CPU、繪圖加速器提高競爭力

SONY會選擇電玩而非其他產品，有其背景因素。家庭電玩為日本業界所獨佔，在多年的努力下，已經建立了相當紮實的基礎，SONY又在此領域上執牛耳，佔有極大的既有競爭優勢。再者SONY是一個從事半導體零組件到系統製造的典型系統垂直整合公司，如DVD、TV、DSC（數位相機）和記憶卡等，均是SONY最擅長的數位消費電子產品。反觀美系業者在這方面的基礎則較為薄弱。

誠如前面所述，電玩是僅次於PC的家庭電子設備中具備CPU處理元件，SONY可以此最具附加價值的微電子元件作為反擊Intel的最佳著力點。由於企業用戶數位化已進展了相當的時日，家庭市場被視為下一個戰場，市場發展空間深具潛力。

在諸多有利條件的鋪陳下，SONY遂選定電玩為目標。以電玩娛樂性取向，最易被市場所接受，相對於PC在家庭的普及率成長面臨瓶頸的窘境，的確大有可為。

SONY在1999年春以後，陸續公布PS2的規格細節和未來的發展方式(表二)。所使用的CPU為東芝和SONY共同研發的Emotion Engine，頻率為300MHz，但浮點小數點運算能力為PentiumⅡ600的2-4倍，電晶體數目為1350萬個，高於PentiumⅡ600的950萬個。

在0.25μm製程之下，Emotion Engine的晶粒面積為226mm2，超過PentiumⅡ600的123mm2。以往日本的半導體技術微細化推展，大都是以DRAM龐大的出貨量在推展，然而DRAM價格波動過大，日本之成本競爭力又不如韓系、Micron等業者。如今SONY可靠PS2之CPU，比美Intel；同時每年的出貨量又有數千萬顆之譜，在規模上也有相當可觀的數量。

除此之外，PS2的另一個強而有力的引擎來自於繪圖加速器「Graphics Synthesizer」，由SONY獨自完成設計。該產品內嵌了達4MB的DRAM，頻寬高達2048位元，晶粒面積比Emotion Engine略大。此兩產品在2000年後，改用0.18μm製程，成為日本業界推動0.18μm邏輯製程的關鍵性產品。電玩遂成為日本業界脫離DRAM束縛的最佳利器。

SONY採泛PS2經營模式

由於開發Emotion Engine和Graphics Synthesizer需要龐大的開發費用，SONY一改日本系統業界內製關鍵性IC產品部外售的慣例，決定對外出售此兩款晶片，可使其他系統業者運用此兩晶片在資訊家電產品上。SONY還特別將Graphics Synthesizer的內嵌DRAM容量擴充到32MB，是PS2用的8倍之多；此舉神似於Wintel的模式，一方面銷售晶片硬體，一方面又授權PS2之軟體，稱之為「泛PS2」路線。

SONY除了在終端用戶產品上佈局之外，也同時將技術紮根在繪圖工作站上，SONY計畫以2年性能增加為10倍的方式，逐步建立工作站的開發工具，打入好萊塢的電影製片公司市場，製作類似玩具總動員或蟲蟲危機等的3D動畫影片，並隨即可運用在PS2的環境下。這種由高階而低階的運作模式，是逆向於Intel的操作方式。

Intel是在PC站穩腳步及性能逐漸提升之後，再改打伺服器和工作站的市場；然而SONY卻在同一時間進攻工作站和消費市場。亦即SONY的模式是選擇近似Intel的基礎而奠定，但卻又在層次部分凌越其上。

SONY的規劃，2000年3月開始PS2月產約60萬台，2000年秋增加為100萬台，尖峰時可達130萬台，2001年6月以後衝上200萬台，以達到一年至少銷售2200萬台的目標。可是以SONY及其與東芝合資的晶圓廠並無力負擔此規模的生產。

SONY在日本的半導體業界的生產額並非名列前茅，在1999年僅名列第九。可是為了支援PS2晶片的生產，SONY在1999年的大舉投資，使其當年的投資額成長率近乎180％，名列全日本第一，投資總額為1700億日圓，亦名列首位，是日本業界陷於半導體不景氣而無意大力投資下的一個異數。

在2000年，SONY則往上修正投資額，將原訂的600億日圓，再增加1250億日圓，達到1850億日圓，略遜於NEC、日立和富士通三大半導體公司。這三大公司是基於行動電話和Flash需求旺盛而擴增產能所必要的投資；SONY雖是小巨人，卻可以PS2與之相抗衡。

SONY新增加的投資，主要是除了挹助東芝和SONY的原合資工廠外，再另建第二座；SONY獨資的晶圓廠再添第二座，第一座並予以擴產，預計在2001年春之後正式生產，2001年秋後再引進0.15μm製程。這種以應用系統平台的建立，推動半導體製程、生產的效果，可充分驗證。

PS2周邊功能凌駕PC水準

除了CPU和繪圖加速器之外，PS2在周邊晶片功能的設計上，也有其獨到之處，在周邊設備上，由原先PS的CD-ROM升級為DVD-ROM。DVD-ROM的容量為4.7GB，近似CD-ROM的7倍，使新的遊戲軟體開發空間可大大提昇。除此之外，PS2的作業系統已支援軟體的DVD-VIDEO，使PS2可充當DVD Player使用。

SONY曾在展示會上宣稱PS2所展現的DVD畫質，並不遜於坊間上高價的DVD Player，尤其是PS2的DVD採倍頻掃瞄，廉價的DVD Player絕非對手。DVD-ROM在PC的推廣並不順利，除了價格仍居高不下外，沒有足夠的DVD-ROM軟體是最大的阻力。PS2反而成為DVD-ROM出貨量急遽上升的原動力。

由於SONY將DVD-ROM優先支援PS2的出貨，使得DVD-ROM的光讀取頭面臨短缺，反而拉長了CD-ROM的生命週期。為了使PS2的DVD-ROM一方面能同時支援CD-ROM，一方面又可以降低成本，SONY特將原先需要兩組光學系統的設計，成功地因兩波長雷射模組的開發完成而減少為一組，使原本的11個零組件降低為4個。

在界面的支援上，PS2特別引用了IEEE1394高速界面，1394零組件一直扮演著昂貴的角色，只有少數消費電子產品採用，在PC的滲透率一直不高。TI為首的1394陣營一直苦心致力於1394的低價化，並希望在2000年後能在PC市場上有所斬獲，藉以對抗Intel所主導的USB2.0。

日本家電業界一向十分支持1394，因1394的高速度確實能滿足數位AV資料的傳送品質，同時規格的開發也不需受制於Intel，如SONY即以iLink的標誌來代表1394的連結，同時亦以1394做為家庭網路的核心技術。PS2既然定位為家用伺服器，自然得支援1394。

以PS2未來年出貨量2000萬台的水準，將成為1394最大的應用產品，並協助1394陣營擴大聲勢，高過USB2.0。由於PC和數位家電的連結為建立家庭資訊環境所不能免，一般預料1394和USB2.0將不得不共存在PC上，Intel也承認此趨勢的可能性。除了1394外，PS2也支援了2個USB1.X版的界面，使較低速的周邊裝置得以附掛其上。

SONY：PS2為網路產品

SONY曾宣佈未來將把SONY定位在網路的公司上，PS2配備通訊的能力自然是必要的。SONY在日本國內將引進Cable Modem作為接取裝置，並與每個日本業者合作，計畫在2001年開始進行服務。這將是Cable Modem在日本市場推展的一大里程碑。

日本在高速接取網路方面一向以ISDN為主，並為全球少數幾個ISDN高普及率的國家，使得ADSL和Cable Modem的推展較不容易。此外日本的有線電視系統亦不發達，SONY此舉則可促進系統業者積極佈建。

SONY選擇Cable Modem的理由是看中其高頻寬，ADSL雖也有類似的特性，但電話公司通常較有老大的心態，不易和SONY配合；反觀有線電視業者的經營彈性較大，易和SONY達成協議。

目前為止，SONY並未透露在美國的網路服務計畫，未來電玩不只是電玩而已，還可透過Cable Modem等高速網路的接取，擴展服務內容，包括新遊戲的下載、對打、Internet、網路購物及E-MAIL等。為了使上述應用得以進行，以及對付未來的競爭對手Microsoft，SONY的美國版PS2，將HDD列為選用配備，可以外附在機殼之外。

未來在主要的CPU等大晶粒面積晶片微縮化至0.18μm後，主機板的面積可以縮小，屆時可將HDD內藏。HDD除了可執行上述的網路應用外，亦可在另外加裝電視調諧器後，成為TV的數位錄影機。唯所需的HDD容量較大，未來可逐步實現。

另一關鍵性應用則是和手機結合。SONY已和NTTDoCoMo達成協議，未來的PS2和2000年7月發售的PS縮小版PS ONE，都將附有連接器和線纜，可自NTTDoCoMo預定於2001年春進行的第三代行動電話服務的手機上下載資料；該服務傳送速度約在數百Kbps到Mbps。

軟體補貼模式有助於提高PS2性能

PS2的有利優勢在於可以和PS的軟體回溯相容，因此既有的PS千萬用戶都會是PS2的潛在用戶。除此之外，其高精細的3D繪圖和強大的周邊支援能力，更是吸引新用戶的一大賣點。相形之下，PC在上述的應用就漸缺吸引力，特別是在低價PC的趨勢下，PC很難引進高價的高性能元件或功能。

相對之下，PC的最後一個和電玩不同的賣點，便是OFFICE，可是OFFICE在家庭的使用環境中，非屬必要。實際上，PS2在美國的價格只有299美元，已低於製造成本337美元(表三)。以這種低於成本的促銷方式，起源於PS的以軟體（Title）補貼硬體成本，不易引進高價的元件，電玩則具備此條件。所以新興技術依賴PC推動的模式已漸成過去式，電玩有取代PC的走向。這種傾向不利於Microsoft PC的版圖，遂使Microsoft決心反擊日本勢力，於是有了XBox電玩的產生。

Microsoft以XBox進軍家庭市場

在1999年秋美國矽谷就盛傳Microsoft將進軍家庭電視遊樂器，代號為XBox，但一直未獲證實；直到2000年春PS2在日本上市前夕，才正式公布其計畫。

Microsoft開始重視家庭市場，並非最近的事。早先該公司曾致力於PC家電化的探索，嘗試改善作業系統，使啟動時間大幅減少，能為一般消費大眾所接受；並和Compaq合作開發Device Bay，使PC的周邊設備，在不需開啟機殼和不必關掉電源的情況下，可以自由抽換。

另一方面，則是引進高速界面IEEE1394，達到隨插即用的效果。可是上述理想之實現困難重重，且沒有影響到Microsoft的營收，所以未曾認真地推動。例如Windows作業系統對1394的支援就一直拖延。除了在PC性能上的改良略有著墨外，最令人注目的是收併WebTV，為Microsoft真正踏入資訊家電的第一步。

然而數年的經營之下，WebTV在美國的用戶數衝到百萬戶之後就停滯不前。該公司雖在這上面下了許多的心力，市場接受度卻數度出現瓶頸。當SONY信誓旦旦欲以新一代電玩大舉進入家庭娛樂市場，並終結PC在家庭市場的發展時，Microsoft遂不得不為捍衛自己的疆土而戰，並另闢旁及於WebTV的第二管道，主攻家庭市場。

XBox性能凌越PS2之上

Microsoft的電玩範本架構是以現行x86 CPU為核心的PC做為藍圖，其優點在於可利用CP既有的資源，使其得以在短時間內完成開發。同時可提供技術合作夥伴的選擇性也較多，藉以彰顯PC勢力的現有優勢。

由於SONY在推出PS2時即號稱其性能將優於PentiumⅡ，迫使Microsoft決心採取更積極的態度反擊。Microsoft採用Intel的PentiumⅢ 733，並選擇nVidia開發繪圖及核心邏輯晶片組（開發名為X-Chip），使其整體3D繪圖性能凌駕PS2之上。

XBox每秒可描繪的多邊形為1.5億個，PS2則為6600萬個。作業系統則採用Windows2000為基礎的電玩版，自然不得不配合x86 CPU使用。作業系統的容量約為500KB左右，考慮改用MaskROM來儲存，可避免HDD啟動所需的冗長時間。

在作業系統上的繪圖應用界面API（Application Programming Interface）考慮使用Direct X8.0，開發工具擬在2001年4月公布。繪圖晶片的圖框整存器則和DRAM主記憶體共用，即所謂UMA（Unified Memory Architecture）架構。

為了凌駕PS2的繪圖能力，X-Chip除了3D繪圖的描繪功能外，也將座標交換及光源計算等幾何運算的功能集合進去；現在大部分的繪圖晶片，其幾何運算通常是交由CPU的小數點浮點運算來處理，直到1999年部分高階產品，如S3的Savage2000、nVidia的GeForce256，才開始將幾何運算功能整合進去。

X-Chip此作法，可以彌補PentiumⅢ小數點浮點運算能力不足的缺點。PS2的Emotion Engine備有10個積和運算器和4個除法器，既存的PentiumⅢ並未內藏兩個小數點浮點運算。

Microsoft將用UMA的目的是考慮可以對應720P和1018T的HDTV模式輸出。圖框暫存和實記體共用的UMA架構，可使64M DRAM作適當的切割而輸出調整後的影像，其設計理念和PS2的Graphics Synthesizer並不相同。當然記憶體的頻寬要夠大，才能顯示出高性能影像，XBox的主記憶體使用兩頻道的Direct Rambus DRAM，最大傳送速度是64Gbps。PS2雖也使用Direct Rambus DRAM，但只使用單頻道，速度只有XBox的一半。

在界面部分，XBox有兩種外部界面，一是100Mbps的Ethernet埠，另一擴充埠是USB。使用Ethernet的原因是在家庭內，可藉由和ADSL或Cable Modem的接續，成為一個完整的家庭網路。另備有PCMCIA卡可接續HDD等。連接器則使用專用的特殊規格，和PC用的不同，但細節則尚未透露。

任天堂擺低姿態

在Microsoft公布XBox的計畫之後，打亂了原訂在2000年下半年推出產品的任天堂的佈局。由於XBox和PS2的高性能表現，使得任天堂倍感競爭的壓力，並決定延至2001年夏再正式上市。任天堂在2000年8月終於公布其新一代電玩的進一步細節，原開發名Dolphin將正名為GamrCabe。雖然任天堂有NEC、松下等公司的支援，但任天堂畢竟為日本中小企業，難以和SONY、Microsoft等作正面對決。所以任天堂決定採用較保守的規格，也比較符合昔日其用戶的年齡層特性。

家庭電玩一直未有特別的產品區隔，但是任天堂在新一代的機種GameCabe的設計上，出乎意料地在年齡層上使力，往接近兒童、少年階層屬性設計，和SONY的PS2有所不同。SONY的PS2在產品規劃上，定位在全方位屬性上，具有推動產業革命的使命，為兼具娛樂和網路化相互結合的平台。依SONY的說法，PS2是一個家用伺服器，掌上型的電玩和手機則是可移動式的用戶屬性產品（Client）。

PS2具有提供家庭娛樂和資訊內容的能力，性能直逼PC以上。這正是為何日本政府一度禁止PS2出口的原因，其繪圖晶片可應用在飛彈導引系統上，整個PS2擁有基本超級電腦的雛形。由於PS2是全方位式的娛樂平台，其年齡層便有往上攀升的現象。

依據SONY的市場調查，PS（第一代）的使用者大概在9～34歲之間，其中以15～24歲為最密集，PS2則在10～40歲以上的年齡層之間，其中又以25～29歲最多，20～24、30～34、35～39及40歲以上則呈現平均分佈的狀況。調查中以PS2支援DVD-Video此項功能為能將年齡層推高的主要原因。

任天堂雖在電玩業界赫赫有名，卻只是日本的一家中小企業，資源無法和SONY相對抗。而PS2所展現的年齡層分佈變廣，並不契合任天堂傳統客戶之年零層偏低的現象。因此，任天堂遂決定採取迴避和SONY正面作戰的方式，降低儲存裝置的容量為8公分直徑的DVD-ROM，減少開發軟體的沈重負擔。

任天堂在1996年發售N64電玩，在銷售業績尚無法追上SONY的原因之一，便是遊戲軟體太少。任天堂在新一代的機種上，若不刻意和SONY有所區隔，恐有重蹈覆轍之虞。

而其實任天堂在1996年6月推出的Nintendo64時，銷售不如預期，原因就在於其Title數不多所造成。而後來在和SONY的PS對抗中區居下風，也是Title數不如PS所導致。任天堂在N64時代的資源既僅止於此，若發展出和PS2、XBox相當性能的平台，將很難開發出Title。

電玩業操作難度愈來愈高

任天堂GameCabe的微處理器採用IBM所製造的PowerPC為基礎的GEKKO，動作頻率為405MHz。所使用的硬體架構和PS2、XBox有很大的差別。

GameCabe使用的繪圖加速器Flipper，是任天堂、Artx、MoSys和NEC共同開發的結果，除了3D繪圖核心外，還收容控制器、DVD-ROM界面、音效和平行埠界面等，屬於繪圖和核心邏輯整合晶片性質，並內嵌DRAM，由NEC負責製造，電晶體數目為51萬個。較SONY的Graphics Synthesizer的4270萬個多，並使用0.18μm製程。主記憶體由MoSys的IT-SRAM擔綱，有12MB兩顆。

MoSys宣稱IT-SRAM的隨機存取速度為5ns以下，優於DRAM。GameCabe的描繪能力為每秒600萬～1200萬多邊形，略遜於PS2和XBox。不過任天堂強調這是一個很嚴重的誤解。事實上，上述架構下的性能需配合遊戲軟體執行後才能見真章，若不能予以最佳化，亦徒然。

根據預測，家庭電視遊樂氣的市場每年至少有4000萬台以上的潛力。下一代電玩的推出，的確為電子業界帶來新的氣象。只是業界也同樣面臨若干新的挑戰，如SONY欲透過網路下載軟體的方式直接銷售軟體給消費者，便引起其通路商的反彈。Microsoft的PC遊戲軟體開發伙伴不需要付費給Microsoft，但製作XBox遊戲，則需付給權利金。故電玩潛力雖不小，其操作難度卻愈來愈高(表四)。

掌上型電玩發展方式PC化

SONY PS2在2000年秋於美、歐兩地正式上市，並出現熱賣的景況，迥異於電子產業提前入冬的慘狀，也突顯了電玩市場的重要性。除了桌上型電玩之外，掌上型一樣也有傲人的表現。在任天堂GameBoy的主打之下，1998年的掌上型電玩竟成長了將近5倍，1999年也有76％的成長。

若非反射式LCD面板缺貨，1999年的全球出貨量絕不僅僅只有2523萬台。此市場的魅力相對也吸引了新的製造商加入，嘗試去突破任天堂幾近獨佔的局面。於是在市場競爭更趨激烈的情形之下，各業者均嘗試加強功能，以獲得更多的市場接受度。

事實上，掌上型電玩受制於價位因素及外出攜帶考量的使用時間問題，不可能在性能上隨心所欲發揮。唯基於市場競爭的關係，製造商不得不在微處理器和周邊功能上加強，並引進低耗能的反射式面板，遂使價格有回漲的傾向。1989年GameBoy初次上市的價格為12500日圓，1996年1月的GameBoy Pocket則為6800日圓。

1998年彩色化後的GameBoy Color把價格推進8900日圓，2001年將上市的GameBoy Advance則又向上調高為9800日圓。掌上型電玩機種世代的交替，漸和時下PC週邊產品一般，生命週期愈來愈短，以高價新機種和萬機種低價化相互交替來刺激市場。

第一代GameBoy在1989年使用8X位元的微處理器。於是任天堂的對手SNK和萬代（Bandai）遂趁機分別在1998年10月和1999年3月推出16位元機種。SNK的NEOGEO Pocket第一代機種只有7800日圓，在1999年3月予以彩色化，價格和GameBoy Color一樣，都是8900日圓，所用之微處理器卻是16位元。

1999年10月第三代的NEOGEO，更把價格抑制在6800日圓，對GameBoy Color造成相當大的壓力，任天堂不得不直接跳過16位元，並在2000年8月正式發表32位元的GameBoy Advance，將在2001年3月正式上市，已較原訂的2000年8月晚了半年。

掌上型電玩差異化逐漸顯著

微處理器的性能高低和LCD面板的彩色化與否是被視為造成產品差異化的兩大最基本指標。日本知名的玩具商萬代的Wonder Swan則刻意使用8單色灰階的STN反射型面板，和漸成主流的彩色面板格格不入，卻可以把價格降至4800日圓。

另一方面，又刻意不沿用掌上型電玩所使用的MaskROM卡匣的標準儲存媒體形式，改用128Mb的小容量Flash卡。其他重要的特點可突顯差異性的則在通訊能力上，可豐富功能的多樣性。利用的途徑包括行動電話、PHS和PS2等新一代桌上型電玩。

利用手機下載遊戲早已存在於NTT DoCoMo的iMode服務，只是其用戶的數目和使用族群，與掌上型電玩有所差異，後者的年齡層較小。若能藉助掌上型電玩利用手機下載，則有助於手機使用者年齡層的降低。任天堂和萬代在2000年春開始提供行動電話手機、PHS的轉接器，NTT DoCoMo則預定在2000年底發售JAVA端末，使掌上型電玩使用者可下載遊戲軟體。萬代特別為網路下載開發出兩種遊戲，預定在2001年3月前增為17種。

掌上型電玩產品角色混淆

SONY和Sega、任天堂為桌上型電玩的主要三大業者，而唯前兩者在掌上型的著力遠不及任天堂。SONY恐會以其MemoryStick Flash卡的方式，揮軍市場。新興業者利用掌上型電玩多樣化的走向，創造出新的差異化，將使任天堂逐漸流失其原本的佔有率。

1998年GameBoy的佔有率達83％，但1999年在SNK和萬代的圍攻之下，僅剩下62％的佔有率；GameBoy幸得在1999年靠著口袋怪獸軟體在美國大受歡迎，而獲得相當的支撐點。遊戲軟體內容固然十分重要，但若硬體欠缺推陳出新的能力，則易被市場所淘汰。

任天堂卻可以8位元微處理器獨撐市場近十年，而僅在顯示器上下功夫，實在是欠缺自我鞭策的憂患意識。由此見得，傳統消費型產品的故步自封型態，在激烈競爭而走入PC取向的趨勢之下，勢必漸漸被瓦解。值得注意的是，掌上型電玩的產品功能開發，愈來愈有接近PDA的傾向，和手機有了相似的情形，正足以說明產品多樣化外，角色混淆的現象。

掌上型電玩的性能遠不及桌上型，應該相當適合台灣業者來開發，其軟體的複雜性亦相對較低。現有台灣業界在相關零組件上也有不錯的能力，包括LCD、周邊晶片和卡匣用MaskROM等。進入的障礙應比桌上型電玩要低，唯如何作一整體包裝，並和日本產品造成區隔，始終是業者裹足不前的一大障礙。或許由電子字典等產品的變型，並改主打中國市場，可能會是業者深入評估的方向。