Login有了 Steam Machine，Steam Phone 还会远吗？｜硬哲学
爱范儿关注「明日产品」，硬哲学栏目试图剥离技术和参数的外衣，探求产品设计中人性的本源。
对于硬核 PC 游戏玩家，最大的冒犯不一定是对局结束后的「EZ」，而是在讨论游戏时被提问：
手机能玩吗？
这种深深阻隔在 PC 与手机间的沟壑已经存在了十多年。在欧美国家，游戏市场好歹还有主机的参与，但在主机不怎么流行的国内市场，这种隔阂形成了一条简单的鄙视链：电脑游戏就是比手机游戏强。
但隔阂并不是永固的。
无论是为了逐利的游戏开发商，还是为了让更多人玩到自己作品的独立开发者，其实都期望让游戏拓展到更多的平台，以接触到更多的玩家。
▲《动物井》（Animal Well）
这其中也包括目前 PC 上最大的游戏销售平台 Steam，以及它背后的 Valve。
实际上，Valve 的野心远不止于此。上个月刚刚发布的 Steam Machine 三件套虽然仍然以我们熟悉的「主机」形态呈现，但在它的背后，Valve 真正希望的，是让你的手机也能玩上 PC 3A。
解放 Windows 的牢笼
和 Steam Deck 一样，Steam Machine 的产品形态虽然是主机，但内部运行的其实是正儿八经的 PC 硬件，与一台 Windows 电脑最主要的区别就是它的系统——基于 Arch Linux 的 SteamOS。
▲ SteamOS 3 on Arch Linux
然而 Windows 几十年积攒下来的地位也不是轻易能够动摇的，用 Linux 玩游戏的最大挑战就是游戏本身不适配。
为了解决这个问题，Valve 很早就做过努力——鼓励开发商在为 Windows 平台开发之余，再单独开发 Linux 版本。然而事实证明，期待游戏开发商为少数用户平台主动做适配，无异于期待广州下雪。
▲ 图｜How-to Geek
为此，Valve 在给 Steam Deck 开发 Steam OS 时，虽然依旧坚持 Linux 道路，但采取了一种截然不同的思路：
既然开发商不主动适配，那我就开发一套足够好的兼容层，只要游戏体验不打折扣，玩家才不会在乎游戏是在 Windows 还是 Linux 上运行的。
这个「能够让 Linux 玩游戏体验看齐 Windows」的兼容层，就是 Valve 自家开发的 Proton：通过以几乎无损的方式将 Windows 游戏需要的 API「翻译」成 Linux 语言，从而让 Steam 上面已有的游戏可以在 Steam Deck 上运行。
▲ 图｜Reddit
但 Valve 的计划并不止步于 Steam Deck 和 Linux。本次跟随 Steam Machine 一同发布的 Steam Frame 头显，就是另一次变革的伏笔。
虽然 Steam Frame 的主要功能是作为一个串流式的 VR 头显，但 Valve 真正在测试的，其实是它本地运行游戏的能力。
▲ 图｜CNET
和上个月我们看到的 Galaxy VR 头显不同，Valve 没有选择头显常用的骁龙 AR 处理器，而是直接上了一块骁龙 8 Gen 3 ——也就是小米 14 那年使用的处理器——让 Steam Frame 不仅能串流，也能独立用 SteamOS 运行 Windows 游戏。
换句话说：从 Steam Frame 开始，Valve 不仅打通了游戏资源在 Windows 和 Linux 之间的隔阂，更是打通了 x86 平台与 ARM 之间的道路，让 ARM 设备基于 Linux 无缝跑 PC 游戏真正成为了可能。
从 x86 原生到 ARM 原生
能够让 Steam Frame 依靠骁龙 8 Gen 3 跑动 PC 游戏的，自然也是一套兼容层技术，只不过没有 Proton 那么出名，它的名字叫做 FEX。
▲ 图｜GitHub
为了让 Steam 资源库中那些原本为 x86 平台 Windows 编写的游戏本地运行在 ARM 平台的 SteamOS（Linux）上，需要 Proton 和 FEX 一起发力——这也正是 Steam Frame 在做的。
这个过程可以简化理解为：
- FEX 首先工作，在 ARM 处理器上搭建一个 x86 的指令环境，从而让 SteamOS 正常启动
- 进入 SteamOS 之后，再用 Proton 将 Windows 游戏翻译成 Linux 游戏，最终打开游戏并正常游玩
由于 Linux 主要使用的图形 API 是 OpenGL 和 Vulkan，而几乎所有为 Windows 开发的游戏都在使用微软的 DirectX 图形 API，因此 Proton 的主要工作就是把游戏中基于 DirectX 的绘制申请翻译成 Vulkan，再传输给 CPU 和 GPU 以生成画面。
▲《巫师 3》（Witcher 3）
其实类似的「翻译工具」有很多，比如 Proton 所基于的 Wine 也可以做到。但真正让 SteamDeck 作为一款低功耗掌机能够运行原生 Windows 游戏，依靠的不仅是翻译，更是高效的翻译。
而 Proton 能够做到高效翻译 DirectX 和 Vulkan，除了依靠原本 Wine 中既有的 DXVK 之外，还离不开两个由 Valve 主导开发的新标准：VKD3D-Proton，以及 Ntsync。
其中，VKD3D-Proton 的主要作用是将最新的 Direct3D 12 图形 API 翻译成 Vulkan，相当于让 SteamOS 能够运行最近几年新开发的大作，同时还能在 Linux 环境下实现光追、Reflex 和 FSR4 之类的支持，一举多得。
▲ 比如依靠 DX12，Steam Deck 现在支持 Nvidia Reflex 低延迟技术了
而 Ntsync 则堪称是 Linux 玩游戏的杀手锏级别技术，这是一个 Linux 的底层内核驱动，可以以近乎无损的方式实现 Windows NT 同步语义的原生理解——
简单来说，Ntsync 让 Linux 模拟 Windows 环境时候的 CPU 损耗降到了最低，对于那些吃 CPU 的游戏场景（比如密集的人群和植被）提升巨大。
▲《赛博朋克 2077》（Cyberpunk 2077）V 公寓楼下就非常吃 CPU
这样一来，SteamOS 借助 DXVK 翻译旧 API、借助 VKD3D-Proton 高效翻译新 API、借助 Ntsync 将 CPU 损耗降至最低，最终实现了游戏开发者无需主动适配，也能让 SteamDeck 原生跑动 Windows 游戏。
但 SteamDeck 使用的仍然是个桌面级 x86 处理器，但 Steam Frame 使用的却是 ARM 架构的移动端处理器，如何让 Windows 游戏原生在 ARM 环境下运行呢？
▲ Valve 展示的透明版 Steam Frame 原型机｜PC Gamer
答案依然是模拟。但仅仅在 Proton 中将 Windows 语言翻译成 Linux 还不够，还需要借助另一个工具将 x86 指令翻译成 ARM 指令，而这个工具就是最近崭露头角的 FEX。
由于 FEX-Emu 翻译的过程更为复杂，其中还涉及到针对 CISC 和 RSIC 指令集的转换、内存顺序优化和库转译等等，因此可以简单理解为 FEX 通过即时编译（JIT）将 x86 指令转换为 ARM 指令，并且转译过程自动化程度更高，适配性和速度相比其他翻译方案都要高效许多。
▲ 借助 FEX 在瑞莎星睿 O6（ARM 平台）上运行的《战神 4》｜Interfacing Linux
此外，在 FEX 与 Proton 联手运行的时候，FEX 仅仅翻译游戏本身的代码，一旦游戏调用图形 API（如 Vulkan 或 DX12），执行就会跳转到原生的 ARM 代码中。
这就意味着 FEX 模拟 x86 带来的性能损耗仅限于 CPU 部分游戏逻辑，GPU 图形渲染部分几乎是全速运行的，最终让 Steam Frame 仅靠一颗骁龙 8 Gen 3 带动 Windows 游戏成为了可能。
▲ 图｜Roads to VR
有趣的是，Steam Frame 不仅能兼容 Steam 上的 Windows 游戏，同时还兼容一些 Android app——都是在基于 Arch Linux 的 SteamOS 里面实现的。用来运行 Android 软件的，实际上也是个类似的兼容层。
这背后的精妙之处在于，尽管 FEX 是一个开源项目，但 Valve 实际上从 2018 年就在默默地为这个项目提供资金和技术支持了。
▲ 图｜FOSS
在 TheVerge 对于 SteamOS 架构师 Pierre-Loup Griffais 的一次专访中，他表示：
Valve 从 2016 年开始就在招募和资助开源开发者，以解决 Windows 游戏在 ARM 上运行的问题。Valve 不希望游戏开发者浪费时间去移植游戏，而是希望通过技术手段，让现有的 PC 游戏库直接兼容未来的硬件架构。
而 FEX 就是 Valve 选中的那个「技术手段」：与其让开发者费尽心思地针对不同平台开发，不如使用一套通用工具，让不同平台都能高效理解 Windows 游戏的代码。某种程度上也可以算作是一种「人因工程」了。
Steam Phone 还会远吗？
同样是在 TheVerge 对 Pierre-Loup Griffais 的专访中，在采访的结尾，编辑 Sean Hollister 对 Pierre-Loup Griffais 提出了一个有趣的问题：
未来会有运行 SteamOS 的手机吗？
Pierre-Loup Griffais 的回答则有些模棱两可：
我们确实通过 Steam Link 应用在手机领域做过一些尝试，但我不知道「开发本地内容」或者「为这类设备（手机）开发 SteamOS」是否会成为我们接下来的主要重心。
如果仅从回答来看，Valve 目前对于手机的定位仍然是以串流设备为主，对于开发手机端 SteamOS 甚至原生 Android 内容的兴趣不大。
但正如前面所说：在 Proton 和 FEX-Emu 的加持下，SteamOS 在事实上已经完整具备了在手机硬件上运行并承载 Windows 游戏的一切准备。
实际上，现在也已经出现了一些爱好者折腾出来的给手机刷 SteamOS 的案例，只不过由于缺乏底层支持，往往损耗巨大，用来做演示还行，要是真想跑个游戏看看，就等着带上痛苦面具吧。
▲ 图｜DualShockers
实际上，作为一家成熟的商业公司，Valve 在面对全球超过 5000 亿美元的智能手机市场时，它们内部一定考虑过将 SteamOS 带到手机载体上的事情。只不过这其中的阻力大概率不是成本，也不是技术，而是一个 PC 玩家非常熟悉的家伙——
反作弊（Anti-cheat）。
事实上，不用说尚不存在的 Steam Phone，就拿 SteamDeck 来说，相当一部分不能正常运行的游戏，本质都是因为内嵌反作弊不能在 SteamOS 的 Linux 环境中运行，而非游戏代码无法翻译。
究其原因，目前的主流反作弊工具比如 BattleEye、EAC、Vanguard 等等都需要在 Windows 的核心层（Ring 0）中加载，而 Proton 作为一个「翻译工具」并不负责模拟内核，导致这些反作弊软件判定环境不安全并拒绝启动游戏。
▲ BattleEye（左）和 EAC（右）｜PCGamesN
此外，负责转译 x86 与 ARM 指令的 FEX 工作原理是内存实时编译，这种动态翻译机制在反作弊软件眼里和外挂的逻辑（注入、勾挂、改指令）几乎一模一样，这种影响代码完整性的方式同样会直接触发反作弊软件的报警。
这种同时存在于权限层级不对等（Ring 0 和 Ring 3）、内核环境不受信任、检测机制与转译逻辑的矛盾，除非反作弊厂商主动退让，提供不依赖内核驱动的 Linux/ARM 版本反作弊软件，否则如果仅以目前 Valve 的模拟方案来说，将会是一个无法调和的问题。
▲ 图｜Dexerto
面对这种问题，唯一的解法可能就是 Valve 利用其市场地位，推动反作弊厂商针对 Proton + FEX 环境进行特殊的白名单认证，为 Steam Machine、Steam Frame 以及 Steam Phone 做区别对待。
只不过这种方案仅限于那些愿意配合的厂商，对于坚持强内核保护的游戏（如 Riot 旗下的一大堆作品），这条路依然是走不通的。
但「有困难」并不意味着「不可能」，毕竟 Steam Phone 现在面临的问题，和曾经 SteamDeck 面临的挑战是一模一样的，既然 Valve 能够推动一部分内嵌反作弊的游戏为 SteamDeck 做出优化，那么推动为 Steam Phone 设计新的反作弊也并非不可能。
▲ 图｜CNET
更何况，哪怕 Steam Phone 真的因为无法加载反作弊而错失 99% 的多人在线游戏，Steam 麾下巨大的 Windows 游戏池中依然有无数不依赖网络、不需要反作弊的佳作在等着我们。
而在这个内存越来越贵、硬盘越来越贵、显卡越来越贵，甚至 Windows 本身都越来越贵的时候，Valve 一定会尝试考虑探索 PC 之外的市场。Steam Frame 只是第一步，Steam Phone 本身一定不会很远了。
别的不说，想想未来什么时候能在我的 Steam Phone 上随时随地来一盘《边缘世界》、《VA-11 Hall-A》、《林中之夜》甚至《极乐迪斯科》，那也是很不错的体验了。
▲ 图｜Steam Community
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我们说好不分离，要一直一直在一起……
