Ausarbeitung Proseminar

Marc Schickler, 15. Dezember 2005
Inhaltsverzeichnis:
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Vergleich der Spielekonsole mit dem PC
Historie der Spielekonsolen
o 1. Generation von 1976 bis 1983
o 2. Generation von 1984 bis 1988
o 3. Generation von 1988 bis 1994
o 4. Generation von 1994 bis 1999
Die heutige Generation der Spielekonsolen
o Nintendo Gamecube, SEGA Dreamcast
Der Vergleich: Sony Playstation 2 vs. Microsoft XBox
o Vorstellung der beiden Konsolen
o Die Architektur
o Der Prozessor
o Der Grafikprozessor
o Die Sound-und I/O-Prozessoren
Die nächste Generation der Spielekonsolen
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Vergleich der Spielekonsole mit dem PC
Der Computer von heute ist eine Universalmaschine, die
jegliche Aufgaben beherrschen soll. Die Zeitschrift c’t nennt
den PC aus diesem Grund auch Mädchen für Alles. Er
beherrscht die Textverarbeitung, spielt Musik und Videos ab,
verwaltet große Datenmengen und berechnet aufwändige 3DModelle. Er ist zunächst auf keine dieser Aufgaben
spezialisiert.
Durch den Einsatz verschiedener Zusatzkomponenten, wie
zum Beispiel 3D-Grafikkarten oder leistungsfähige
Soundkarten kann man den PC auf eine Tätigkeit
spezialisieren. Dadurch ist auch ein Modernisieren des PC
jederzeit möglich. Dies ist ein klarer Vorteil gegenüber der Spielekonsole, da man bei ihr
keine Möglichkeit der Erweiterung bzw. Modernisierung hat.
Die Spielekonsole dagegen wurde nur zum Spielen entwickelt. Die Hardware ist einzig und
allein für Spiele optimiert. Dies gilt vor allem bei der Grafik. In heutigen Konsolen ist der
Grafikchip deutlich leistungsfähiger als der eigentliche Prozessor (vgl. XBox). Trotzdem kann
man nicht sagen, dass die Konsole die bessere Grafik liefert. Der Grafikchip muss gerade
einmal 640x480 Pixel mit einer Wiederholrate von 50 bzw. 60 Hz auflösen können. Am PC
wird meistens mit einer Auflösung von 1024x768 Pixel und 75 Hz gespielt. Dies bedeutet
eine um den Faktor 7,7 größere Datenmenge. Deshalb ist bisher der PC immer noch die erste
Wahl, wenn es sich um hochauflösende Grafiken handelt.
Beim Kostenvergleich ist die Konsole gegenüber dem PC klar im Vorteil. Ein Spiele-PC der
neuesten Generation kann mehrere tausend Euro kosten. Eine Konsole von heute kostet im
Durchschnitt 150 € und die der nächsten Generation werden um die 400 € kosten. Dafür erhält
man beim PC gerade einmal die Grafikkarte.
Ein weiteres wichtiges Thema ist die
Multimediafähigkeit. Es wird bei den Konsolen von
Jahr zu Jahr mehr wert darauf gelegt, welche Medien
und welche Formate sie beherrschen. Das Abspielen
von Video-DVDs und Musik-CDs wird heute als
Standard vorausgesetzt. Die meisten Konsolen
beherrschen dies, scheitern aber dann an der
notwendigen Updatefähigkeit für neue Formate. Falls
ein neues Format auf den Markt kommt, kann man es
beim PC einfach nachinstallieren. Dagegen ist bei der Konsole dies nicht möglich. Man ist an
die Formate gebunden, die bei Auslieferung unterstützt wurden.
Aus Sicht der Spieleentwickler ist die Konsole sicherlich das „einfachere“ System. Bei ihr ist
die Hardware genau definiert. Die Entwickler können ihren Quellcode genau auf die
Besonderheiten der Hardware anpassen und optimieren. Beim PC müssen sie den Gedanken
des kleinsten gemeinsamen Nenners berücksichtigen, denn es sind viele verschiedene
Hardwarekombinationen möglich, mit denen es aber keine Probleme geben darf. Natürlich
kann man heute Einstellungen im Spiel treffen, die zum Beispiel Besonderheiten einiger
Grafikkarten ausnutzen.
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Geschichte: 1. Generation von 1976 bis 1983
Die erste Spielekonsole mit Modulen als Speichermedium und
eingebautem Prozessor kam 1976 unter dem Namen Channel F auf
den Markt. Der Hersteller Fairchild Semiconductors baute einen mit
1,8 MHz getakteten Prozessor ein, der von Robert Noyce, dem
späteren Firmengründer von Intel, erfunden wurde. Die Spiele
bestanden wie bei allen anderen Konsolen dieser Generation aus
einfachen 2D-Grafiken und mäßigem Ton (Mono).
Ein weiterer bekannter Vertreter
dieser Zeit ist der ATARI 2600 von
Atari. Diese Konsole kam verspätet
durch den finanziellen Engpass während der Entwicklung und
dem dadurch notwendigen Verkauf an Warner
Communications 1977 auf den Markt. Sie hatte einen mit 1,2
MHz getakteten Prozessor und 128 Bytes Speicher, was für
diese Zeit völlig ausreichend war.
Natürlich war auch während dieser frühen Zeit der Konsolen eine Leistungssteigerung zu
erkennen. Einige Konsolen hatten bis zu 3,5 MHz Taktfrequenz und 2 KByte Speicher. Die
Anzahl der gleichzeitig darstellbaren Farben reichten von den 8 Farben der Channel FKonsole bis zu den 16 der Intellivision-Konsole von Mattel aus dem Jahr 1979.
Geschichte: 2. Generation von 1984 bis 1988
Bei den Konsolen dieser Generation war die erwartete Leistungssteigerung der Prozessoren
ausgeblieben. Die Steigerung war auch nicht zwingend notwendig, da der CPU einiges an
Arbeit durch den Einsatz eines separaten Grafikprozessors abgenommen wurde. Durch ihn
konnte auch die Farbpalette auf 256 mögliche und 32 gleichzeitig darstellbare Farben
erweitert und die einfache 2D-Grafik der Vorgänger deutlich verbessert werden. Die
Taktfrequenzen der Prozessoren wurden gerade mal auf durchschnittliche 4 MHz gesteigert.
Die Speicherkapazität wurde hingegen bis auf 16 KBytes erweitert. Dadurch wurden auch
komplexere Spiele möglich.
In dieser Generation kamen zwei für die Zukunft wichtige
Namen ins Spiel. Zum einen war dies SEGA, die mit ihrem
Master System auf den Markt kamen, und zum anderen die
Firma Nintendo, die das Nintendo Entertainment System
(kurz NES) vorstellten.
Das NES kam ein Jahr früher als das Konkurrenzprodukt von
SEGA auf den Markt und sicherte sich mit herausragenden
neuen Spielen, wie zum Beispiel Super Mario Bros, die erste
Position am Markt. In den ersten vier Monaten verkaufte
Nintendo 2 Millionen Konsolen, wobei vom 1986 erschienenen
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Master System von SEGA in der gleichen Zeit nur 125.000 Stück verkauft wurden.
Auch Atari wollte mit seinem ATARI 7800 wieder am Markt mitmischen, nachdem ihr
ATARI 5200 in den Jahren zuvor floppte. Doch durch gravierende Managementfehler direkt
nach der Einführung 1984 konnte sich die Konsole nie richtig am Markt etablieren. Es wurde
sogar ein Zeit lang die Produktion der Konsole eingestellt, weil der Markt für tot erklärt
wurde.
Geschichte: 3. Generation von 1988 bis 1994
Die ersten Konsolen mit 16-Bit Architektur kamen auf den Markt.
Als erste 16-Bit-Konsole brachte SEGA sein Mega Drive auf den Markt. Es hatte fast doppelt
soviel Taktfrequenz wie sein Vorgänger, das Master System,
und konnte nun sogar 64 Farben gleichzeitig darstellen. Die
Konsole kam in unterschiedlichen Varianten für die einzelnen
Länder auf den Markt. Diese waren zueinander inkompatibel
wegen der unterschiedlichen Speichermodule.
Drei Jahre später veröffentlichte Nintendo das Super Nintendo Entertainment System (kurz
SNES). Mit seinem mit 3,6 MHz getaktetem Prozessor war dieses für manche Spiele zu
schwach und im Vergleich zur Konkurrenz war es
unterdimensioniert. Einige Spiele brachten deshalb einen
Zusatzprozessor, wie zum Beispiel den SuperFX, auf den
Speichermodulen mit. Doch trotz der augenscheinlich
technischen Überlegenheit des Master Systems, konnte
Nintendo mit den besseren Spieletiteln und der höheren
Farbbrillanz von 241 gleichzeitig darstellbaren Farben die
Marktführerposition beibehalten.
Eine Außenseiterrolle hatte die Konsole Neo-Geo AES der Firma
SNK. Sie war den anderen Konsolen am Markt technisch weit
überlegen. Sie hatte einen Prozessor mit 12 MHz, konnte 4096
Farben gleichzeitig darstellen und besaß Speichermodule mit einer
Kapazität von fast 90 MByte. Doch der Preis von umgerechnet
550 € für die Konsole und 200 € für das Spiel grenzte die
Käuferschicht zu sehr ein.
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Geschichte: 4. Generation von 1994 bis 1999
Diese Generation revolutionierte die bisherigen Konsolen. Die Compact Disc (kurz CD)
ersetzte das Modul als Speichermedium für die Spiele. Die geringen Herstellungskosten und
die 650 MByte Speicherkapazität machten sie zur klar besseren Alternative.
Als erster Hersteller, der sich der CD als Speichermedium
bediente, brachte Sony 1994 seine Playstation auf den Markt. In
der Playstation arbeitet ein 32-Bit RISC Prozessor mit 33 MHz.
Die 2 MByte RAM und die 1 MByte VideoRAM sorgen für
eine einfache 3D-Grafik mit bis zu 16,7 Millionen Farben. Sony
wollte zunächst gar keine eigenständige Konsole entwickeln,
sondern ein CD-Add-On für das SNES auf den Markt bringen.
Daher entstand die Abkürzung PSX für Playstation Extended.
Doch durch vertragliche Differenzen zwischen Sony und Nintendo wurde diese Kooperation
vorzeitig beendet, und Sony brachte seine eigene Konsole auf den Markt. Im Jahr 2000 wurde
die Konsole äußerlich überarbeitet. Im gleichen Schritt wurde das offizielle Kürzel von PSX
in PSOne geändert. Sony hat seit der Einführung der Playstation rund 80 Millionen Stück
verkauft, und ist somit Marktführer.
Nintendo brachte zwei Jahre nach der Playstation die Konsole
Nintendo 64 auf den Markt. Im Gegensatz zu Sony setzte
Nintendo weiterhin auf Module als Speichermedium, was sich
später als einer der größten Fehler der Firmengeschichte
herausstellte. Die 64 MByte Speicherkapazität der Module
erlaubten keine Videosequenzen wie beim Konkurrenten Sony.
Technologisch war der Nintendo 64 der Playstation überlegen. In
ihm arbeitete ein 64-Bit Prozessor mit 94 MHz Taktfrequenz.
Parallel dazu war ein 64-Bit Vektor-Koprozessor eingebaut.
Doch diese Überlegenheit konnte den Siegeszug der Playstation nicht aufhalten. Im Jahr 2001
wurde die Produktion eingestellt. Bis dahin wurden ca. 35 Millionen Exemplare verkauft.
Der bis dato größte Konkurrent von Nintendo, die Firma SEGA,
brachte ein Jahr zuvor den Saturn auf den Markt. SEGA legte größten
Wert auf Leistung und baute in ihre Konsole zwei CPUs mit jeweils 29
MHz Taktfrequenz und sechs weitere Koprozessoren ein. Doch dieses
Paralleldesign brachte mehr Nachteile als Vorteile, da die
Spieleentwickler das komplexe Design nicht ausnutzen konnten und
auch SEGA keine brauchbare Entwicklungsumgebung zur Verfügung
stellte. Viele Spiele für den Saturn mussten in Assembler geschrieben
werden, um anständige Leistung mit der Hardware zu erzielen. Dadurch hielt sich das
Spieleangebot in Grenzen. Der Saturn war die letzte Konsole, die SEGA auf den Markt
brachte. Sie wurde bis heute ca. 10 Mio. Mal verkauft.
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Die heutige Generation der Konsolen
•
SEGA Dreamcast
Die erste Spielekonsole der heutigen
Generation ist die Dreamcast von SEGA. Sie
kam Anfang 1999 auf den Markt und sollte als
Nachfolger der Saturn den Konkurrenten Sony
und Nintendo Paroli bieten. In ihr arbeitet ein
64-Bit Prozessor mit 200 MHz Taktfrequenz
mit einer Rechenleistung von ca. 1,4
GFLOP/s. Der Grafikchip PowerVR Series 2
von NEC arbeitete mit 2 MByte VideoRAM
und konnte die Spiele mit einer Auflösung von 640x480 Pixel und 16,7 Mio. Farben
darstellen.
Zur Markteinführung konkurrierte die Dreamcast mit der technisch unterlegenen
Playstation und der Nintendo 64, so dass sich SEGA durch die frühe Vorstellung ihrer
neuen Konsole gute Chancen auf dem Markt ausrechnete. Doch durch die lauten
Lobeshymnen seitens der Massenmedien für die damals noch nicht erschiene Playstation 2
von Sony und enorme Promotionfehler errang die Dreamcast keine breite Käuferschicht.
Dies führte dazu, dass SEGA in finanzielle Schwierigkeiten kam und die Produktion ihrer
Konsole im Jahr 2001 einstellte.
In einigen Dingen revolutionierte die Dreamcast die
Spielekonsolenwelt. So war es SEGA, die mit dem ersten OnlineVideospiel Phantasy Star Online auf den Markt kamen. Auch in
Sachen Grafik konnte die Dreamcast neue Maßstäbe setzen. Im
Spiel Soul Calibur konnte man das erste Mal einzelne, im Wind
wehende Haare und hochauflösende Texturen sehen. Die wohl
wichtigste Erfindung war der 50/60 Hz Auswahlbildschirm für
europäische Spiele. Damit kann man auch auf PAL-Fernsehgeräten
die Spiele in 60 Hz spielen, was eine schnellere und ruckelfreie Spielgeschwindigkeit
bedeutete. Diese Funktion bauten später auch die Entwickler von Sony bzw. Nintendo in
ihre Spiele mit ein.
•
Nintendo Gamecube
Ein weiterer Vertreter dieser Konsolengeneration ist der Gamecube von Nintendo. Der
Gamecube wurde im September 2001 vorgestellt als Nachfolger des Nintendo 64. Im
Gegensatz zu den anderen Konsolen dieser Zeit, stand bei der Entwicklung dieser Konsole
nicht die maximale Leistung im Vordergrund, sondern die Wirtschaftlichkeit. Nintendo
wollte eine Konsole mit geringen Herstellungskosten produzieren, um in einem anderen
Preissegment den Konkurrenten Sony und Microsoft aus dem Weg zu gehen. Bei der
Wahl des Speichermediums ging Nintendo wieder einmal einen anderen Weg wie die
Konkurrenz. Es wurde ein CD-ähnliches Medium mit 8 cm Durchmesser entwickelt,
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welches eine Speicherkapazität von ca. 1,5 GByte besitzt. Im
Gegensatz zur CD oder DVD wird diese Disc von außen
nach innen gelesen.
Im Inneren des Gamecube arbeitet eine mit 485 MHz
getaktete RISC-CPU von IBM namens Gekko. Die
Rechenleistung wird mit ca. 10,5 GFLOP/s angegeben. Der
Grafikprozessor namens Flipper von NEC arbeitet mit 162
MHz und besitzt 2 MByte Cache für den Z-Buffer und
nochmals 1 MByte Texture-Cache. Durch dieses so genannte
embeddedRAM-Konzept ist die Leistungsfähigkeit der GPU
trotz der geringen Taktfrequenz durchaus ausreichend. In den
Flipper sind zudem noch die Northbridge, der I/O-Controller
und der Soundchip integriert.
Wie auch schon die Dreamcast von SEGA ist auch der Gamecube mit
optional erhältlichem Zubehör onlinefähig. Für die heutige
Konsolengeneration ist dies ein unabdingbares Merkmal. Genauso wie
die Mehrspielermöglichkeit sind auch die Multimediafähigkeiten einer
Konsole von großer Bedeutung. Durch das eigenständige Medium sind
diese Fähigkeiten im Gegensatz zu den Konsolen von Sony bzw.
Microsoft nicht vorhanden. Dies ist sicherlich auch ein Grund dafür,
dass der Absatz von rund 19 Mio. verkauften Konsolen bis heute, im
Vergleich zu den beiden großen Herstellern, eher gering ist.
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Der Vergleich: Playstation 2 vs. XBox
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Sony Playstation 2
Die Playstation 2 (kurz PS2) von Sony erschien Ende November
2000. Schon ein halbes Jahr zuvor wurde durch die
Massenmedien ein großer Wirbel um die Konsole gemacht,
obwohl Sony die genauen Leistungsdaten noch gar nicht
veröffentlicht hatte. Konkurrenten, wie SEGA mit ihrer
Dreamcast, wurden dadurch schon vor der Veröffentlichung
unter Druck gesetzt. Die Playstation 2 ist bis heute die
erfolgreichste Konsole aller Zeiten. Sie wurde bisher rund 90
Millionen Mal verkauft. Sony war seit der Einführung der
PSOne Marktführer und durch den Erfolg des Nachfolgers hat
sich daran auch nichts geändert.
Die Konsole wurde 2004 noch einmal überarbeitet. Zum einen wurde vermutet, dass der
Absatz der Konsole sank, und zum anderen, dass Sony zeigen wollte, was bezüglich
Miniaturisierung alles möglich ist. Die Konsole wurde um 70 % kleiner. Dies wurde
erreicht, indem ein externes Netzteil verwendet und einige Änderungen an der Hardware
vorgenommen wurden. Die Konsole hat jetzt keine CD-Schublade mehr, sondern wird
Platz sparend von oben geladen. Die CPU und der Grafikprozessor wurden in einen Chip
zusammen integriert.
Als Speichermedien kommen bei der PS2 die DVD und die CD zum Einsatz. Die CD
hauptsächlich für die PSOne-Spiele.
•
Microsoft XBox
Die XBox von Microsoft wurde ein Jahr später als die
Playtation 2 vorgestellt. Zunächst war von Microsoft
eine Billig-Konsole für 200 € geplant, aber MicrosoftChef Bill Gates wollte eine Konsole, die mit Sony und
Nintendo konkurrieren konnte. Daraufhin wurde unter
immensem finanziellem Aufwand die XBox entwickelt.
Die Kosten wollte Gates über exklusive XBoxSpieletitel wieder refinanzieren.
Trotz des zunächst hohen Preises von fast 500 € und die darauf folgende Kritik an
Microsoft hat man sich hinter Sony auf dem zweiten Platz etabliert. Heute kosten beide
Konsole etwa gleich viel. Sie liegen im Moment bei ca. 130 €. Microsoft konnte einige
Fehler, die Sony an ihrer Konsole gemacht hatte, schon im Voraus beheben. Der
Netzwerk-Adapter wurde schon werksseitig eingebaut, und nicht wie bei Sony als
optionales Zubehör angeboten. Die bei Sony optional erhältliche Festplatte wurde von
Microsoft von vornherein eingebaut. Sie hat eine Kapazität von 8 GByte. Ein weiterer
Vorteil gegenüber der Playstation 2 sind die vier Controller-Anschlüsse. Die PS2 besitzt
nur zwei. Eine Erweiterung ist nur durch den Kauf eines so genannten Multi-Tabs
möglich. Als Speichermedium dient der XBox einzig die DVD.
8
Die Architektur
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Sony Playstation 2
Als die Playstation 2 im Jahr 2000 auf den Markt kam, war sie der Schrecken der
Entwickler. Das eigenständige Design, das Sony entwickelte hatte, hat nichts mit den
gewohnten Architekturen gemeinsam. Nach rund 90 Millionen verkauften Konsolen
haben sich aber auch die Entwickler an das Design gewöhnt, obwohl teilweise behauptet
wird, dass die volle Leistungsfähigkeit dieser Architektur noch nicht erreicht wurde.
Als Herzstück kommt die so genannte
Emotion Engine (kurz EE) zum Einsatz.
Parallel dazu arbeitet ein Grafikprozessor
namens Graphic Synthesizer (kurz GS),
der mit einem 64-Bit breiten Bus an die
EE angeschlossen ist, und ein I/OProzessor, der mit 32-Bit verbunden ist.
Die PS2 bringt 32 MByte Hauptspeicher
mit, der mit 400 MHz getaktet ist.
•
Microsoft XBox
Microsoft holte sich bei der Entwicklung ihrer XBox tatkräftige Unterstützung von
bekannten wie Firmen, wie Intel, Nvidia oder AMD. Beim Design der Hardware wurde
auf die gewohnte PC-Architektur gesetzt. Dadurch konnten die Firmen auf ihr schon
vorhandenes Wissen aus der PC-Entwicklung
zurückgreifen, und auch die Entwickler der
Spiele hatten es einfacher als bei der PS2.
Eine Portierung schon auf dem PC erhältlicher
Spieletitel ist wesentlich einfacher und
dadurch auch kostengünstiger.
Einige Unterschiede zur x86-Plattform sind
die in die Northbridge integrierte GPU von
Nvidia, sowie der Media Communications
Prozessor (kurz MCPX), der die Southbridge,
den Soundchip, den I/O-Controller, etc.
enthält. Diese Änderungen seitens Nvidia, die
den Chipsatz der XBox parallel zum nForceChipsatz für den PC entwickelten, waren
durch den Platzmangel in der Konsole
notwendig. Die 64 MByte Hauptspeicher sind
doppelt so viel als beim Konkurrenten.
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Der Prozessor
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Sony Playstation 2
Die Emotion Engine besteht aus einer 300 MHz
getakteten MIPS-CPU mit RISC-Architektur und
mehreren Koprozessoren. Zu den Besonderheiten
der EE gehört die integrierte IPU (Image
Processing Unit), die für MPEG-Dekodierung
zuständig ist, sowie die beiden Vektorprozessoren
VU0 und VU1. Beiden Vektoreinheiten liegen die
gleiche Architektur zugrunde, aber es fallen ihnen
unterschiedliche Aufgaben zu. Die erste Einheit
VU0 ist gemeinsam mit der CPU und der FPU
(Gleitkommaeinheit) für Spielphysik und AISimulationen zuständig, wobei die zweite Einheit VU1 den Grafikprozessor unterstützt.
Die gesamte Leistungsfähigkeit der PS2 hängt von diesen beiden Vektorprozessoren ab.
Diese gelten bis heute als schwierig zu programmieren. Diese Schwierigkeit und die
relativ klein dimensionierten Caches (CPU gerade mal 24 KByte) der EE machen das
Herantasten an die maximale Leistung der PS2 sehr langwierig. Bei der Programmierung
kommen die Entwickler oft nicht ohne Handoptimierung aus, da der Compiler der PS2
sehr beschränkt ist.
•
Microsoft XBox
Der Prozessor der XBox ist im Gegensatz zur PS2 mit
weniger Raffinessen, wie die beiden Vektorprozessoren
der PS2, ausgestattet. Die von Intel gelieferte CPU ist
ein modifizierter Pentium III mit 733 MHz
Taktfrequenz. Diese ist aus heutiger Sicht und ohne
leistungsfähige Koprozessoren recht schwachbrüstig,
aber laut der Zeitschrift c’t ist die CPU der XBox im
Grunde nur der Wasserträger des Grafikprozessors. Der
interne Bus arbeitet mit 32 Bit, also vier Mal weniger
als der 128-Bit breite Bus der EE. Die Informationen
über diese CPU sind recht spärlich, da weder Microsoft
noch Intel die genauen Modifikationen herausgibt. Man
glaubt, dass es sich um einen Zwitter aus Celeron und Pentium III handelt, da der mit 128
KByte 8fach assoziative L2-Cache doppelt so groß ist wie der des Pentium III, und der
Celeron nur einen 4fach assoziativen L2-Cache besitzt. Dazu kommt die geringe
Verlustleistung von gerade mal 24 Watt, die wiederum ein Indiz für den Mobile Celeron
ist.
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Der Grafikprozessor
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Sony Playstation 2
Der Grafikprozessor der PS2, der so genannte
Graphic Synthesizer (kurz GS), arbeitet mit
vergleichsweise geringen 150 MHz Taktfrequenz,
bringt aber 16 parallele Pixel-Pipelines mit sich.
Zum Vergleich hat eine heute erhältliche
Grafikkarte mit ATI X800 Chipsatz gerade
einmal 12 Pipelines. Die der PS2 haben einen
theoretischen Durchsatz von 2,6 GPixel/s, wenn
alle 16 Pipelines gleichzeitig gefüllt sind. Damit
dies möglich ist besitzt der Grafikprozessor
4 MByte DRAM Grafik-Cache, der mit einem
2048-Bit breiten Bus mit ihm verbunden ist. Damit erreicht der mit 150 MHz getaktete
Bus einen theoretischen Speicherdurchsatz von 48 GByte/s.
Wie schon beim Prozessor der PS2 erwähnt arbeitet der GS mit der zweiten Vektoreinheit
VU1 der Emotion Engine zusammen. Ohne diese wären die 150 MHz des Graphic
Synthesizer nicht ausreichend, um die komplexen Grafiken in einer maximalen Auflösung
von 1280x1024 Pixel darzustellen.
•
Microsoft XBox
Der Grafikchip der XBox ist wie schon erwähnt
mit der Northbridge in einem Chip vereint und
trägt den Namen XGPU. Er ist mit 233 MHz
höher getaktet als der Graphic Synthesizer der
PS2. Dagegen besitzt der von Nvidia entwickelte
Chip mit der Kennung NV2A lediglich 4 parallele
Pixel-Pipelines, die einen theoretischen Durchsatz
von 1,0 GPixel/s erreichen. Der NV2A-Chip ist
eine Zwischenversion des NV20-Chips der
Geforce3 Grafikkarten und des NV25-Chips der
Geforce4 Karten.
Im Gegensatz zur Playstation arbeitet die Grafikeinheit der XBox nach dem
SharedMemory-Prinzip, das heißt, sie hat keinen eigenen Speicher, sondern nutzt den
Hauptspeicher mit. Deshalb ist dieser bei der XBox auch doppelt so groß. Von den 6,4
GByte/s Speicherbandbreite sind 5,3 GByte/s allein für die GPU reserviert.
Die Grafikeinheit der XBox ist im Vergleich deutlich einfacher zu programmieren. Dies
liegt zum einen daran, dass die standardisierte DirectX-API von Microsoft verwendet
wird, die schon jahrelang beim PC im Gebrauch ist, und zum anderen, an den beiden
freiprogrammierbaren Vertex-Shadern des Nvidia-Chips, die wie von PC-Grafikkarten
gewohnt zu programmieren sind.
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Die Sound-und I/O-Prozessoren
•
Sony Playstation 2
In diesem Bereich zieht Sony modifizierte Bausteine, die sich schon
in der PSOne bewährt haben, den Neuentwicklungen vor. Der
Soundchip SPU2 hat mit 48 Stimmen doppelt so viele wie der SPU1
des PSOne. Für den SPU2 stehen 2 MByte RAM zur Verfügung.
Der Chip unterstützt die Formate AC3 und DTS bei
Samplingfrequenzen von 44,1 kHz bis 48,0 kHz.
Der I/O-Prozessor ist wie der Soundchip eine modifizierte Version der alten Playstation 1.
Dies war der einfachste Weg für Sony seine versprochene Abwärtskompatibilität zu
gewährleisten. Der in der PSOne verbaute I/O-Controller war ein 34 MHz MIPS-Chip.
Die Emotion Engine der PS2 ist jedoch nicht binärkompatibel zu diesem Chip. Um eine
langsame Prozessor-Emulation zu vermeiden, besteht der I/O-Prozessor aus zwei
Einheiten. Zum einen den alten MIPS-Chip und zum anderen ein neues I/O-Management.
Im PS2-Betrieb, das heißt mit PS2-Spielen, übernimmt das I/O-Management die Arbeit,
und kümmert sich um die „modernen“ Anschlüsse wie USB und Firewire. Werden
PSOne-Spiele eingelegt, übernimmt der alte MIPS-Chip die Aufgaben.
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Microsoft XBox
Die Sound-und I/O-Chips der XBox sind nicht wie bei der
PS2 einzelne Komponenten, sondern sind wie die
Southbridge in den Media & Communications-Prozessor
MCPX integriert. Dieser arbeitet mit 200 MHz und wird
von Nvidia produziert.
Bei der Audioqualität ist die XBox die klar bessere
Konsole. Sie bietet 64 Audiokanäle mit bis zu 256
Stimmen. Im Gegensatz zur Playstation beherrscht der
spezielle Encoder-Chip Dolby-Digital-5.1, AC3-Encodierung in Echtzeit und unterstützt
die DLS2-Bibliotheken. Die PS2 unterstützt gerade mal die DLS1.
Die XBox ist die erste Konsole, die über Audio-Positionierung
verfügt. Die für die 3D-Positionierung verwendete Technologie
stammt von Sensaura, dem Gegenspieler zu EAX aus dem Hause
Creative. Auch hier ist ein Programmiervorteil der XBox im
Vergleich zur PS2 zu sehen. Die Kompatibilität zu
DirectSound3D ermöglicht den Entwicklern auf schon
vorhandene Audioprogrammen zurückzugreifen. Des Weiteren ist
es hilfreich bei der Portierung von PC zur XBox.
12
Die nächste Generation der Spielekonsolen
•
Microsoft XBox 360
Der Nachfolger der XBox, die XBox 360,
wurde vor kurzem vorgestellt. Sie wird in
zwei unterschiedlichen Versionen verkauft.
Zum einen die Core-Version, mit KabelController und wenigem Zubehör, und zum
anderen die Premium-Version, die
Bluetooth-Controller und 20 GByte
Festplatte mitbringt. Dafür kostet die
Premium-Edition auch 100 € mehr als die
knapp 300 € teure Core-Edition.
Die XBox 360, wie auch alle anderen Konsolen dieser Generation, ist nicht mehr nur eine
Spielekonsole, sondern sie hat sich zu einem Home Entertainment System entwickelt.
Beim Design hat man wert darauf gelegt, dass die Konsole ins Wohnzimmer passt. Die
Multimediafähigkeiten und die Audioqualität sind deutlich verbessert worden.
Die Konsole ist mit einem von IBM entwickelten PowerPC-Prozessor mit drei
symmetrischen Kernen mit jeweils 3,2 GHz Taktfrequenz ausgestattet. Jeder Kern besitzt
zwei Hardware-Threads und eine eigene Vektoreinheit VMX. Die 512 MByte GDDR3RAM sind mit 700 MHz getaktet und erreichen über den Frontside-Bus eine
Speicherbandbreite von 44,3 GByte/s. Der mit 500 MHz getaktete und 10 MByte
embedded DRAM ausgerüstete Grafikchip von ATI, kann pro Sekunde bis zu 500
Millionen Polygone berechnen, und verhilft der XBox 360 zu einer maximalen Auflösung
von 1920x1080 Pixel. Als Minimum verlangt Microsoft von seinen Spieleentwicklern
eine HDTV-Auflösung von 1280x720 Pixel. Daher ist keine Abwärtskompatibilität zum
Vorgänger gewährleistet.
•
Sony Playstation 3
Die Playstation 3 kommt ca. ein halbes Jahr später auf
den Markt wie die XBox 360. Sie wird die Nachfolge der
erfolgreichsten Konsole aller Zeiten, der Playstation 2,
antreten. Wie bei der XBox 360 ist auch bei ihr die
wichtigste Neuerung die HDTV-Unterstützung. Zum
Verkaufspreis der Konsole hat Sony noch keine genauen
Angaben gemacht. Er wurde aber einmal behauptet, dass
er knapp über der XBox 360 liegen wird, aber es gibt
auch Gerüchte, die besagen, dass durch die sehr teuren
Komponenten der Playstation 3 der Preis um die 800 €
liegen könnte. Die Ausstattung ist dabei vergleichbar mit der Microsoft-Konsole in der
Premium-Version.
Auch die PS3 hat sich von außen im Vergleich zum Vorgänger sehr gewandelt. Das
einfache schwarze Gehäuse der PS2 wurde durch ein silbernes Designer-Gehäuse ersetzt,
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wodurch auch die Playstation ihrem Anspruch als Home Entertainment System im
Wohnzimmer gerecht wird. Zudem führt Sony auch gleich sein neues Speichermedium,
die BlueRay-Disc, ein. Auch die etwas schlechtere Audioqualität der PS2 wurde
verbessert und auf den neusten Stand gebracht.
Die PS3 ist mit einem 3,2 GHz getakteten Cell-Prozessor ausgestattet. Dieser besteht aus
einem PowerPC-basiertem Kern und sieben weiteren synergetischen Prozessorkernen. Die
256 MByte XDR RAM mit 3,2 GHz haben eine Speicherbandbreite von 25,6 GByte/s.
Der Grafikchip wird vom ehemaligen XBox-Lieferanten Nvidia geliefert. Er hat eine
Taktfrequenz von 550 MHz und 256 MB GDDR3 VideoRAM. Er kann ca. 300 Millionen
Polygone pro Sekunde berechnen und besitzt insgesamt 100 Milliarden ShaderOperationen pro Sekunde. Demnach hat dieser Chip eine Rechenleistung wie zwei Nvidia
Geforce-6800-Ultra-Grafikkarten. Die maximale Auflösung wird wie bei der XBox 360
mit 1920x1280 Pixel angegeben, aber es wäre eine theoretische Auflösung von
2560x1920 Pixel möglich.
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Nintendo Revolution
Auch Nintendo bringt seine neue Konsole Revolution erst im
Jahr 2006 auf den Markt. Einen genauen Erscheinungstermin
gibt es noch nicht, aber es wird wohl das zweite Quartal 2006
sein. Auch der Preis wurde noch nicht offiziell bekannt
gegeben, aber er wird wohl deutlich unter den Geräten von
Sony und Microsoft liegen.
Auch Nintendo hat ein modernes Design für ihre neue Konsole
gewählt. Im Gegensatz zur Konkurrenz hat sich die NintendoKonsole nicht zu einem Home Entertainment System
entwickelt. Man hat sich wieder eines eigenen disc-ähnlichen Speichermediums bedient.
Dadurch sind keine DVDs oder CDs abspielbar. Dafür ist eine Abwärtskompatibilität zum
Gamecube gewährleistet.
Wie der Name schon sagt, möchte Nintendo mit seiner Konsole den Markt
revolutionieren. Es steht wie beim Vorgänger, dem Gamecube, nicht die technische
Aufrüstung im Vordergrund, sondern die Innovationen.
Die zweifelsfrei größte Innovation ist der Controller, der einer
Fernbedienung ähnelt. Die in den Controller eingebauten Sensoren
erkennen die Bewegung des Spielers und senden diese an zwei
Empfänger. Dadurch steuert man die Spiele durch die Bewegung
bzw. Neigung des Controllers. Zusätzlich gibt es einen Analog-Stick
und ein digitales Steuerkreuz.
Über die verbaute Hardware und deren Leistung hält sich Nintendo bis heute bedeckt.
Allerdings hat Nintendo-Chef Satoru Iwata versichert, dass man sich auf dem gleichen
Leistungsniveau befindet wie die Konkurrenz.
Es wurde bekannt gegeben, dass die CPU von IBM hergestellt wird und den Namen
Broadway trägt. Der Grafikprozessor stammt von ATI und nennt sich Hollywood.
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Quellenverzeichnis:
•
www.wikipedia.org
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www.google.de
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www.8bit-museum.de
www.old-computers.com
www.atari-museum.de
www.sega.com
www.nintendo.com
www.sony.com
www.playstation.de
www.psx-news.de
www.xbox.com
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Zeitschrift c’t 5/2002
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