Эволюция приставок насчитывает почти 37 лет, и за это время они изменились до неузнаваемости. Принято считать, что эволюция консолей к сегодняшнему дню насчитывает семь поколений с огромным количеством девайсов в каждом витке спирали. Описывать все устройства нет смысла. Гаджеты одинаковых эпох похожи с «железной» стороны, так что мы остановимся только на самых популярных «коробках».
Зарождение индустрии
Американская нация после «изобретения» ресторана (!) McDonalds (1948 год) укрепилась в сфере паразитического образа жизни за счет выпуска первой в мире игровой домашней (или, как еще иногда называют, диванной) консоли Magnavox Odyssey.
Она увидела свет весной 1972 года, пройдя нелегкий путь разработки и получения патентов (отец-основатель Ральф Байер постарался на славу). Имея в своем техническом арсенале всего 40 дискретных транзисторов и 40 диодов, «Одиссей» приобрел большую популярность (свыше 350 тысяч проданных устройств) из-за простоты использования и неприхотливой конструкции. Для того чтобы поиграть (в теннис, волейбол, футбол и др.), требовалось вставить в специальный разъем картриджи, служащие ни чем иным, как перемычками при замыкании выводов (получается, что все «развлечения» находились внутри прибора). Соединяя эти действием разные сигналы встроенного в девайс генератора, пользователь лицезрел черно-белую картинку: игровые точки-манипуляторы, квадратный мячик и вертикальную «сетку» в центре экрана. К сожалению, воспроизведение звука консолью или телевизором в начале семидесятых не поддерживалось.
Ровно через три года появились новые приставки-конкуренты Magnavox. Компания Atari (она же Sears Tele-Games) выпустила консоль Pong. Отличительной особенностью гаджета указывалось появление искусственного интеллекта (можно было играть с «коробкой» на разных уровнях сложности) и звука. За них отвечал специальный чип.
Другая фирма, Coleco (родом c земель воинственных горцев – Шотландии), «выкинула» на рынок свою видеоверсию пинг-понга – приставку Telstar, добавив игровому зрелищу немного цвета (спасибо новой для тех времен микросхеме под кодовым ником AY-3-8500). В связи с появлением первых «макинтошей» Atari и CT имели малую популярность и покупались исключительно поклонниками цветного 2D-тенниса.
8-битные системы
Второе поколение игровых «ящиков» обзавелось несколькими отличиями. Во-первых, в картриджах наконец стали использовать элемент ПЗУ с записанной на нем программой (изготовители приставок уже тогда начали зарабатывать исключительно на продажах игр). Во-вторых, рост дохода населения государств (в первую очередь стран Северной Америки и архипелага Рюкю) и развитие процессоров затронули сферу не только персональных компьютеров, но и консолей.
Самой первой в мире приставкой с игрой, записанной на постоянном запоминающем устройстве, стала в 1976 году Fairchild Channel F. Разработанный Робертом Ноуайсом (Robert Noyse) микропроцессор Fairchild F8 имел тактовую частоту 1.79 МГц, а оперативная память «ящика» составляла 64 байта. Материнская плата консоли включала дополнительную, так называемую видеопамять, в размере двух килобайт. Данной начинки вполне хватало для показа 8-цветной картинки с разрешением 128×64 пикселей и выдачи звукового тона в диапазоне от 500 герц до 1.5 кГц (переключатель на плате позволял легко переходить от одной частоты к другой). Если смотреть со стороны игр, то ничего нового не появилось – игры основывались на переработке популярного pong’а.
А вот появление через год после выхода FCF приставки Atari 2600 (или «Stella») вызвало бурные эмоции американцев. Из кривых извилин программистов родился Pac-Man (ну и еще пара порноигр, за что пришлось судиться, и не раз :)) и быстренько захватил мир! За «проглота» и другие развлечения в 1977 году отвечал процессор MOS Technology 6502/6507 – 8-разрядный процессор с 16-разрядной шиной адреса памяти, вследствие чего ОЗУ составила 2 килобайта, и частотой 1 МГц – и видеочип TIO (Television Interface Adaptor) собственного производства. MOS 6502 обладал точным механизмом выполнения инструкций (одна инструкция за 4 такта), малым количеством регистров (восьмиразрядный стек A, два 8-разрядных индексных регистра X и Y, а также восьмиразрядный указатель стека S и регистр флажков P, 16-разрядный указатель команды PC) и большим количеством режимов адресации к оперативной памяти. Чип MOS также использовался в персональных компьютерах Apple II и Atari 800, сделав эти ЭВМ очень популярными, а Джобса богатым :). В общем, приставка получилась настолько удачной, что в 1997 году про «Стеллу» сняли двухсерийный документальный фильм.
Были еще творения (Coleco Vision, Odyssey 2 и Atari 5200), но они являлись, по большому счету, копиями или слегка улучшенными «коробками» FCF и Atari 2600.
NES
Исторически сложилось так, что Dendy является первой доступной игровой приставкой, появившейся в России. В начале 90-х она произвела огромный фурор на постсоветских территориях. Когда-то мой школьный портфель ломился не от учебников и исписанных домашними заданиями тетрадок, а от желтых 72-контактных картриджей для консоли, предназначенных на обмен с одноклассниками. В те времена я даже не знал словосочетания «персональный компьютер», тем более что простому провинциальному пролетарию, к коим относятся мои мама и папа, доступно было купить мне на день рождения лишь Dendy да пару игр в придачу.
На самом деле «слоник Денди» не что иное, как китайский клон-подделка появившейся еще в 1983 году японской приставки NES (Nintendo Entertainment System) или американской FAMICOM (FAMIly COMputer). Разработчики не стали изобретать велосипед. Они лишь немного усовершенствовали «внутренности» консоли и, что является самым главным для развлекательных гаджетов, написали множество разнообразных игр («понг», конечно, остался в джентльменском наборе Nintendo, но был яро потеснен хитами Super Mario, Duck Hunt, Pac-Man и др.).
В NES роль центрального процессора «играет» 8-битный чип Ricoh, по своей архитектуре являющийся тем же MOS 6502. Правда, частота ядра подверглась оверклоку до 1.79 МГц или до 1.66 МГц – в зависимости от стандарта телевещания (PAL или NTSC). Оперативная память в размере 2 килобайт могла увеличиться за счет ПЗУ картриджа (49128 байт) с использованием специального маппера (Multi Memory Controller – устройство управления расширенной памятью). GPU (Ricoh RP2C02/RP2C07), работавший на частоте 5.37 МГц, выводил 48 цветов (плюс 5 оттенков серого) на экран по 25 на строку. За звук отвечал пятиканальный звукогенератор.
Интересная технология была задействована в световом пистоле (NES Zapper) – популярном и неотъемлемом контроллере приставки. В пластмассовое оружие вставляли узконаправленный фотоэлемент. Он различал только черный («0») и белый («1») цвета. В момент нажатия на курок картинка на экране превращалась в черный фон, а мишени (например, утки) – в белые квадраты. Таким образом, точным попаданием считалось попадание «объектива» пистолета на белый квадрат (чит: можно стрелять в светлое окно, потолок или горящую настольную лампу и всегда попадать :)).
Были еще приставки третьего поколения (Sega Master System, Atari 7800), но, по сути, NES являлась на игровом рынке абсолютным монополистом среди 8-битных систем. Пока не пришли они – 16-битки!
SMD & SNES
16-битки пришли в Японию в 1988 году (то есть через пять лет после выхода NES), а в Америку и Европу – спустя два года (в Россию чуть позже). Первой на игровой Олимп взошло творение компании SEGA – консоль Mega Drive. Причем в США приставка продавалась под именем Genesis, что вызывало некоторую путаницу на рынке игровых систем.
SMD имела два центральных процессора и два звуковых чипа, которые отвечали, соответственно, за 8- и 16-битные игры и фоновое окружение. Основной «камень» Motorola 68000 относился к разряду 32-битных CISC-процессоров. По умолчанию его частота составляла 7.67 МГц, но проц обладал превосходным разгонным потенциалом, и благодаря японским умельцам максимальные показатели 68000-го на сегодняшний день составляют 25.4 МГц (300% прироста!). Дополнительный чип Zilog Z80, работавший на частоте 3.58 МГц, был взят из приставки третьего поколения Sega Master System и обеспечивал совместимость с 8-битными играми.
За игровую картинку отвечал чип собственной разработки, построенный на базе контроллера Texas Instruments TMS9918. Он позволял отображать одновременно до 512 цветов и 80 спрайтов (спрайт – растровое изображение, постоянно и свободно перемещающееся по экрану).
Оперативная память 16-битки была встроена в сами процессоры: 64 Кб – для «Моторолы», 8 Кб – для Z80 и 16 Кб – для TMS9918. Материнская плата SMD имела 2 килобайта TMSS (Trademark Security System) ПЗУ. На этом элементе записывался код, который считывался с 4-мегабайтного картриджа для проверки лицензии игрового приложения (пиратских игр для Mega Drive практически не было).
Думаю, не надо говорить, какую популярность имела Mega Drive в России.
Также известной по всей Солнечной системе стала новая 16-битная «коробка» от Nintendo. Имея нетипично слабый для тех времен центральный процессор Ricoh 5A22 (аналог 16-битного процессора CMD/GTE 65C816, используемого в персональном компьютере Apple II GS), за счет своего имени, дополнительных чипов и грамотного написания игр NES, с приставкой «Super», постоянно соперничала с SEGA за лакомый кусок пирога.
Компьютерную графику обрабатывал 15-битный PPU (Picture Processor Unit – блок обработки картинки), позволявший отображать 32768 цветов и 128 спрайтов. Чип имел 64 Кб ОЗУ. Остальные параметры были очень схожи с «сеговскими».
И вот наступила середина 90-х. На «приставочную сцену» вышли корпорации Sony и The 3DO Company, снесшие, словно тихоокеанские цунами, своим бурным потоком как всех предшественников, так и всех конкурентов. Популярность 16-битных «ящиков» постепенно сходила на «нет» – спираль совершила еще один крутой виток.
32-битные приставки с CD-приводами
В 1994-м году компания The 3DO совместно с Panasonic, Goldstar (он же LG) и Sanyo выпускает 32-битную одноименную приставку 3DO. Революционным является тот факт, что игры для консолей отныне записывались на новый, быстро развивавшийся носитель – компакт-диски. Двухскоростной CD-привод Matsushita CR-563-B (он и только он) обладал буфером в 32 Мб и скоростью считывания «болванки» до 300 Кб/с. Полученные данные обрабатывал 32-разрядный RISC-процессор ARM60 производства Advanced RISC Machines, работавший на частоте 12.5 МГц и имевший 32 Кб кэша. Еще два, но уже 16-битных чипа (сопроцессора) припаивались на материнскую плату в нагрузку первому и обрабатывали графику с производительностью 15 миллионов пикселей в секунду (теоретическая величина), а также выполняли математические расчеты. Системная шина имела 36 каналов DMA и пропускную способность 50 Мб в секунду. Кроме ранее перечисленного приставка располагала 2 мегабайтами ОЗУ и 1 Мб видеопамяти.
Любой обладатель приставки, купив специальную плату расширения 3DO Blaster (стандарта ISA), мог использовать стороннее ПО и другие приложения, как на обычном персональном компьютере. Для этого через COM-порты подключались мышь и клавиатура.
Приставка имела большую популярность (тираж 3DO насчитывал 6’000’000 копий), но с приходом на game-рынок Sony быстро (уже в 1995 году) ушла в тень.
Горевать долго не пришлось, ведь PlayStation действительно стала культовой. Выйдя перед Новым, 1995 годом, изобретение Кена Кутараги рвануло с места в карьер, и за 4 года было продано около 100 миллионов «коробок». Помню десятки, если не сотни, игровых клубов в моем маленьком городе, заставленных японскими легендарными консолями под завязку.
«Сердцем» легенды являлся 32-разрядный RISC-процессор R3051. ЦПУ функционировал на частоте 33.89 МГц, имел 4 килобайта кэш-памяти и максимальную производительность – 30 MIPS (Million Instruction Per Second – миллионов инструкций в секунду). В «камне» также был расположен контроллер GTE (Geometry Transformation Engine) с пропускной способностью 132 мегабит в секунду и производительностью 66 MIPS или 1.5 миллиона полигонов в секунду (эталонное значение). Под свои нужды контроллеру был выделен 1 Мб ОЗУ. Общей же оперативной памяти в приставке было ровно 2 Мб.
Характеристики CD-привода у PlayStation были идентичны 3DO, а характеристики звукового синтезатора Sony SPC700 были такими же, как у консоли SNES.
В общем и целом именно эти «ящики», на фоне Nintendo 64, Game Boy и SEGA Saturn, выглядели самыми интересными и привлекательными в пятой эпохе игровых приставочных развлечений.
128-разрядные системы
Игровая станция Dreamcast – последняя, пятая, консоль компании SEGA. Достаточно успешная модель (тираж свыше десяти с половиной миллионов девайсов), хотя опять же отодвинутая на второй план устройствами Sony и Microsoft. Покопаемся внутри «ящика».
Во время разработки Dreamcast возникла некая путаница с «железом». Руководитель проекта Тотсуо Ямамото (дяденька, кстати, из IBM) сначала утвердил в качестве ЦПУ Hitachi SH4, а потом Motorola Power PC 603E. Неразбериха подогревалась иском от 3dfx, насчет неправильного копирования идей и наработок. В результате 27 ноября 1998 года в Японии Dreamcast все же вышла. Место внутри застолбил проц Hitachi – 128-разрядный RISC ЦПУ с частотой 206 МГц и производительностью 360 MIPS. Графическое ядро – Power VR2 CLX2 с частотой 100 МГц и рендерингом 3.5 миллиона треугольников в секунду. Память акселератора равнялась 8 Мб. Общая оперативная память (Hyundai) составляла 16 Мб.
Разработчики SEGA изобрели собственный стандарт информационного устройства. В то время как все использовали обычные CD-приводы, Dreamcast взяла на вооружение GD-ROM-устройство Yamaha с болванками объемом 1.4 Гб.
Консоль (в отличие от ранних продуктов SEGA) обладала интегрированным модемом (при своих-то габаритах) и позволяла выходить в Глобальную сеть за счет встроенного в нее браузера (это был первый универсально-развлекательный игровой медиацентр).
Еще одним положительным качеством являлась полная совместимость Dreamcast-приложений с операционной системой Windows CE и DirectX 6. Конечно, необходимость этого – под вопросом, но факт остается фактом: любимая игрушка спокойно может экспортироваться на ПК :).
Дела у SEGA шли неплохо. Игры писались, приставки продавались. Но наступил долгожданный миллениум, и 4 марта вышла вторая версия одной из самых популярных приставок планеты. На вершину индустрии вскарабкалась Sony PlayStation 2. Вооружившись DVD-RW приводом, 128-разрядным процессором и кучей игровых блокбастеров, она прокатилась по миру, сея зерно мировых развлечений. Сейчас проданных PS2 насчитывается порядка 100(!) миллионов экземпляров, притом что консоль продолжает продаваться даже в момент, когда ты читаешь эту статью.
Основа японского «ящика» состоит из процессора Emotion Engine и графического ядра Graphics Synthesizer. ЦПУ выполнен по 180-нанометровой технологии (около 10.5 миллионов транзисторов) и работает на частоте 294 МГц. В EE разместили 16 Кб кэша для инструкций и 24 Кб – для данных. Кристалл GPU работает на тактовой частоте 147 МГц и имеет 4 Мб видеопамяти с пропускной способностью 48 гигабит в секунду. Видеопамять может расшириться до 32 Мб (в PlayStation 2 используется 2560-разрядная шина обмена с памятью). Ядро GS выводит на экран картинку с разрешением до 1280×1024.
Неплохая начинка устройства сначала обходилась без модема, но после анонса Xbox с ее сервисом XBOX LIVE в комплект приставки непременно входит Ethernet-контроллер.
Да, именно с выходом на развлекательную арену Microsoft у Sony появился достойный конкурент. Качественно переработав под приставку Windows 2000 игровое железо и создав интереснейший он-лайн сервис, Microsoft вывела на «ринг» Xbox – «ящик», унаследовавший лучшее от ПК 2001 года.
Процессор остался прежним – старый знакомый Pentium 3 с частотой 733 МГц и FSB 133 МГц. Графический кристалл – схожий по производительности с GeForce 4 Ti чип NV2A, работающий на частоте 250 МГц. GPU позволяет поддерживать HD-разрешение до 1080i. Вдобавок к двум микросхемам используется планочка оперативной памяти DDR (200 МГц) объемом 64 мегабайта, производства фирмы Micron, со «скоростью» 6.4 Гбит/сек. По сути получаем обычный компьютер (Xbox имеет DVD-резак, пару USB-интерфейсов и звуковую карту, поддерживающую 3D-звук), который акцентирует свое внимание исключительно на игры. Зная Microsoft, можно не сомневаться – чего-чего, а игр под эту приставку выпущено предостаточно (Hallo1, 2, Doom 3 и т.д.).
Как видишь, приставки эволюционировали от простых устройств, до совершенных, многофункциональных девайсов.
Наши дни
У каждой из трех лидирующих на современном рынке консолей есть свои неоспоримые плюсы, благодаря которым фанаты будут яростно сравнивать между собой PlayStation 3, Xbox 360 и Nintendo Wii, вплоть до выхода PS4, Xbox 720 и Nintendo Wii 2. А мне остается лишь немного рассказать о каждой девайсине в отдельности.
PlayStation 3 – очередной претендент на звание «лучшая игровая приставка». Корпорация Sony привлекла на свой берег не кого-нибудь, а саму NVIDIA, которая, между прочим, очень обижена и давно «точит зуб» на Microsoft и AMD. В 2006 году консоль получила чип RSX на основе популярного в те времена G70 (GeForce 7900). Уменьшив память до 256 Мб, обрубив шину с 256 до 128 бит, снизив частоты до 500 МГц, да и вообще заменив PCI Express на загадочный слот FlexIO, разработчики, на первый взгляд, сделали PlayStation 3 слегка слабее главного оппонента – Xbox 360. Но пока что предел вычислительных ресурсов PS3 в играх не достигнут, а особой разницы в 3D-графике не наблюдается (свидетельством тому служит огромное количество игр, разработанных одновременно как для PS3, так и для «X-ящика»).
Но настоящим «сердцем» приставки является процессор Cell. Или, по-другому, кристалл, основанный на POWER-архитектуре (PPU) и восьми синергических (совместно действующих) элементов (SPE). Каждому блоку принадлежит 256 Кб памяти. Главный «камень», как губка, впитывает своими двумя ядрами необходимое количество команд и данных из 256 мегабайт ОЗУ и отдает их вспомогательным элементам, очень-очень быстро обрабатывающим поступившее. Для разработчика написание программы превращается в настоящую головную боль, ибо правильно распараллелить нагрузку – далеко не тривиальная задача. Суперскалярность – это тебе не шутки :).
Отличительными чертами PlayStation 3 является наличие Blu-Ray-привода, Wi-Fi-адаптера и вместительного жесткого диска на 120 Гб.
Xbox 360 – пожалуй, единственная в мире приставка, которая может хоть как-то составить конкуренцию продуктам Sony (Wii – немного на своей волне и четкому сравнению не поддается).
Процессор творения Microsoft, IBM Xenon, также является образчиком POWER-архитектуры. Он содержит 3 симметричных ядра (по два потока на каждое) и имеет частоту 3.2 ГГц. У каждого ядрышка имеется по 1 Мб кэша.
Графический «камень» по своим характеристикам схож с ATI R600, имеет 10 мегабайт GDDR, но часто обращается к 512 Мб оперативной памяти.
Из отличий в приставках заметно лишь отсутствие (временное) продвинутого привода и худшая сборка. Очень много проблем возникает у пользователя из-за перегрева «X-ящика». Решается «недуг» либо народными методами перекомпоновки системника, либо специальными арктическими аксессуарами: система водяного охлаждения за 120 или вообще за 350 ножек Буша, Exos-LT – система моментальной ребристо-медной выкачки бабок (советую посетить полезный интернет-ресурс http://xbox-land.ru).
Nintendo Wii – последний на сегодня агрегат. Несравнимая по производственным возможностям с PS3 и Xbox 360, она ярко выделяется за счет гениального и простого геймплея. Есть игра, есть приспособление к игре, есть толпа друзей, готовых повеселиться, – есть триумф. Этим принципом руководствуется компания. К играм выпускаются дополнительные аксессуары. Всему их количеству может позавидовать даже самый крутой автомобиль. А системный блок работает один и тот же. Поверь, дорогого стоит подраться со звездами бокса в специальных перчатках, поиграть в гольф пластмассовой клюшкой или прооперировать больного универсальным хирургическим прибором.
Пятая приставка Nintendo использует процессор IBM Broadway, выполненный по технологии 90 нанометров с частотой 729 МГц и пропускной способностью 2 Гб/сек. Графический адаптер ATI Hollywood имеет частоту 243 МГц и память GDDR 64 мегабайта. Оперативная память устройства равна 88 Мб (пропускная способность составляет 4 Гб/сек). Также консоль имеет 512 мегабайт флеш-памяти для записи сохранений, обновлений и другого программного обеспечения.
Ну вот, пожалуй, и все. Пока все…