs o con la memoria RAM) en una arquitectura que tampoco resolvía de una manera adecuada este movimiento de datos.
Es muy difícil sintetizar cosas muy técnicas en algo simple y sencillo pero me gustaría hacer una aclaración. No es del todo preciso que cada SPE ejecuta dos instrucciones por ciclo de reloj, lo es si las condiciones son apropiadas. Para entenderlo vamos a decir que los SPEs por dentro tienen dos hilos, uno que se encarga de operaciones (tanto como flotante como enteros) y otro del resto de operaciones (saltos, operaciones de memoria, etc). En cada uno de estos "hilos" puede ejecutar una instrucción por ciclo pero si coinciden dos operaciones flotantes seguidas ambas se ejecutarán en el mismo hilo de manera consecutiva usando dos ciclos de reloj. En una serie de pruebas que hicieron los de IBM consiguieron ejecutar 2 instrucciones por ciclo entre un 60% y un 95% de veces dependiendo de la prueba concreta. Esto es algo que afecta a todas las CPUs pero al no tener tantas etapas de ejecución y ser más sencillos los SPEs sufren más.
Y para terminar decir que gracias a los SPEs se consiguieron implementar algunas mejoras técnicas como el antialising morfológico e incluso se usaron PS3s para hacer un supercomputador.
Gracias por el artículo, y cuando queráis uno sobre el Emotion Engine de la Ps2 y su también fascinante arquitectura :).
wiredbrain
Yo tenía entendido que el cell no era como lo pintaban en un principio, que sobre el papel tenía mucha potencia pero que en entornos reales como la ejecución de un juego, no era para tanto, porque (a grandes rasgos) los SPEs no eran nucleos completos y aunque tenían mucha capacidad de cálculo, tambien dependían del PPE para ciertas funciones bastante comunes; con lo cual había que tener especial cuidado a la hora de programar y repartir el trabajo de manera inteligente entre el PPE y los SPEs para no crear un cuello de botella que disminuyese el rendimiento de la app/juego que se estuviese ejecutando.
Como bien se comenta en el artículo el Xenon de la 360, aunque no tuvo todo ese impacto mediático, era practicamente un fork del cell pero con una arquitectura mucho más tradicional. Y eso se vio en que los juegos multiplataforma casi siempre iban mejor en la 360.
tychusfindlay
El Cell fue uno de tantos fracasos de Sony, y el primer responsable de que la Xbox 360 le comiera el mercado durante los 4 primeros años de aquella generación.
Todos los fabricantes que estaban en el proyecto del chip Cell lo abandonaron a los pocos años de empezar a fabricarse.
De poco vale desarrollar un chip muy potente si no se puede aprovechar su potencial de una manera fácil y versátil.
De hecho gracias a este "maravilloso" chip echaron el cierre varias desarrolladoras muy buenas de la época al intentar sacar al mercado exclusivos para PS3 en sus primeros años de vida.
Sin duda un lastre para PS3 y menos mal que no le hicieron caso al presidente de Sony que quería incluir un segundo chip cell como GPU de la consola.....
chandlerbing
Pueden vender maravillas de rendimiento,pero si no le das las herramientas a los programadores para sacarle el maximo sin tener que romperse la cabeza, van a usarlo a medio gas porque no sale rentable.
Como el MGS4 que llego a muy alta resolucion,pero porque tenian presupuesto ilimitado,todos los multis corrian mejor en la 360 por tener una plataforma mas amigable con el programador.
Lo mismo pasaria con PS5 , se esta hablando que hay "estados de energia" para limitar el CPU y priorizar GPU
Entonces los 10.3 Tflops serian teoricos, ya hay varios desarrolladores que hablan de esto y como podria limitar los multis
Obviamente los estudios de Sony no van a decir ni pio.
ignir
muy interesante artículo.
Hubiera estado bien que hubieran continuado en ps4 y ps5 con la tecnología del chip cell, seguro que compañías como naughtydog lo sabrían aprovechar al máximo.
ouail98
Estos son los artículos que me gustan ver en Xataka. Muy interesantes, no como el del otro día.
cristianchavezl
Excelente artículo, lo último que dices sobre the last of Us y uncharted tiene sentido y explica porqué han envejecido tan bien 👌🏻
davidcroqueta
Todo eso es tan cierto como que la 360 no tuvo nada que superara a Uncharted 2,3 o TLOU.
Asi que potente era, otra cosa es que fuera un infierno de programar. Y encima globalmente "ganaron" la batalla a Microsoft asi que si se ponen quisquillosos hay que darles la razon.
HAXNAGE
La historia habla sola. Al final, el chip cell mostró lo que podía dar y por lo que sony decidió arriesgar tanto, aunque se dieron cuenta que ese tipo de riesgo e innovacion no era lo suficientemente apreciada por los usuarios y por eso ahora van por lo seguro. El problema del cell fue que era diferente a todo lo que estaban acostumbrados en los estudios, los que decidieron meterse a fondo tuvieron sus frutos.
El famoso chip cell que haría imposible emular ps3 decían
peketorl
El Cell en su momento era una j*dida maravilla. El problema? La PS3 fue un desastre en su totalidad.
La CPU brillaba, el resto era un cuello de botella y la memoria gráfica dividida...
Despúes, para programar lo que han comentado más usuarios, era muy complicada y para ello necesitabas estudios que se dedicasen. (Amén Naugty dog) aún así para las thirds era una perdida de recursos y dinero, por ello la principal era la x360 (una gran maravilla de Micrososoft) y PS3 se comía los ports.
Respecto a lo de PS2, si, en USA llevaba hard de PS2 para emulación, en Europa NO, tiraba de emulación por soft.
miuory
Los desarrolladores se enorgullecen de decir mi juego (Uncharted 3) saca el 100%, hasta la última gota del jugo del procesador, y por otro lado pienso... así de lagado irá el juego...
electroshock1993xd
La ps3 original la de 60gb era un monstruo para 2006, dificil de dominar pero adelantada tecnologicamente bastante, tanto que juntaron varias de ellas para hacer una supercomputadora ya que era mas barato
ricochet9090
Hace tiempo aproximadamente en 2015 vi una conferencia de desarrolladores en donde estaban haciendo benchmark CPU a varias consolas (360,XBO,PS3,PS4) si lo recuerdo bien era un test de fisicas de un acuario con peces y demas,pues resulta que en ese benchmark CPU el PS3 le ganaba al PS4 (por poco pero le ganaba) que un CPU con una arquitectura exotica diseñado en 2005 se coma a un CPU x86_64 del 2012-2013 no me parece poca cosa en absoluto.
Asi que si el cell para su epoca era una bestia,y no lo decia Sony solamente,universidades y hasta el ejercito de E.U usaban el cell en lugar de CPU's x86 para calculos cientificos porque daba mas rendimiento que otros procesadores y salia mas barato,y ellos deben saber algo de eso digo yo....
Por cierto la PS3 debuto tambien otras cosas en consolas que hoy son standard
1:Primera consola con lector de bluray (esto es lo mas conocido)
2:Primera consola con WIFI interno (y no los abortos USB-antena de X360)
3:Primera consola con puerto HDMI (x360 no tuvo HDMI hasta una revision del 2007(!!!)
Al final entre lo que mencione arriba,el online gratuito y el soporte para PS2/PS1 en las consolas de lanzamiento salia mucho mas a cuenta comprarse el PS3 que el x360.
flashmcarthur
Como la PS2 que teniendo una CPU de 40 bits y buses de 128, una rareza en la época de los 32 bits.
Guybrushh
Si era tan difícil programar, acaso no hubo conferencias o algo desde ibm para explicar a los nuevos desarrolladores?
Pd. Porque no ponen imágenes de las personas a las que citan. Para conocer la cara de las personas que tomas decisiones. Aunque uno se hace olvide pronto, suma al post
lumagrowlwolfang
Bastastante interesante, se puede decir que la potencia de ese chip era equiparable con un PC de gama media de la época y quizás un poco más potente
genya
Muy buen artículo, desafortunadamente mí PS3 está coleccionando polvo ya que no tengo control para jugar. Saludos.
pipas
Mi ps3 del 2008, las "gorditas", sigue funcionando a toda pastilla hoy en día.
Mi hijo la ha seguido usando, y aunque recién tiene una ps4, él está encantado con ella.
Cuando alguna noche me pongo en plan revival, aparco la Stadia, y juego al Fall Out 3 o al Uncharted, todavía alucino de la calidad del cacharro, pensaba que era cosa mía, pero ya veo que no.
kekoave
Yo fui uno de los perjudicados por el abaratamiento de las versiones posteriores ya que cuando mande a reparar la consola en garantía me indicaron desde Sony que ya no tenían disponible el modelo inicial con compatibilidad ps2/Linux, al final me dieron un juego y mando junto con la ps3 “barata”.
alberti73
He leído algún comentario alabando a la Xbox 360, parece que nadie recuerde las tres luces rojas de la muerte. Vamos, un desastre monumental. Mientras la PS3 casi no tuvo problemas, la mía duro años, hasta que la vendí. Saludos.