Trabalho 1 - 2024.2

1º Trabalho para a disciplina Fundamentos de Sistemas Embarcados - FGA0109, ministrada pelo prof. Renato Coral no 2º semestre de 2024 da Universidade de Brasília - UnB. Trata-se de um estudo aplicado a dispositivos embarcados disponíveis no mercado com intuito de descrever suas características e detalhes de arquitetura e funcionalidades.

Integrantes

Nome	Matrícula
Bruna Almeida Santos	17/0100626
Matheus Raphael Soares de Oliveira	19/0058587

Console Playstation 3 (PS3) :video_game:

1. Introdução

O dispositivo embarcado Playstation 3 (PS3) (Figura 1) é um console de videogame lançado inicialmente no Japão e na América do Norte em novembro de 2006, pela Sony Computer Entertainment. Em março de 2007 foi lançado na Europa e Oceania, e chegou ao Brasil apenas em março de 2010 ^[1]

Figura 1. Console do Playstation 3. Fonte ^\[2\].

Com as dimensões de 325×98×274mm e pesando cerca de 5kg, o PS3 faz parte do segmento de consoles de videogame, e foi lançado com o objetivo de concorrer com o Xbox 360 da Microsoft e o Wii da Nintendo, como parte da sétima geração de consoles de videogames ^[2].

Ao longo de seu período de produção, a Sony lançou 3 versões do PS3, apresentadas na Figura 2. São elas: Fat, a primeira versão a ser lançada; Slim, que veio com implementação de algumas melhorias e; Super Slim, que recebeu uma segunda leva de melhorias, além de consumir menos energia. Este trabalho de pesquisa focará na primeira versão, o modelo Fat CECH-A01, ilustrado na Figura 1.

Modelos do Playstation 3 — Figura 2. Diferentes modelos do Playstation 3. Fonte ^\[1\].

Em anúncio oficial de lançamento do PS3, a Sony apresentou o controle que viria junto ao console; O controle, em formato de boomerang, não foi bem aceito pelos usuários ^[3]. Assim, em respostas às duras críticas, o controle foi substituído por outro modelo, o SixAxis (Figura 1), que acompanhava os primeiros modelos do console. Em 2007 o SixAxis teve seu hardaware reformulado para o DualShock 3, adicionando a opção de vibração ^[1].

O PS3 possuía diversas funcionalidades interessantes para a época em que foi lançado ^[1]. Foi o primeiro console a utilizar o Blu-ray como mídia padrão, o que “elevou a qualidade dos jogos, tanto em gráfico, mas também em complexidade e recursos” ^[4]. Este console também servia como central de mídias, o que permitia ao usuário assistir a filmes em Blu-Ray, além de acessar internet via cabo ou WiFi. Outro destaque do PS3 modelo Fat era a compatibilidade com leitura de CDs do PlayStation 1 e PlayStation 2; Essa funcionalidade foi descontinuada nas versões Slim e SuperSlim. Além disso, a Sony também lançou junto ao console a loja de jogos PlayStation Store, que apresentou opções digitais aos jogadores.

Os recursos disponibilizados pelo PS3 Fat incluem^[2]:

4 portas USB
Emulação de PS2 por hardware;
Reprodução de Super Audio CD (SACD);
Controle Sixaxis;
Leitores de cartão de memória;
802.11b/g Wi-Fi.

Alguns dos principais jogos lançados para o PS3 foram The Last of Us, God of War 3, Uncharted 2 e GTA V ^[4]. Outro destaque do PS3 foram seus acessórios, que multiplicaram e melhoraram a experiência de jogabilidade ^[5], como: Câmera PlayStation Eye; Headset Pulse Impulsion Wireless; Controles PlayStation Move e; Atirador de Precisão compatível com PlayStation Move. Os acessórios mencionados são ilustrados na Figura 2 a seguir. Figura 2 - Acessórios do PS3: 1) Câmera PlayStation Eye; 2) Controle SixAxis e DualShock 3; 3) Controles PlayStation Move; 4) Atirador de Precisão compatível com PlayStation Move. Fonte ^[1].

ps3-acessorios — Figura 3. Acessórios do PS3: 1) Câmera PlayStation Eye; 2) Headset Pulse Impulsion Wireless; 3) Controles PlayStation Move; 4) Atirador de Precisão compatível com PlayStation Move. Fonte ^\[1\].

Em relação à arquitetura do seu hardware, o PS3 teve como foco o “processamento de vetores para obter poder, mesmo com o custo da complexidade”^[6], utilizando o seu novo “super processador”, o Cell Broadband Engine. Maiores detalhes sobre a arquitetura do PS3 serão abordados na seção 2 deste trabalho.

A produção do PlayStation foi encerrada em 3 em maio de 2017; Em 2019, a Sony também encerrou o suporte aos jogadores do console ^[1]. Durante seus 10 anos de ciclo no mercado, o dispositivo embarcado da Sony vendeu cerca de 87,4 milhões de unidades, conseguindo superar seus concorrentes com a implementação de novas funcionalidades e lançamentos de jogos exclusivos, como The Last of Us e Uncharted 2.

Este trabalho de pesquisa está dividido em quatro seções. Esta seção contextualizou o PS3; A segunda seção descreve suas especificações técnicas. A terceira seção apresenta artigos acadêmicos relacionados ao dispositivo alvo da pesquisa. Por fim, a quarta seção lista produtos semelhantes ao pesquisado.

2. Listagem de características

Visão geral da placa mãe do PS3. Visao geral da placa mae do PS3

1. Unidade de processamento: Microcontrolador (MCU) ou Microprocessador (MPU): incluir características como arquitetura, fabricante, frequência de clock.

Introdução da CPU

A CPU do PS3 surgiu de uma parceria entre Sony, Toshiba e IBM (STI) para produzir o Cell, um chip que não somente lida com os processamentos do PS3, mas que também foi usado para alimentar supercomputadores. Baseado no processador PowerPC, já que esse era um processador com arquitetura provada, tendo sido usado pela Apple por alguns anos.

Devido a uma necessidade de se aumentar o poder de processamento mas mantendo-se custo e consumo de energia baixos, se voltaram para a ideia de computação distribuída dentro do mesmo chip.

O Cell é formado pelo PowerPC, como um processador central, chamado nesse contexto de PowerPC Processing Element (PPE), 8 subprocessadores assistentes chamados de Synergistic Processing Elements (SPE) e suas interfaces necessárias para funcionamento.

Há uma dependência mútua entre o PPE e os SPEs. Sendo que os SPEs dependem do PPE para o acesso ao sistema operacional e, em muitos casos, o controle de thread da aplicação. Já o PPE depende dos SPEs para entregar a maior parte da performance da aplicação. ^[6]

No geral, a arquitetura do Cell é assim:

PPE: Separado em duas unidades principais, o PPU e o PPSS, que focam em processar os dados e em adquirir/guardar os dados, respectivamente. O PPSS também serve de interface do PPU para o resto do sistema. Funciona mais analogo a um processador convencional de propósito geral tendo módulos específicos para fetch de instruções, realização de aritmética e de controle de memória.

Sua função principal é voltada para processamento de controle, rodar os sistemas operacionais, gerenciar os recursos do sistema e gerenciar as threads dos SPEs. ^[7]

SPEs: É um pequeno computador independente dentro do Cell, porém, comandado pelo PPE. Separado em duas unidades principais, assim como o PPE, chamados de SPU e MFC. Ao contrario do PPU, o SPU é totalmente isolado, em termos de memória, com o resto do sistema. Para esse propósito, cada SPE possui 256KB de memória local. Seu poder de processamento é bem mais limitado do que o PPE, mas é otimizado para processamento de operações que usam um grande número de dados (data-rich). ^[8]

TEST: Também chamado de Test Control Unit, é usado para gerenciamento de energia, gerenciamento termal, controle de clock, monitoramento de software, trace analysis, preboot. Também possui uma RAS-unit, uma porta de acesso JTAG e interfaces SPI para testes. ^[8]

MIC: O Memory Interface Controller provê a interface entre o EIB (que conecta todos os processdores) e a memória principal. Essa conexão é feita através de 2 buses de 32 bits cada entre MIC e memória e uma conexão de 128 bit entre o MIC e o EIB. Também é encarregado em bufferizar informações. ^[7] ^[8]

BEI: Broadband Engine Interface é o controlador de interfaces de entrada e saída. para FlexIO para fazer a conexao do Cell com a GPU. Para isso a BEI incluí uma Bus Interface Controller (BIC), I/O Controller (IOC), e Internal Interrupt Controller (IIC). O BEI suporta duas Rambus FlexIO interfaces. Essas interfaces comunicam com o resto do sistema por meio de dois dois protocolos proprietários, IOIF1 e IOIF2. ^[7]

EIB: Element Interconnect Bus é composto por 12 nós, cada um conectando um componente do Cell aos outros. Funciona como um token-ring duplo. Cada um desses nós é chamado de rampa. Cada rampa possui 4 buses os conectando com as rampas próximas, dois para cada lado. Possui um árbitro de dados que pode dar preferência a certos componentes. Os dados são enviados em pacotes de 128 bits e cada ring pode suportar até 3 transferências simultâneas. O EIB é o caminho de comunicação para os comandos e dados entre todos os elementos de processamento do Cell e os chips de controle de memória e I/O. ^[7] ^[8]

Informações técnicas do Cell

O Cell funciona a 3.2GHz;

Formada por 234M de transistors.

Possui uma unidade de processamento central de 64-bit, com cache L1 de 32KB e uma cache L2 de 512KB;

8 unidades de processamento assistentes de 128-bit, com 128 registradores cada;

Cada unidade de processamento usa a arquitetura RISC.

PS2 bridge

O PS3 (nas primeiras versões) também possui um chip que engloba o Emotion Engine e o Graphics Synthesizer por inteiro, que são conectadods a 32MB de RDRAM e uma bridge IO chamada de PS2 bridge. Juntos, formam o equivalente a 90% do PlayStation 2 original, os 10% restantes são replicados usando software.

Usado apenas para fins de compatibilidade. Comunica-se com o Southbridge através de uma ligação PCI. ^[6]

Introdução a GPU

Foi introduzida ao final da etapa de desenvolvimento do PS3, pois, conforme foi relatado por um desenvolvedor da Naughty Dog, a performance de jogos sem ela seria desastrosa.

Chamada de Reality Synthesizer (RSX), essa GPU foi codesenvolvida pela Nvidia e Sony. Baseada na Nvidia 7800GTX, mas com algumas modificações específicas para o PS3.

A GPU usa 256 MB GDDR3 RAM próprios, a 650 MHz com uma taxa de transmissão efetiva de 1.4 GHz e também chega a utilizar até 224 MB da memória principal do sistema, a XDR, via a CPU. ^[9]

Roda a 500 MHz;

Possui mais de 300M de transistors;

Interage com a CPU pela FlexIO bus interface.

Devido à velocidade de leitura muito lenta do Cell vindo da memória GDDR3 de 256MB, é mais eficiente para o Cell trabalhar na XDR e, em seguida, fazer com que o RSX puxe os dados da memória XDR e escreva na GDDR3 para a saída para o display HDMI. Por causa disso, instruções extras de busca de texturas foram incluídas no RSX para permitir o carregamento de dados da memória XDR (em vez da memória local GDDR3). ^[9] ^[10]

A arquitetura da GPU Nvidia 7800 GTX, na qual a RSX é grandemente baseada, é assim: Arquitetura da NV47, modificado

A maior diferença entre os dois chips é a forma como a bandwidth de memória funciona. O G70 suporta apenas a renderização para a memória local, enquanto o RSX é capaz de renderizar tanto para a memória do sistema quanto para a memória local. Como a renderização a partir da memória do sistema tem uma latência muito maior em comparação com a renderização a partir da memória local, a arquitetura do chip teve que ser modificada para evitar uma penalização de desempenho. Isso foi alcançado ampliando o tamanho do chip para acomodar buffers e caches maiores, a fim de manter o pipeline gráfico cheio. ^[11]

Southbridge

Localizado entre a CPU (CELL BE) e os dispositivos de I/O inferiores (SATA/PATA: Drive Blu-ray/Disco rígido, USB, GbLAN, Wi-Fi/Bluetooth, Flash (Hardware): Starship2 + NAND/NOR, Leitor de Cartões Multimídia etc.) por meio de um barramento Flex I/O (Cell BE: BIC/IOIF1). É o responsável por lidar com todas as interfaces periféricas do PS3. ^[12]

Projetado pela Toshiba para o processamento de interface de entrada e saída para o Cell, o SuperCompenionChip (nome dado pela Toshiba para o Southbridge) possui uma arquitetura otimizada para lidar com dados em streaming usados por uma ampla variedade de aplicações de banda larga executadas pelo Cell.

O SCC possui uma arquitetura de barramento hierárquica projetada para maximizar o throughput de dados. Diversas interfaces de I/O residem em diferentes barramentos, TBUS, HBUS, SBUS e MBUS, de acordo com as características de transferência exigidas. Essa arquitetura de barramento permite uma alocação eficiente da largura de banda disponível. ^[13]

Starship 2

Um adaptador para dois chips NAND Flash de 128 MB. Nos bastidores, o Starship conecta o barramento local do Southbridge com o protocolo padronizado "Common Flash Interface Protocol". O PS3 armazena o sistema operacional nesses chips, entre outras coisas.

2. Memória: RAM (Memória Volátil), ROM / Flash (Memória Não-Volátil), Memória EEPROM (separada ou embutida).

Memória: 256 MB de XDR DRAM na placa-mãe (4x 64 MB na primeira revisão, funcionando em pares. Modelos mais novos utilizam 2 chips de 128 MB). Também pode utilizar até 2GB do HDD como memória virtual. ^[14]

Foi uma memória revolucionária na época, visto que a sua topologia nunca foi utilizada antes, combinando um barramento de dados diferencial ponto-a-ponto e um barramento de endereço single-ended. Ela pode oferecer o melhor dos dois mundos existentes na época: a abordagem paralela usada com DDR e a abordagem em bus utilizada com RDRAM. ^[15]

A arquitetura XDR é composta por três componentes semicondutores principais: ^[16] ^[17]

XDR DRAM: é um circuito integrado de memória de alta velocidade que impulsiona os núcleos DRAM CMOS padrão com uma interface de alta velocidade capaz de taxas de dados de 7,2 Gbps, fornecendo até 28,8 GB/s de largura de banda com um único dispositivo.
XDR IO Cell (XIO): oferece a mesma capacidade de sinalização de alta velocidade encontrada na DRAM, mas adiciona melhorias adicionais, como a tecnologia FlexPhase™, que elimina a necessidade de correspondência no comprimento dos traços.
XDR Memory Controller (XMC): é um controlador lógico de memória totalmente sintetizável, otimizado para aproveitar inovações como Dynamic Point-to-Point, que permite a expansão de capacidade ao mesmo tempo que oferece os benefícios de integridade de sinal da sinalização ponto a ponto.

Além disso, o PS3 possui:

13 GB de memória flash eMMC nas versões mais recentes;

2x 16 MB RDRAM para a PS2 bridge;

2x 128 MB NAND flash para guardar o sistema operacional;

512 KB L2 cache dentro do PowerPC;

32 KB L1 cache em cada SPE;

256 MB de GDDR3 RAM como memória local da GPU.

3. Sistema Operacional:

3.1 GPOS, RTOS, sem sistema operacional.

Criado pela Sony, foi chamado de CellOS, que se separa entre GameOS, OtherOS e CoreOS. Acredita-se que se trata de um fork do FreeBSD, com componentes adicionais do NetBSD. ^[1] ^[18] ^[19]

Cell implementa um conjunto de níveis privilegiados, que são herdados da especificação do PowerPC.

O OS é dividido entre modos, primeiramente o modo privilegiado e o modo de usuário. No modo privilegiado o Cell concede acesso a todas as partes de seu hardware (registros, endereços de memória, opcodes, etc.). Por razões de segurança, esse modo deve ser usado apenas pelo núcleo do sistema operacional (ou seja, o kernel). Além disso, o modo privilegiado é, por si, dividido entre modo hypervisor e modo kernel. Essa divisao do modo privilegiado vem do fato de que o Cell é preparado para rodar múltiplos OSs concorrentemente utilizando um Hypervisor, que arbitra os recursos entre diferentes kernels.

Além disso, os SPEs contêm um modo de operação chamado modo isolado, que protege o processo que está em execução dentro do SPU, de forma que nenhuma unidade externa (o PPE ou outros SPEs) pode acessá-lo até que o SPU termine. ^[6]

Arquitetura do OS

Ciclo de boot

O processo do boot comeca com o SysCon, mandando um Ring de Configuração para o Cell via SPI, o que inicializa o Cell para o resto do boot. O Boot então continua do BootROM, implantado dentro do Cell como um ROM obfuscado. Após isso, o resto do sistema é chamado de dentro dos 256 MB de flash NAND, onde reside os loaders do CoreOS, depois do GameOS e OtherOS.

Ao final do boot, o usuario é recebido com uma visual shell chamada de XrossMediaBar para a interação com o sistema. ^[6]

4. Sensores e Atuadores:

No sistema PS3, os sensores e atuadores se localizam em grande parte no controle, o DualShock 3 (DS3). O console possui alguns sensores termais que são acessados através do componente TEST do Cell. Além de sensores e atuadores dos próprios componentes, como os do HDD.

No DS3, os sensores e atuadores servem para prover interação com o usuário. Esses são:

4.1 Sensores: Detectam variáveis do ambiente como temperatura, umidade, pressão, luz, proximidade, etc., e enviam esses dados ao processador. ^[20]

Sensor de movimento, chamado de Sixaxis, um giroscópio de 3 eixos;
10x botões sensíveis a pressão;
5x botões digitais;
2x botões analógicos (triggers);
2x sticks analógicos com precisão de 10-bit.

4.2 Atuadores: São dispositivos que recebem comandos do processador para realizar ações físicas, como motores, LEDs, relés e válvulas.

2x motor para feedback tátil.

4.3 Conexão com a MCU/MPU: Normalmente conectados via GPIOs, barramentos de comunicação como I2C, SPI, ou mesmo comunicação sem fio em dispositivos IoT.

São conectados a MCU através da Southbridge, que utiliza a comunicação FlexIO. Já os controles se conectam a Southbridge através de um cabo USB, ou por conexão Bluetooth, mandando pacotes formatados na classe HID. ^[21] -- https://web.archive.org/web/20120905011503/http://www.circuitsathome.com/mcu/programming/ps3-and-wiimote-game-controllers-on-the-arduino-host-shield-part-1

^[22] -- https://web.archive.org/web/20120601032902/http://www.circuitsathome.com/mcu/programming/ps3-and-wiimote-game-controllers-on-the-arduino-host-shield-part-3

5. Interfaces de Comunicação com fio:

5.1 I2C, SPI, UART, CAN, Ethernet, etc.

O chip Southbridge organiza quase todas as interfaces de comunicação.

Organização do Southbridge

Possui uma socket RJ45 para Gbit Ethernet;
Possui 4 conexões USB;
Um leitor multicard;
A conexao para audio e video pode ser feita atraves de um conector A/V ou um cabo HDMI através da GPU.
O módulo TEST da Cell possui uma conexão JTAG para testes.
A comunicação da SysCon com a cell é feita por SPI.
A comunicação da PS2 bridge com a Southbridge é feita através utilizando PCI.
Porém, para a maioria dos componentes a comunicacao usada é a FlexIO, proprietária da Rambus.

O FlexIO é uma camada física que fica entre o CBE e o SCC. É uma tecnologia de interface paralela de chip-to-chip de alta velocidade. FlexIO opera em dois modos:

O modo BIC é usado para conectar outros processadores Cell (para ser utilizado em ambientes multi-processador). O modo IOIF mais lento é utilizado para conectar até dois periféricos, um "rápido" e um "lento". Assim, como o RSX não faz parte do Cell, ele passa pelo protocolo IOIF, utilizando o slot mais rápido.

Para fins de comparação, o IOIF funciona como um barramento paralelo de 32 bits com uma largura de banda teórica de até 20 GB/s, enquanto o PCI-express usado na 7800 GTX (x16 1.0) é um barramento serial de 16 bits com uma largura de banda teórica de até 4 GB/s. ^[6] ^[13]

6. Interfaces de Comunicação sem fio:

6.1 Wi-Fi, Bluetooth, Cat-M, NB-IoT, Zigbee, LoRaWAN, UWB, NFC.

A conexão Wifi 802.11b/g e Bluetooth 2.0 é feita por uma placa-filha, nas primeiras versões do PS3 e foi implemenetada na própria placa-mãe em versões posteriores.

Essa placa filha se comunica diretamente com o controle de Gbit Ethernet, que comunica-se com o Southbridge. ^[6]

Diagrama do Southbridge

7. Unidades de Entrada/Saída (I/O):

O hardware do PS3 Fat é de arquitetura fechada, o que impossibilita que usuários realizem modificações físicas no console^[23]. Além disso, O PS3 Fat não foi projetado com GPIOs abertas para usuários conectarem outros dispositivos, como ocorre, por exemplo, com o arduíno. Mas o console dispõe de portas USB que possibilitam ao usuário conectar dispositivos para emular sensores de entrada ou saída.

Os conversores são incluídos na placa-mãe do PS3, o que impossibilita que os usuários utilizem os conversores que desejam. Os seguintes conversores estão instalados na placa-mãe^[23].:

RCA/AV: A entrada/saída RCA/AV, apresentada na Figura EP1, converte o áudio e vídeo de digital para analógico, quando o monitor não possui entrada digital. Para isso, o console utiliza DACs internos que realizam a conversão;

A tabela a seguir apresenta a descrição de cada pino da entrada RCA/AV do PS3.

Pino	Descrição
1	Ground
2	Left Audio
3	Ground
4	Right Audio
5	S-Video Y
6	Composite Video
7	S-Video C
8	Video Ground
9	Blue/Pb
10	+5 Volt
11	Red/Pr
12	Green/Y

HDMI: O enconder HDMI disponibiliza o vídeo no formato digital, mas também pode fornecer o áudio em formato analógico para conectar a outros dispositivos de som^[23].

O PS3 conta com um sistema de ventilação forçada para resfriar os componentes de hardware interno, a fim de evitar super aquecimento do console^[23]. Também conta com um sistema de iluminação para indicar o estado do console; A depender da versão, a cor do led pode variar entre azul, verde, vermelho e amarelo, onde as duas primeiras indicam o funcionamento normal do aparelho e as duas últimas são de mau funcionamento.

8. Fonte de Energia e Sistema de Alimentação:

O console do PS3 possui uma alimentação média nos seguintes detalhes ^[24]:

Tensão de entrada: 100V a 240V AC;
Frequência de entrada: 50Hz a 60Hz;
Tensão de saída: 12V DC, 5V DC, e outras tensões para diferentes partes internas;
Potência de saída: Cerca de 280W a 380W.

Não foi possível identifcar a existência de qualquer tipo de bateria no console do PS3.

O gerenciamento de energia é dado pelo PMIC R2D2 (Figura EP2), da fabricante Renesas. O R2D2 controla a variação interna entre componentes, convertendo 100V a 240V AC em valores entre 1,5V a 5.0V. Em situações de falha, o R2D2 protege o sistema interrompendo a alimentação dos componentes em caso de sobrecarga ou curto circuito.

O chip R2D2 tem a função de monitorar o estado fisíco dos circuitos e interromper a alimentação de algum componente para evitar uma avaria maior dos demais componentes que integram o circuito.

Não foi possível identificar se o console do PS3 possui capacitores ou baterias de backup. Também não foram identificados circuitos de reset no console.

9. Firmware e Atualizações:

O Firmware do console do PS3 é mantido e distribuído pela própria Sony. Dessa forma, o usuário não consegue modificar o firmware. A organização do PlayStation fornece duas alternativas para atualização remota do firmware do console^[25]:

Atualização via internet: O console possui a opção de buscar atualização no menu configuração de sua interface, sendo necessário somente seguir as instruções que aparecem no monitor do usuário;
Atualização via computador: O usuário deve seguir as seguintes etapas, segundo o próprio fabricante, para obter o firmware mais recente^[25]:
Usando um PC ou Mac, crie uma pasta chamada "PS3" em uma unidade USB formatada como FAT32. Dentro dessa pasta, crie outra pasta chamada "ATUALIZAR";
Baixe o arquivo de atualização e salve-o na pasta "ATUALIZAR" criada na etapa;- Salve o arquivo com o nome de arquivo "PS3UPDAT.PUP";
Conecte o dispositivo USB ao seu sistema PS3 e acesse Configurações > Atualização do sistema > Atualizar via mídia de armazenamento.

10. Unidade de Proteção e Segurança:

O console do PS3 conta com um sistema de criptografia do tipo AACS (Advanced Access Content System)^[26]. Trata-se de uma tecnologia de proteção de direitos autorais utilizada nos filmes Blu-ray.

A chave de credenciais do tipo AACS são renovadas com a atualização do firmware. A chave possui validade de 12 até 18 meses, mas esse prazo pode ser reduzido se necessitar de uma atualização precoce.

O console conta com um controlador Ethernet 1000/100/10 (Gigabit)^[6] na forma de um conector RJ45 na parte de trás. Também apresenta um sistema sem fio, fornecendo conexões Wi-Fi 802.11b/g e Bluetooth 2.0.

11. Armazenamento Externo:

O console possui um hub USB com 4 portas 2.0, possibilitando a conexão de HDD externos no formato FAT32. Além disso, disponibiliza uma entrada multi-cartão SD^[6].

12. Interface com o Usuário (UI):

Como mencionado na seção de Unidades de Entrada/Saída (I/O), o console possui um sistema de iluminção que indica o estado do aparelho de acordo com a cor do LED.

Na parte frontal do console, existem dois botões: um de power, que liga/desliga o aparelho, e um botão que aciona a bandeja do drive Blu-ray, para o usuário inserir o disco do jogo ou filme que desejar^[6].

3. Artigos acadêmicos relacionados

An Analysis of the CELL Broadband Engine Architecture and its Implications on the Difficulty of Emulating the PlayStation 3 Console. Maio de 2023.

DOI:10.13140/RG.2.2.19747.22563

Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/375600995_An_Analysis_of_the_CELL_Broadband_Engine_Architecture_and_its_Implications_on_the_Difficulty_of_Emulating_the_PlayStation_3_Console

Resumo: Provê uma análise da arquitetura do PS3 como um todo, mas foca mais no seu CPU, chamado Cell. Este artigo também discute as dificuldades advindas da programação num sistema com essa arquitetura.

The PlayStation 3 for High-Performance Scientific Computing. Junho de 2008.

DOI:10.1109/MCSE.2008.85. IEEE Xplore.

Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/3423065_The_PlayStation_3_for_High-Performance_Scientific_Computing

Resumo: Declara que o PS3 era a forma mais barata de se conseguir um sistema com o processador Cell na época em que foi lançado, de forma que poderia ser utilizado como parte de um cluster para pesquisa científica que requer alta computação.

Wai-Yeung Yip, Best, S., Beyene, W., & Schmitt, R. (2007). System Co-Design and Co-Analysis Approach to Implementing the XDR Memory System of the Cell Broadband Engine Processor; Realizing 3.2 Gbps Data Rate per Memory Lane in Low Cost, High Volume Production.

2007 Asia and South Pacific Design Automation Conference.

DOI:10.1109/aspdac.2007.358097

Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/221154820_System_Co-Design_and_Co-Analysis_Approach_to_Implementing_the_XDR_TM_Memory_System_of_the_Cell_Broadband_Engine_TM_Processor_Realizing_32_Gbps_Data_Rate_per_Memory_Lane_in_Low_Cost_High_Volume_Product

Resumo: Este artigo aborda sobre o desenvolvimento da memória XDR para o PS3. Se mostra interessante pois podemos observar quais trade-offs tiveram que ser feitos para manter o custo baixo, mas com uma performance desejável.

Ainsworth, T. W., & Pinkston, T. M. (2007). Characterizing the Cell EIB On-Chip Network.

IEEE Micro, 27(5), 6–14.

DOI:10.1109/mm.2007.4378779

Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4378779

Resumo: Esse artigo estuda sobre as conexões feitas internamente no Cell, através do EIB, categorizando o Cell como um Network-on-Chip. Discute sobre a importância nesse tipo de conexão para esses tipos de processadores com diferentes recursos computacionais.

4. Produtos relacionados

Nesta seção são apresentados produtos de mercado em outras categorias correlacionados com o Playstation 3.

Supercomputador IBM Roadrunner

O Roadrunner (Figura 5) foi um supercomputador desenvolvido pela IBM. Trata-se de um supercomputador híbrido, pois apresentava um design 3D híbrido com memória 3D integrada, rede, processadores e outras tecnologias^[27]. Também utilizava dois tipos de arquiteturas de processador: processadores x86 AMD Opteron 2210 de dois núcleos que funcionavam a 1,8 GHz e; O IBM PowerXCell 8i, um chip Cell Broadband Engine — o mesmo que está presente no PS3^[28] — aprimorado que funcionava a 3,2 GHz^[29].

Em 2008, o Roadrunner se tornou o primeiro computador a quebrar o que foi chamado de barreira do petaflop — “a capacidade de operar a uma taxa de mil trilhões de operações de ponto flutuante por segundo (FLOPS)^[27], que é uma medida crucial de potência e velocidade de computação. Apesar de seu status visionário como supercomputador potente, o Roadrunner foi desativado em 2013 devido à sua baixa eficiência energética.

Samsung Galaxy J3 (2016)

O Samsung Galaxy J3 é um smartphone de entrada lançado pela Samsung, com tela AMOLED de 5 polegadas, processador QuadCore de 1,5 GHz e 1.5gb de memória RAM^[30].

O Galaxy J3 utiliza a memória eMMC — que também é utilizada na versão Super Slim do PS3 em substituição à memória HD — para armazenar o sistema operacional Android, aplicativos instalados e dados do usuário, como fotos, vídeos e músicas^[31]. Lançado em março de 2016, o Samsung Galaxy J3 deixou de receber atualizações em 2018^[32], tornando-se obsoleto para os dias atuais.

Desktop Dell XPS 600

O Dell XPS 600 (Figura F2) foi um desktop de alto desempenho, lançado nos anos 2000, voltado para gamers^[33], oferecendo excelente desempenho gráfico. Seu processador era um Intel Pentium 4 Extreme Edition e tinha suporte a memória DDR2 e opções de armazenamento em discos rígidos rápidos.

Assim como o PS3, o Dell XPS 600 também utilizava a placa de vídeo Nvidia 7800 gtx^[34]. Na época de seu lançamento, o Dell XPS 600, com a GeForce 7800 GTX, se destacou como um dos melhores PCs para jogos na época de seu lançamento.

Placa-mãe ASUS P5B Deluxe

A ASUS P5B Deluxe é uma placa-mãe para computadores desktop que utiliza o chipset Intel P965 com o Southbridge ICH8R^[35]; O southbridge é utilizado pelo PS3 para controlar todos os seus periféricos. Na ASUS P5B Deluxe, ilustrada na Figura F3, a Southbridge ICH8R é a parte responsável por gerenciar os recursos periféricos e a comunicação com o processador através do Northbridge.

A ASUS P5B Deluxe é compatível com os processadores Intel Core 2 Duo, Core 2 Quad, e Pentium 4^[36]. Possui 4 portas SATA, 8 portas USB 2.0, rede Ethernet e áudio onboard de 8 canais.

Nintendo DS

O Nintendo DS é um console portátil lançado pela Nintendo em 2004. Ele usa memória flash NAND para armazenar dados do sistema, jogos e outros conteúdos^[37]. A semelhança com o PS3 neste caso, é justamente o uso da memória flash NAND de 256mb. No PS3, o sistema operacional é armazenado na memória NAND.

O console da Nintendo foi um dos primeiros a utilizar a memória flash NAND em sua arquitetura para armazenamento de dados e jogos, proporcionando uma boa quantidade de espaço para os jogos e funções do sistema, dado o tamanho e a era do dispositivo^[38]. A memória flash NAND de 256 MB no Nintendo DS permitia ao console carregar rapidamente o sistema operacional, armazenar os dados dos jogos e executar funções essenciais.