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我的世界走进红石电脑RSC-3230 在计算机里制造计算机

时间:2017/10/13 14:40:03来源:www.968tg.com作者:一夏我要评论

  我的世界走进红石电脑RSC-3230,在计算机里制造计算机,这是一位大神玩家在MC中创造的一个计算机世界,2010年,《我的世界》中第一台红石电脑问世,震惊了所有人。

  想象一下如果世界没有电,那将是多么令人绝望的景象。夜晚不再有光;空调和WIFI也变成了奢望;你目前正在阅读的这篇文章,将不可能呈现在你面前;当然,你热爱的游戏《我的世界》,也不可能存在了。

  在《我的世界》中,红石就如同现实中的电一般神奇,它常常被用于制作各种自动化装置。自动化农场、太阳能照明系统、便捷的交通运输……全都仰赖红石得以实现。

  后来,冒险家们渐渐发现红石电路与电子元件的一些共通性,他们利用和红石和红石火把的特点,实现出“与”“或”“非”逻辑门,探索出更多惊人的功能。尽管这并不是红石设计的初衷,但逻辑门的成功编写满足了在游戏中制造计算机的基础条件。

  2010年,《我的世界》中第一台红石电脑问世,震惊了所有人。原来玩家还可以在计算机游戏里设计计算机!这多么令人惊奇!其后几年,越来越多的红石电脑被设计出来,它们的运行速度越来越快,数字处理能力也越来越强。

  由TheRedPixel工作室制作的红石电脑RSC-3230,更是其中翘楚,它的CPU处理数字的能力达到了惊人的32位,这对红石电脑来说,是一个巨大的进步。

  “是大家共同的智慧才让这样高性能的器件可以做的那么小,否则它们将无法运行。”

  RSC-3230拥有32位的CPU,128Byte的内存,以及一个32×32像素的屏幕和一个小的键盘。而它的尺寸仅仅有大约“100*160*160”,对于拥有这个级别数字处理能力的器件来说,它真的不算大。

  “是大家共同的智慧才让这样高性能的器件可以做的那么小,否则它们的体积将超出游戏的范围而无法建造运行。”作者Happy Water说道。

  主席——另一位TRP成员发明了2格宽伪超进位加法器,它的体积非常小,32位堆叠在一起也不超过70格。即便放到在现在,它也算得上是性能最好的加法器之一。随后,Happy Water在此基础之上又增加了用于完成一些逻辑的功能,把它作为这台32位红石电脑的ALU(也就是我们说的算数逻辑单元,电脑中负责处理数据运算工作的原件)使用。而成员镍发明的RAM(即存储器),拥有相当高的数据记录密度,在Happy Water的改进下,性能又得到了进一步的提高。

  “拥有CPU和RAM的RSC-3230,相当于现实中电脑的简化版。”

  在这台电脑中,CPU指令集参考并精简了ARM和i386的指令集,设计成为一台RISC,它以尽可能精简的指令数量提供了完备的数学运算和流程控制指令。再加上工作室的精巧设计,使得一些小程序的实现变得可能。

  “贪吃蛇”就是其中之一。这款用机器码编写的小程序,工作室成员逐格将程序代码的每个bit输入到游戏里,通过手工触发RAM中的活 塞,将他们的状态改成预期的值而完成代码输入。而后触发时序控制器上的启动按钮,启动机器开始运行程序。

  屏幕背面的活 塞被用来锁存屏幕画面:程序在RAM中渲染好画面以后,再将它传输到屏幕上去显示。屏幕背后是斜坡形的,那里排列着一个个活 塞,每一个活 塞都对应屏幕上的一个灯,利用活 塞BUD原理锁存下每个灯的状态(亮或不亮)。

  RAM中的数据会传输给这些活 塞,利用活 塞BUD原理记录下传给它的数据,并将此保持下去,直到被传输一副新的画面。这一点和游戏机渲染画面然后输出显示是一样的道理。

  “贪吃蛇”的玩法也很容易,模拟键盘就在屏幕前的地面上,只需输入好程序数据和指令,然后在玻璃房子上按一下启动按钮即可。想象一下在电脑中的电脑玩“贪吃蛇”,听起来很酷对不对?不过,它的运行速度却异常地慢。

  “关于如何在更小的空间里实现更多的功能,更好的性能,我们做了大量的思考。”

  这是红石电脑面临的最大问题——规模越大,信号传输距离越远,运行速度就越慢。

  制作组有他们自己的考量。喜欢面对挑战的他们坚持不使用任何模组,因而包含大量中继器的电脑将面临不短的延迟。同时,考虑到建筑的美观,制作团队也只用采用了很少的RAM。

  出于对原版的坚持和对美学的追求,制作组要如何克服速度问题将受到更大挑战。

  “关于如何在更小的空间里实现更多的功能,更好的性能,我们做了大量的思考。”Happy Water说,“电路结构是最关键的。我们分各个模块来建立电路,单个电路模块的结构设计尚且较容易把握,但要如果要将所有模块都整合在一起组成完整的电脑,一旦导线数量过多、传输距离太长,很容易引入大量延迟。因此如何布线是一个极具挑战性的问题。”

  这台红石电脑拥有32位的运算模块,每个32位运算模块都有至少64根线,如果不能找到一种好的布线方法,或许它早已中途夭折。

  经过反复权衡,Happy Water最终采用了“纵向堆叠法”:也就是将各个模块在垂直方向上,像盖高楼一样,堆叠起来。这样导线就像楼梯一样,直上直下,互不交叉。同时,CPU和RAM的数据总线一一对齐,也节省了大量的布线空间,极大得方便了数据信号和控制信号线的排布。

  在TRP各位成员的对零件的不断改进以及对布局的精密构思下,RSC-3230终于顺利诞生。迄今为止,还没有其他任何团队能够在《我的世界》中制造出32位的电脑。因此某种意义上来讲,RSC-3230或许拥有目前所有红石电脑中的极强的性能。

  “但未来一定还会出现更强性能的器件,64位的一定会有。”Happy Water相信,“只要有更多的人来玩红石电路,依靠大家的创造力,一定还能造出更快更强的红石电脑。因为《我的世界》这个游戏实在拥有着无限的潜力。”

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