Τελικά το SNES είναι πραγματική 16αμπιτη κονσόλα;
Super Nintendo Entertainment System η αλλιώς SNES, ES EN E ES και Super Famicom
(δηλαδή Family Computer) όπως και το έλεγαν στην χώρα του ανατέλλοντος ηλίου.
Η κονσόλα ήταν 4ης γενιάς και κυκλοφόρησε στις 21 Νοεμβρίου του 1990 στην γενέτειρα της την Ιαπωνία και έπειτα την είδαμε στην Ευρώπη στις 30 Αυγούστου το 1993.
Το 2003 σταμάτησε η επίσημα η υποστήριξη της.
Στο hardware κομμάτι είδαμε τη Nintendo για πρώτη φορά να τσιγκουνεύεται και να χαντακώνει το μηχάνημα τοποθετώντας στο τιμόνι έναν χαμηλών επιδόσεων κεντρικό επεξεργαστή για τα δεδομένα της εποχής, ανίκανο να τροφοδοτήσει επάξια το εξελιγμένο υποσύστημα γραφικών με πολύτιμα data.
Σα να μην έφτανε αυτό, έκανε και άλλη στραβοτιμονιά τοποθετώντας ελάχιστη μνήμη στο chip ήχου με αποτέλεσμα τα samples, δηλαδή οι δειγματοληψίες του ήχου να είναι μικρές.
Για να έχουν μεγαλύτερη διάρκεια χαμήλωναν την ανάλυση των samples, ρίχνοντας έτσι τη ποιότητα και τη σκαπούλαραν με ένα “φίλτρο” για να κρύψουν το χάλι.
Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη γνωστό muffled – μουντό ήχο που διακρίνουμε στη κονσόλα.
Τέρμα όμως με αυτά και πάμε στο ερώτημα που μας καίει (όσους από εμάς)
Τελικά το SNES είναι πραγματική 16αμπιτη κονσόλα?
Δυστυχώς πάλι θα λοξοδρομήσουμε λίγο για να δούμε τι πραγματικά καθορίζει κάτι τέτοιο στη καθημερινότητα των υπολογιστικών συστημάτων.
Ένας επεξεργαστής λοιπόν ξεχωρίζει από τα παρακάτω:
- Συχνότητα λειτουργίας
- Στους πόσους κύκλους – παλμούς δηλαδή χτυπάει το ρολόι του Hz, KHz, MHz, GHz.
- Σε πόσους κύκλους μπορεί να εκτελέσει μια εντολή, πχ μερικές χρειάζονται 1 – 4 η και 8 κύκλους.
- Το εύρος της πληροφορίας που μπορεί να επεξεργαστεί εσωτερικά (Internall Databus)
- Το εύρος της πληροφορίας που μπορεί να κυκλοφορήσει στα υπόλοιπα υποσυστήματα μέσο του εξωτερικού διαύλου (External Databus) από τα pins.
- Ο δίαυλος προσπέλασης μνήμης (Address Bus)
- Η Αριθμητική και Λογική Μονάδα (ALU Arithmetic logic unit)
- Συνεπεξεργαστής εσωτερικός ή εξωτερικός όταν αυτός είναι διαθέσιμος όπως η Μονάδα Επεξεργασίας Κινητής Υποδιαστολής (FPU Floating Point Unit) για μαθηματικά συμπίεσης η δημιουργίας 3D απεικονίσεων.
Όλα τα παραπάνω ενορχηστρώνονται από τα κανάλια της Απευθείας Προσπέλασης Μνήμης,
DMA (Direct Memory Access)
Πάμε να δούμε τον κεντρικό επεξεργαστή του SNES λοιπόν.
Είναι ο Ricoh 5A22, μια υλοποίηση του WDC 65C816.
Η CPU αυτή είναι η δεκαεξάμπιτη έκδοση του επιτυχημένου MOS6502 που υπήρχε σε κονσόλες και υπολογιστές της εποχής όπως NES και Commodore 64 κτλ.
Ο 65816 ήταν κεντρικός επεξεργαστής και στο Apple IIGS και με το 8bit mode του, είχε συμβατότητα με το παλαιότερο Apple ][.
Στο SNES όμως δεν είχαμε backwards compatibility με το NES.
Η συχνότητα λειτουργίας του ήταν σε τρεις ταχύτητες μιας και το bus επέτρεπε τη διαβάθμιση αυτή.
Έτσι είχαμε 2.68 ή 3.58 MHz όταν είχε πρόσβαση στο Bus A και 1.79 MHz μόνο όταν λειτουργούσε τον ελεγκτή της σειριακής θύρας.
Η μάξιμουμ απόδοσή του άγγιζε το 1.5 MIPS (εκατομμύρια εντολές το δευτερόλεπτο)
Ας αναλύσουμε τα παρακάτω σχηματικά:
Οι ακροδέκτες (pins) που είναι μαρκαρισμένοι
στο σχεδιάγραμμα, είναι το external data bus.
Ενώ λοιπόν εσωτερικά έχουμε 16bit καταχωρητές (registers), εξωτερικά έχουμε 8bit.
Η CPU λειτουργεί έτσι ώστε να δίνει ανά μισό κύκλο 8bit wide data και τα υπόλοιπα 8 στον άλλο μισό.
Το φαινόμενο αυτό λέγεται bottleneck, δηλαδή όπως όταν αδειάζουμε το νερό από ένα μπουκάλι και μας καθυστερεί τη ροή ο λαιμός του μπουκαλιού.
Στο address bus τώρα θα δούμε 24 διευθύνσεις
από την CA0 έως την CΑ23, δηλαδή ένα εύρος της τάξης των 24bit.
Αν κάνουμε την πράξη 2^24 x 1 byte θα πάρουμε αποτέλεσμα 16.177.216, δηλαδή όριο 16MB μνήμης.
Στο παρακάτω σχηματικό θα δούμε τη μητρική της κονσόλας.
Η κονσόλα διαθέτει 3 buses όπου και συνδέονται με διάφορα ολοκληρωμένα.
Έχουμε λοιπόν:
- BUS A : 24bit wide address bus
Αυτό είναι και το κεντρικό bus διεύθυνσης μνήμης όπου και είναι υπεύθυνο για την επικοινωνία του επεξεργαστή με το cartridge, την SRAM και τη κεντρική μνήμη WRAM.
- BUS B : 8bit wide address bus
Δευτερεύον bus διεύθυνσης μνήμης όπου επικοινωνεί με την APU του ήχου και τα 2 PPUs για τα γραφικά.
- CPU BUS : 8bit wide data bus D0-D7
Το κεντρικό bus της CPU όπου ελέγχεται από τα 2 address buses για να μεταφέρει πληροφορίες
σε διάφορα ολοκληρωμένα.
Το bus αυτό μπλοκάρετε όποτε η CPU έχει παραπάνω από 1 DMA νήμα.
Έχει εύρος 1 byte και η CPU τροφοδοτείτε από 16-bit registers.
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πως ένας 16bit καταχωρητής ΠΟΤΕ δεν μπορεί να γίνει read/write σε έναν κύκλο παρά μόνο σε 2.
Τελικό πόρισμα*
Κάποιοι θεωρούν πως τα bits σε ένα μηχάνημα το καθορίζει ο επεξεργαστής, άλλοι η μητρική πλακέτα.
Εγώ ακολουθώ πάντα τη δεύτερη μέθοδο διοτί πιστεύω είναι αυτή που καθορίζει τη ροή των δεδομένων.
Το να έχεις 16bit αποτελέσματα από μια CPU και να έρχονται στον τελικό χρήστη σε 2 δόσεις των 8… δεν είναι το πραγματικό αποτέλεσμα που περιμένεις.
Χρειάζεται το διπλό χρόνο, αλλά και αρκετό CPU overhead για να γίνει κάτι τέτοιο.
Αν λοιπόν αποδεχτούμε πως το SNES είναι 16bit, τότε όλα τα υπόλοιπα μηχανήματα όπως τα Megadrive, Amiga και αρκετά arcades με 68000 ως κεντρικό επεξεργαστή θα είναι 32bit.
Και αυτός είναι 32bit εσωτερικά μα με 16bit data bus.
Στην ίδια κατηγορία ανήκουν τα PC Engine, Atari Falcon και Jaguar.
Τα συμπεράσματα δικά σας.
Δημήτρης Αθανασίου (aka VincentGR)
12/03/2019
Για τη Retropolis.gr
*Η παραπάνω μελέτη είναι προσωπική και δεν είναι πιστοποιημένη από πραγματικό hardware engineer.
Δεν έχω κάποιο μίσος για την κονσόλα και παρακαλώ μη το δείτε σαν κόντρα, απλά είναι μια απορία που προσπαθώ να λύσω.
(Και για τον αρθρογράφο που δεν έχει Facebook profile) 8bit data bus με 16bit Address bus … τυπική «απάτη» για την εποχή του
Βεβαίως και οι τίτλοι λίγη σημασία έχουν, τα 16 μπιτ για την εποχή σήμαιναν κάτι καλύτερο από τα 8. Κανείς δεν μπορούσε να το εξηγήσει με τεχνικούς όρους, πόσο μάλλον όλοι εμείς οι πιτσιρικάδες που ξεροσταλιάζαμε στις βιτρίνες και χαζεύαμε τις οθόνες με ανοιχτό το στόμα. Στο τέλος αυτό που μένει εκτός από αναμνήσεις, είναι τα ίδια τα παιχνίδια και τα κιτρινισμένα πλέον, πλαστικά της κονσόλας…
Εντάξει, γάμ@#$ το άρθρο αλλά δεν κατάλαβα τίποτα…. χαχαχχαχαχ
Πολύ τεχνικά θέματα που αφορούν ελάχιστους…. Αλλά…. μπράβο Vincent!
Πρωτα απο ολα να ευχηθω καλη επιτυχια στο site και στον Πανο και να πω οτι το αρθρο ειναι ακριβως
αυτο που περιμενα! Μια παρα πολυ καλη αναλυση απο τον Δημητρη (VincentGR)!
Περιμενουμε και αλλες τετοιες τεχνικες (και οχι μονο) αναλυσεις Δημητρη, εμενα αλλωστε εχεις καταλαβει ποσο μου αρεσουν μιας και ασχολουμαι και εγω με αυτα!
Keep up the good work!
Ευχαριστώ Κώστα, δε νομίζω να γίνει κάτι παρόμοιο όμως.
Είναι πολύ “βαρύ” το κείμενο και όσο και αν προσπάθησα να το απλοποιήσω, δυστυχώς είναι ακατόρθωτο διότι για να αποδείξεις κάτι τέτοιο χρειάζεσαι τεχνικούς όρους.
Ακόμα και τα πιο “δύσκολα” άρθρα έχουν το κοινό τους. Και αυτοί οι αναγνώστες ψάχνουν και δε βρίσκουν. Οπότε περιμένουμε το επόμενο άρθρο σου όταν θα είσαι έτοιμος
Σε καταλαβαινω απολυτα Δημητρη γιατι και εγω εχω ως προτεραιοτητα μου το να ειμαι εγκυρος σε αυτα που λεω/γραφω και οταν προσπαθεις να απλοποιησεις καποια δεδομενα (για να γινουν πιο “ευπεπτα”) πολλες υπαρχει ο κινδυνος να αμφισβητησει καποιος αυτα που γραφεις/λες!
Παρολα αυτα εγω προσωπικα θα ηθελα να δω και αλλα αρθρα σου, οσο “βαρια” κι αν θεωρεις οτι μπορει να ειναι, μιας και ο κοσμος που θα μπει στον κοπο να τα διαβασει πιστευω πως ειναι προετοιμασμενος για κατι τετοιο! Αν καποιος δεν καταλαβαινει κατι μπορει καλλιστα να ρωτησει στα σχολια!
Εσυ αποφασιζεις σε καθε περιπτωση φιλε, εγω παντως να ξερεις οτι θα διαβασω με πολυ ενδιαφερον οτι ανεβασεις στο μελλον! 😉
Τελικά όλα αυτά είναι λεπτομέρειες. Αφού το μηχάνημα είχε παιχνιδάρες, και σίγουρα έδειχνε ανώτερο από το MegaDrive πχ. Όσοι έζησαν ως παιδιά εκείνη την εποχή, σίγουρα θα θυμούνται αυτό το wow factor.
Σε ένα άλλο αφιέρωμα που είχα δεί παλιότερα σε ένα άλλο site είχαν πεί ότι το snes είχε καλύτερο τσιπ ήχου κατασκευή του κουταραγκι πατέρα του playstation σε σχέση με το megadrive καθώς και περισσότερα χρώματα. Παρ όλα αυτά δεν παύει να είναι μία κονσόλα πού άφησε εποχή και καλά παιχνίδια
Το θέμα είναι πως το SNES ήταν η κονσόλα με πιο μεγάλες πωλήσεις για την εποχή της.Τα τεχνικά χαρακτηριστικα δε λένε και τίποτα.Η Sega έβγαλε το CD και…πήρε την κάτω βολτα μέχρι που έκλεισε.
έτσι είναι Γιώργο. Στο τέλος η ιστορία ποτέ δεν μέτρησε τα τεχνικά χαρακτηριστικά σε καμία γενιά!
Με γειες Πάνο!
Ωραίο site και με πλούσια θεματολογία.
Καλοτάξιδο που λένε. 🙂
Εντάξει, τι να πώ για το άρθρο?
Ο Vince από ότι φαίνεται έχει κάνει δουλειά εδώ και έχει ρίξει πολύ διάβασμα.
Πιστεύω ότι τα έχει κάνει όσο πιο “λιανά” γινόταν και με λίγη προσοχή καταλαβαίνεις άψογα την κεντρική ιδέα.
Συμφωνώ και εγώ ότι δεν παίζει ρόλο τι CPU επιλέγεις αλλά πως χρησιμοποείται σε σχέση με όλο το σύστημα.
Είναι σαν να έχεις κινητήρα Ferrari και να του έχεις βάλει κιβώτιο ταχυτήτων μόνο με 1η και 2α.
Σε ευχαριστώ πολύ alex! Ο vincent ζωγράφισε πραγματικά!
Πολύ ωραίο άρθρο. Μας αρέσει να διαβάζουμε ρετρό τεχνικά άρθρα για κονσόλες. Τελικά με λίγα λόγια μας λέει ο Vincent ότι το snes δεν είχε αυτό το blast processing που είχε το MEGA DRIVE, το οποίο ήταν και 2 ολόκληρα χρόνια παλιότερο. Είχε όμως πολύ έξυπνα τσιπακια γραφικών που ήταν αρκετά να εντυπωσιάσουν. Ακόμα πρέπει να αναφέρουμε ότι ,εν αντιθέσει με το mega drive , οι κασσέτες του snes είχαν βοηθητικά τσιπ επεξεργασίας εικόνας, αλλά και άλλα τσιπ γραφικών μέσα στην κονσόλα, όπου κάλυπταν την έλλειψη επεξεργαστικής δύναμης. Εκεί που δεν μπορούσε όμως να το καλύψει ήταν στα shoot’em’ups και sports games, όπου το mega drive εδειχνε πιο σβέλτο και άνετο στα πολύ γρήγορα σε κίνηση γραφικά.
Ο ήχος στο snes μπορεί να εντυποσιαζε τότε γιατί ακούγαμε πρώτη φορά samples αληθινών οργάνων σε οικιακή κονσόλα , αλλά σήμερα ακούγεται άσχημος και κακογερασμενος.
Τελικά στο τέλος η Nintendo κατάφερε να το γυρίσει ιδρωνοντας , και να νικήσει την sega. Η sega μπήκε με τσαμπουκα και θράσος στην 4η γενια και έπιασε την Nintendo στον ύπνο με το αρχαίο NES, με αποτέλεσμα για 2-3 χρόνια να βρίσκεται πρώτη σε πωλήσεις.
Τα τελευταία χρόνια της γενιάς όμως η sega έβαλε τρικλοποδιές στον εαυτό της και οριακά την ξεπέρασε στο τέλος σε πωλήσεις η Nintendo.
Όπως τα λες φίλτατε.
Η SEGA σου έδινε arcade αίσθηση στο σπίτι.
Oταν το NES σαρωνε σε πωλησεις με τα εκπληκτικα first party της εταιριας και οταν ολα τα μεγαλα third party παιχνιδια εκαναν party στην κονσολα της Ν με τα περισσοτερα να εμφανιζονται για πρωτη φορα εκει και ολες της μεγαλες σειρες παιχνιδιων γενικοτερα που μεχρι και σημερα ειναι απο της κορυφαιες οπως Final fantasy,Dragon quest,Metal gear,castlevania,Mega man,Ghosts ‘n Goblins,metroid,zelda,super mario,donkey kong και ενα σωρο αλλα ξεκινησαν απο το θρυλικο NES η sega εβλεπε το ανωτερο τεχνικα Master system να το τρωει η μαρμαγκα και να εχει τεραστια διαφορα σε πωλησεις απο τον πιο αδυναμο τεχνικα ανταγωνιστη του αλλα και ολες της μεγαλες εταιριες να την εχουν γραμμενη εκει που δεν πιανει μελανι κατι επρεπε να κανει μπας και μπορουσε να σωσει την κατασταση η ακομα και να την αντιστρεψει.
Ετσι λοιπον οταν πηρε χαμπαρι πως δεν γυρναει η μαχη στο NES VS Master System ξεκινησε πολυ νωριτερα την αναπτυξη του Μega Drive οποτε 29 οκτωβριου 1988 κυκλοφορησε στην ιαπωνια δυο χρονια σχεδον πιο μπροστα απο το SNES που κυκλοφορησε τον νοεμβριο του 1990 στην ιαπωνια.Οποτε δεν μπηκε με τσαμπουκα και θρασος στην τεταρτη γενια αλλα υποχρεωθηκε να το κανει εχοντας ηδη το αυγο στον κωλο απο ολα αυτα που εβλεπε στην μαχη του NES με το Master system.
Aυτο που καταφερε ηταν με το Hype της νεας κονσολας πιο συγχρονης στα 16bit κλπ ηταν να τραβηξει περισσοτερο κοσμο κοντα της σε σχεση με το Master system αλλα και καποιες απο της μεγαλες third party εταιριες Που πριν δεν της εδιναν σημασια να ερχονται σχετικα πιο κοντα της και να βγαζουν καποια παιχνιδια απο τα μεγαλα franchise Τους Οπως πχ η Konami με το Castlevania: Bloodlines,η capcom με το Ghouls ‘n Ghosts και το Mega man: The Wily wars και γενικα η κατασταση που υπηρχε στο Master system φανηκε να αλαζει αν και οχι ολοκληρωτικα γιατι πολλες αλλες παρεμειναν στο καραβι της Νintendo καθως ειχαν ηδη ενημερωθει εξαλου για την αναπτυξη του SNES.
Δυο χρονια λοιπον μετα κυκλοφορησε το SNES ξεκινησαν ολες οι εταιριες να βγαζουν τα μεγαλα παιχνιδια τους εκει,τα first party της Nintendo σαρωναν στο περασμα τους και η SEGA απετυχε να μεγαλωσει την διαφορα σε πωλησεις αλλα και σε ποιοτικα παιχνιδια σε σχεση με το SNES παρα το τεραστιο προβαδισμα των δυο χρονων που ειχε το Mega Drive απο το SNES και τελικα στο τελος εστω και για λιγο το SNES ξεπερασε το MD σε πωλησεις.Ετσι λοιπον η sega φοβουμενη την κατασταση που βιωσε με το MS και το NES εχασε τα αυγα και τα πασχαλια και με κινησεις πανικου οπως ηταν τα Mega CD,32X κλπ ξοδεψε πολυ χρημα που ποτε δεν ξανα εβγαλε γιατι ο κοσμος δεν αγκαλιασε οπως περιμενε ολα αυτα και τελικα η ιστορια γραφτηκε οπως την ξερουμε με την Nintendo να σαρωνει μεχρι και σημερα και με την sega στην ουσια να μην υπαρχει που λεει ο λογος να εχει γινει απλα μια third party εταιρια με τα περισσοτερα μεγαλα franchise της κλεισμενα στο χρονοντουλαπο αλλα και με αυτα που εμφανιζονται κατα καιρους να ειναι απλα μετρια και τιποτα παραπανω.
Οσο για μας τους gamers που ζησαμε εκεινες της εποχες φυσικα η καλητερη λυση ηταν να εχει καποιος και της δυο κονσολες ενοειται αυτο γιατι καθε κονσολα ειχε τα δεικα της συν και πλην αλλα αυτο δεν ηταν και πολυ ευκολο λογο του οικονομικου μονο κατι γνωστοι μου που ειχαν γονεις δημοσιους υπαλληλους ηξερα τοτε που ειχαν και της δυο κονσολες.Εγω ειχα ερωτα με το NES το ειχα λιωσει αλλα ενας μεγαλος λογος που αργοτερα προτιμησα το SNES αντι για το MD ηταν περα απο τα παιχνιδια το οικονομικο γιατι με ενα rpg που αγοραζα στο SNES επαιζα βδομαδες σε αντιθεση με το MD που δεν ειχε τα πολλα μεγαλα σε διαρκεια παιχνιδια σε σχεση παντα με το SNES γιατι που λεφτα τοτε να περνουμε συνεχεια και νεα παιχνιδια.Το MD εβγαζε αυτο το Αrcade συναισθημα αλλα ουτε που με ενοιαζε γιατι για μενα τα arcades ηταν τα μαγαζια με τα ηλεκτρονικα και η παρεα οχι να καθομαι να παιζω σπιτι μονος τα παιχνιδια που επαιζα σε αυτα τα μαγαζια.
Και οι δυο αυτες κονσολες εβαλαν το λιθαρακι τους στην gaming ιστορια και εχουν δωσει παιχνιδαρες στους gamers αλλα για μενα ο νικητης ηταν καθαρα το SNES και λιγο με νοιαζει αν ηταν η δεν ηταν πραγματικα 16bit.
Το άρθρο μπορεί να φαίνεται πολύ “τεχνικό” αλλά δεν είναι. Ίσα ίσα που για κάποιον που θέλει να μάθει 5 πράγματα, για το πως στην ευχή τελικά λειτουργούν αυτά τα τα καταραμένα βιντεοπαιχνίδια, είναι μια καλή εισαγωγή. Άψογος φίλε μου…
Για μένα το SNES ήταν άλλη μια κακή ντεμέκ 16-bit console για τους λόγους που ανέφερε ο Δημήτρης ήδη. Βιασύνη ; Low Budget ; Ποιός ξέρει…Εννοείται οτι στήν ίδια λούμπα έπεσε και η SEGA ουκ ολίγες φορές και το πλήρωσε…