Konsole - architektura

Prezentacja na temat: "Konsole - architektura"— Zapis prezentacji:

1 Konsole - architektura
PlayStation, PlayStation 2, PlayStation 3 , X-Box, X-Box II 360, Nes, Super Nintendo, Game Boy, Nintendo 64, GameCube, Dreamcast, Sega Saturn

2 PLAYSTATION Producent: Sony
Procesor: 32 bity (R3000A) Zegar 33,85Mhz, Cache 4Kb, Bus 132MB/sek Pamięć: Operacyjna 2mb graficzna 1mb Dżwiękowa 0,5mb Systemowa 0,5mb Układ graficzny: 1,5 mln polygonów na sekundę (przy pświetleniu i teksturach 500 tyś.), 16,7 mln kolorów, mapping, cieniowanie Gourauda Dźwięk: 24 kanały - 44,1 Khz (MIDI)(44,1 lub 48 KHz) Odtwarzacz: CD-ROM x2 (bufor CD 32KB)

3 Procesor główny (CPU) Symbol : R3000A (SGI) LSI Logic Technologies
Architektura : RISC z 32 bit szyną danych Taktowanie zegara : Mhz Szybkość : 30 Mips (1 mips = 1 milion operacji na sekundę) Pamięć podręczna Instuction Cache : 4 KB Pamięć podręczna Data Cache : 1 KB Przepustowość szyny : 132 Mb/sek (Nintendo 64 ok. 500 Mb/sek.)

4

5

6 RISC (ang. Reduced Instruction Set Computer) – ograniczenie listy rozkazów procesora do niewielu błyskawicznie wykonywanych instrukcji, których realizacja jest wynikiem odwołania się do wyspecjalizowanego układu elektronicznego. Tłumaczeniem kodu zajmuje się kompilator. Prędkość przetwarzania w tych systemach jest bardzo duża, ale wymaga bardzo dużej przepustowości magistrali, ze względu na fakt, że przetłumaczony przez kompilator kod znajduje się w pamięci operacyjnej i każdy mikrorozkaz musi być pobrany stamtąd przez procesor. Wszystkie mikrorozkazy mają tutaj stałą długość. Problem szybkiego dostępu do pamięci rozwiązuje się obecnie poprzez zastosowanie szybkich pamięci podręcznych (L1 i L2).

7 Cechy procesora RISC Zredukowana liczba rozkazów, ich liczba wynosi kilkadziesiąt, podczas gdy w procesorach CISC sięga setek. Upraszcza to znacznie dekoder rozkazów. Redukcja trybów adresowania, dzięki czemu kody rozkazów są prostsze, bardziej zunifikowane, co dodatkowo upraszcza wspomniany wcześniej dekoder rozkazów. Ponadto wprowadzono tryb adresowania, który ogranicza ilość przesłań. Ograniczenie komunikacji pomiędzy pamięcią, a procesorem. Przede wszystkim do przesyłania danych pomiędzy pamięcią, a rejestrami służą dedykowane instrukcje, które zwykle nazywają się load (załaduj z pamięci), oraz store (zapisz do pamięci); pozostałe instrukcje mogą operować wyłącznie na rejestrach. Schemat działania na liczbach znajdujących się w pamięci jest następujący: załaduj daną z pamięci do rejestru, na zawartości rejestru wykonaj działanie, przepisz wynik z rejestru do pamięci.

8 Zwiększenie liczby rejestrów (np. 32, 192, 256, podczas gdy np
Zwiększenie liczby rejestrów (np. 32, 192, 256, podczas gdy np. w architekturze x86 jest zaledwie 8 rejestrów), co również ma wpływ na zmniejszenie liczby odwołań do pamięci. Dzięki przetwarzaniu potokowemu (ang. pipelining) wszystkie rozkazy wykonują się w jednym cyklu maszynowym, co pozwala na znaczne uproszczenie bloku wykonawczego, a zastosowanie superskalarności także na zrównoleglenie wykonywania rozkazów. Dodatkowo czas reakcji na przerwania jest krótszy. Pierwszym procesorem zaprojektowanym w oparciu o architekturę RISC był RCA1802 wyprodukowany przez firmę RCA.

9 PRZETWARZANIE POTOKOWE – technika stosowana w celu zwiększenia przepustowości. Czas pracy (potok przetwarzający, ang. pipeline) nad pojedynczym rozkazem jest podzielony na konkretne fazy. Potok pracuje jednocześnie nad kilkoma rozkazami, każdy z nich znajduje się w innej fazie wykonania. Czas przetwarzania każdego z nich wynosi pewną wielokrotność okresu zegara taktującego, ale w każdym cyklu potok opuszcza zakończony rozkaz. M.in. ilość stopni potoku decyduje o szybkości pracy procesora, większa ilość stopni pozwala na zwiększenie częstotliwości taktującej i ogólnej wydajności. Problemy w przetwarzaniu potokowym: stwierdzenie błędu w jednym wykonywanym rozkazie oznacza konieczność oczyszczenia całego potoku; wzrost wydajności ograniczają również konflikty w wykorzystywaniu zasobów zewnętrznych – problemów jest tym więcej im większa jest liczba stopni potoku.

10 Idea potokowego przetwarzania danych

11 Pamięć wirtualna w architekturze MIPS wspiera stronicowanie, poprzez obecność rejestrów TLB. Umożliwia także ochronę obszarów pamięci dzięki identyfikatorom obszarów pamięci: identyfikator procesu musi się zgadzać z identyfikatorem zapisanym w tablicy TLB. Architektury R2000 oraz R3000 zapewniają 64 takie identyfikatory, architektura R10000 zapewnia 256. Zmusza to, by w przypadku, gdy jest więcej uruchomionych procesów, niektóre z nich dzieliły przestrzeń adresową.

12 W architekturze MIPS32 logiczna przestrzeń adresowa jest 32-bitowa, podzielona na 5 segmentów, zorganizowanych w następujący sposób: Segmenty opisane jako „Mapped” są stronicowane. Przy dostępie do nich adres logiczny tłumaczony jest przy pomocy tablicy TLB (lub przez inną jednostkę tłumaczącą ) na adres fizyczny. Segmenty „kseg0”, oraz „kseg1” nie są stronicowane. Umożliwia on wgląd w najniższą część adresowej przestrzeni fizycznej, zaczynającą się od adresu 0. Segment „kseg1” dodatkowo umożliwia ominięcie wszystkich poziomów pamięci podręcznej.

13 Procesor w architekrurze MIPS może działac w trzech trybach: jądra, superużytkownika oraz użytkownika. Każdy segment ma przypisane tryby, w których można z niego korzystac, tak jak w tabelce. Dodatkowo tryby te mają różne poziomy uprzywilajowania: najwyższy jest tryb jądra, najniższy użytkownika. Wyższy poziom uprzywilejowania oznacza zezwolenie na dostęp do wszystkich segmentów do których jest dostęp na niższym poziomie. Przykład: z segmentu „kseg" można korzystac tylko w trybach jądra i superużytkownika. W trybie użytkownika próba odwołania się do segmentu spowoduje Address Error Exception.

14 Pojedynczy wpis w rejestrze TLB zawiera pola:
Mask VPN2 - Numer wirtualnej strony (podzielony przez dwa) ASID, G - Identyfikator przestrzeni adresowej i bit ogólnego dostępu PFN0, C0, D0, V0 - Numer strony fizycznej, oraz bity valid, dirty, cache coherency PFN1, C1, D1, V1 - Jak wyżej Warto zauważyć, że jedna strona wirtualna skojarzona jest z dwoma stronami fizycznymi. To, która strona fizyczna zostanie wybrana zależy od adresu, oraz pola Mask. Dla każdej strony wirtualnej mamy zatem dwa wpisy w tablicy TLB. Dodatkowo mamy możliwość zezwolenia na dostęp wszystkim procesom (bit G przy polu ASID).

15 Rejestry Posiada 32 rejestry całkowitoliczbowe oraz 32 rejestry zmiennoprzecinkowe. Pierwszy rejestr całkowitoliczbowy jest pseudorejestrem zawierającym zawsze 0 ($zero), co w praktyce upraszcza wiele operacji. Trzydziesty pierwszy rejestr ($ra) całkowitoliczbowy jest adresem powrotu przy wywołaniach funkcji. Kolejne adresy są kładzione na stosie. To nietypowe rozwiązanie rozdziela operacje skoku powrotnego oraz pobranie adresu z pamięci, co skutkuje poprawą efektywności.

16 Kod rejestru w asemblerze
Numer rejestru Kod rejestru w asemblerze Funkcja Odpowiednik w x86 1 $at zarezerwowana dla makr asemblera brak 2-3 $v0-$v1 rezultat wykonania funkcji %eax i %edx 4-7 $a0-$a3 argumenty do funkcji, ewentualne dalsze argumenty są odkładane na stosie odkładane na stosie, w pewnych przypadkach, takich jak syscalle do jąder Linuksa czy Windowsa wykorzystywane są rejestry %eax,%ebx,%ecx,%edx,%esi,%edi a w Linuksie 2.4 również %ebp 8-15 oraz 24-25 $t0-$t9 ogólnego przeznaczenia, zachowywane przez wywołującego %eax,%eax,%ebx,%ecx,%edx,%esi,%edi 16-23 $s0-$s7 ogólnego przeznaczenia, zachowywane przez wywoływanego niektóre z powyższych, zależnie od ustawień kompilatora 26-27 $k0-$k1 wykorzystywane w procedurach przerwań 28 $gp wskaźnik danych globalnych brak, w trybie rzeczywistym był do tego wykorzystywany rejestr segmentowy %ds 29 $sp wskaźnik stosu %esp 30 $fp lub $s8 wskaźnik ramki %ebp

17 Pozwala wyświetlić grafikę w następujących trybach: 256 x 480
Układ graficzny: Pozwala wyświetlić grafikę w następujących trybach: 256 x 480 320 x 480 512 x 480 640 x 480 384 x 480 Dostępna paleta kolorów układu graficznego: Tryb pracy, Liczba kolorów 4 bit clut, bit clut, bit direct, bit, Efekty 2d Sprites: Najmniejszy możliwy sprite : 1 x 1 pixel Największy możliwy sprite : 256 x 256 pixeli

18 Efekty Specjalne Sprites:
Rotacja Skalowanie góra/dół Kolizja Przeźroczystość Fading Przesuwanie w pionie i poziomie Układ geometrii 3d (GTE): Szybkość : 66 Mips Liczba obrabianych poligonów: Cieniowanych płasko : 1.5 ml/sek. Cieniowanych Gouardem, texturowanych i oświetlonych : 500 tys/sek. Układ jest przystosowany do szybkiego tablicowania danych.

19 Układ Dekompresji Danych (MDEC):
Szybkość : 80 mips Podłączony bezpośrednio do szyny procesora Zastosowanie: Wszelakie rozpakowywanie danych odczytywanych z płyty do VRAM. Może pracować jako pseudo dekoder Mpeg . Compatybilny z MPEG 1, standart H.261 plików graf. Renderowanie polygonów sprzętowo ( GPU ): Sprzętowe renderowanie  - do 360 tyś/polygonów na sekundę. Cieniowanie metodą Gouarda, teksturowanie.

20 Pamięć: Główna pamięć - Ram : 2 Megabytes (16Mbits) Pamięć graficzna - Video Ram : 1 Megabyte (8Mbits) Pamięć dzwiękowa - Sound Ram : 512 kbytes (4Mbits) CD ROM Buffer : 32 kbytes (256Kbits) OS Rom : 512 kbytes (4Mbits) RAM Cards : 128 kbytes (1Mbit) Pamięć zapisu danych: 128kb Flash Memory ( Memory Card ) Dwa gniazda Memory card System supportuje operacje zapisu, kopiowania i usuwania danych z Memory Card. Procesor Muzyczny: Liczba kanałów : 24 Częstotliwość próbkowania : 44.1 Khz Efekty sprzętowe : Envelope, Looping, Digital Reverb 512 kb próbek instrumentow Supportuje MIDI Instuments

21 Napęd CD-ROM: 150 KB/sec. (1x) 300 KB/sec. (2x) Maksymalna pojemność płyty CD :  660 MB Możliwości : Odtwarzanie płyt CD Audio,  XA Interactive Audio

22 Specyfikacja sprzętowa
Producent: Sony Procesor: 300 MHz Pamięć: 32 MB Przepustowość szyny: 3,2 GB/s Układ graficzny: 150 MHz Maks. liczba przet. wielokątów: 75 mln/s Dźwięk:48 kanałów (44,1 lub 48 KHz) Odtwarzacz: DVD-ROM Dysk twardy: Opcja Internet: Opcja Karta sieciowa: Opcja USB: Tak

23 Procesor: 128-bitowy "Emotion Engine"
Częstotliwość zegara systemowego: 300MHz Pamięć podręczna, Instrukcje: 16kB, Dane: 8kB + 16kB (ScrP) Pamięć główna: Direct Rambus (bezpośrednia RDRAM) Wielkość pamięci: 32MB Przepustowość magistrali pamięci: 3,2 GB/s Koprocesor FPU (jednostka zmiennoprzecinkowa): Akumulator mnożenia zmiennoprzecinkowego x1 Akumulator dzielenia zmiennoprzecinkowego x1 Jednostki wektorowe VU0 i VU1: Akumulator mnożenia zmiennoprzecinkowego x9 Akumulator dzielenia zmiennoprzecinkowego x3 Wydajność zmiennoprzecinkowa: 6,2 GFLOPS Przekształcenia geometryczne 3D CG: 66 mln wielokątów na sekundę Dekoder skompresowanego obrazu MPEG2 Transistors: 10,500,000 Circuit Size: 0.18 µ Voltage: 1.8 V L1 Cache: 16+8 KB

24 Emotion Engine - podstawowe parametry i funkcje:
Procesor główny 128-bitowy RISC (podzbiór MIPS IV) Częstotliwość zegara: 300 MHz Jednostka stałoprzecinkowa: 64-bitowa (dwudrożna superskalarna) Rozszerzone instrukcje multimedialne: 107 instrukcji przy szerokości 128 bitów TLB: 48 podwójnych pozycji Pamięć podręczna instrukcji: 16kB (dwudrożna) Pamięć podręczna danych: 8kB (dwudrożna) Pamięć RAM Scratch Pad: 16kB (dwuportowa) Pamięć główna: 32MB (Direct DRAM, 2 kanały po 800MHz) Przepustowość pamięci: 3,2 GB/s Geometria: + transformacja perspektywy: 66mln wielokątów/s + oświetlenie: 38mln wielokątów/s + mgła: 36mln wielokątów/s Generacja powierzchni krzywoliniowej (Bezier): 16mln wielokątów/s Procesor obrazu: Makroblokowy dekoder warstwowy MPEG2 Wydajność przetwarzania obrazu: 150mln pikseli/s

25 Emotion Engine i Graphic Synthesizer
Obudowa procesora i układu graficznego Grafika: "Graphic Synthesizer" Częstotliwość zegara: 150 MHz Przepustowość magistrali DRAM: 48 GB/s Szerokość magistrali DRAM: 256 bitów Konfiguracja pikseli: RGB : Alfa : Z bufor (24:8:32) Maksymalna wydajność: 75 milionów wielokątów na sekundę

26 Widok na całą płytę główną
Liczba urządzeń przetwarzających piksele: 16 (praca równoległa) Osadzona pamięć DRAM: 4 MB wieloportowej pamięci DRAM (synchronizowanej przy 150 MHz) Łączna przepustowość pamięci: 48 GB/s Łączna przepustowość wewnętrznej magistrali danych: 2560 bitów Odczyt: 1024 bity Zapis: 1024 bity Tekstura: 512 bitów Głębia wyświetlanych kolorów: 32 bity (RGBA : po 8 bitów) Z bufor: 32 bity Funkcje odwzorowywania (rendering): Mapowanie tekstur, mapowanie występów, mgła, mieszanie alfa, filtracja dwu-i trzyliniowa, MIPMAP, Antialiasing, wieloprzejściowe odwzorowywanie. Widok na całą płytę główną

27 Wydajność odwzorowywania:
Prędkość wypełniania pikseli 2,4 mld pikseli na sekundę (przy Z-buforze i mieszaniu alfa) 1,2 mld pikseli na sekundę (przy Z-buforze , mieszaniu alfa i teksturach) Prędkość rysowania cząstek 150 mln/s Prędkość rysowania wielokątów 75 mln/s (mały wielokąt) 50 mln/s (czworokąt 48 pikseli z Z i A) 30 mln/s (trójkąt 50 pikseli z Z i A) 25 mln/s (czworokąt 48 pikseli z Z ,A i T) Prędkośc rysowania obiektów sprite 18,75 mln/s (8x8 pikseli) Wyjście obrazu NTSC / PAL + Digital TV (DTV) Łączna liczba tranzystorów 43 miliony 32MB Direct RD RAM Toshiba

28 Dźwięk "SPU2 + CPU": Liczba głosów ADPCM : 48 kanałów na SPU2 plus głosy definiowane programowo. Częstotliwość próbkowania 44,1 kHz lub 48 kHz (do wyboru). Pamięć: 2 MB Procesor WE/WY Procesor główny - Procesor PlayStation (obecny) Częstotliwość zegara 33,8 MHz lub 37,5 MHz Magistrala pomocnicza: 32 bity Rodzaje łącz: FireWire/i-Link IEEE1394, uniwersalna magistrala szeregowa (USB) Komunikacja: Przez kartę PC (PCMCIA Type III)

29 Urządzenie dyskowe: CD-ROM (24x) DVD-ROM (4x)

30 PlayStation 3 Sercem PlayStation 3 będzie układ o kodowej nazwie CELL. W jego tworzenie zaangażowane są trzy firmy - Sony, Toshiba i IBM. Koszt zaplanowanych na cztery lata prac nad tym układem wstępnie oszacowano na pół miliarda dolarów. Dzięki zaangażowaniu tak dużych środków powstać ma procesor, który będzie mógł wykonywać trylion operacji na sekundę (1 teraflop), co jest wynikiem około 100 razy lepszym od P4 z zegarem 2,53 GHz! Tak ogromna wydajność osiągnięta ma być dzięki wykorzystaniu w pojedynczym procesorze od 16 do 32 niezależnych jednostek centralnych (Attached Processing Unit - APU), pogrupowanych w ośmiordzeniowe bloki (Processor Element - PE).       Obsługa całego układu ma być w pełni programowalna, co więcej, zarówno poszczególne rdzenie, jak i całe bloki da się łączyć w grupy w zależności od wykonywanych zadań.

31 CELL składać się ma bowiem z przeszło miliarda tranzystorów, planowana produkcja w technologii 65 nm.

32 Blok procesora w układzie CELL składa się ze sterującego modułu głównego (jednostki przetwarzającej) i ośmu niezależnych rdzeni APU, które mogą wykonywać zadania bądź samodzielnie, bądź wspierać się nawzajem w celu przyśpieszenia obliczeń. Pod względem budowy każdy moduł APU jest tak naprawdę samodzielnym procesorem RISC Co ciekawe, CELL może udostępnić swoją niewykorzystywaną moc obliczeniową innym maszynom podłączonym do domowej sieci, jak również w razie potrzeby skorzystać z ich zasobów - i nie chodzi tu wyłącznie o inne konsole do gier. W dalszej przyszłości naszego PS3 będzie mógł wesprzeć w obliczeniach telewizor czy też inne urządzenie RTV lub AGD, a nawet telefon komórkowy. Konstruktorzy przewidują produkcję "lżejszych" wersji kości CELL, przeznaczonych właśnie dla tego typu urządzeń powszechnego użytku.

33 Za grafikę w PlayStation 3 odpowiedzialny będzie drugi, także w pełni programowalny CELL. W odróżnieniu jednak od wersji podstawowej graficzny CELL będzie miał cztery bloki po cztery rdzenie ogólnego przeznaczenia i kolejne cztery bloki odpowiedzialne tylko za obróbkę pikseli. Do tego dojść mają jeszcze odpowiednio pogrupowane banki pamięci cache. W przypadku akceleratora 3D konsoli PS3 w odróżnieniu od pecetowych procesorów graficznych, które przetwarzają tylko niewielkie i niezbyt skomplikowane programy, twórców gier ograniczać będzie już tylko wyobraźnia i umiejętności programowania. Okazuje się, że efektywność kodu dla graficznego, w pełni programowalnego CELL-a zależy w znacznym stopniu od optymalizacji przydziału zadań dla poszczególnych jednostek wykonawczych i elastycznym grupowaniu i rozgrupowywaniu rdzeni w trakcie wykonywania kolejnych rozkazów.

34

35 Pełna specyfikacja: CPU: Cell Processor PowerPC-base --1 VMX vector unit per core KB L2 cache --7 x --7 x 128b 128 SIMD GPRs --7 x 256KB SRAM for SPE --*1 of 8 SPEs reserved for redundancy --Total floating point performance: 218 gigaflops GPU 550MHz TFLOPS floating point Performance --Full HD (up to 1080p) x 2 channels --Multi-way programmable parallel Floating point shader pipelines --Sound Dolby 5.1ch, DTS, LPCM, etc. (Cell-based processing)

36 MEMORY 256MB XDR Main 256MB GDDR3 System Bandwidth Main RAM GB/s VRAM--22.4GB/s RSX-- 20GB/s (write) + 15GB/s (read) SB2.5GB/s (write) + 2.5GB/s (read) SYSTEM FLOATING POINT PERFORMANCE: 2 teraflops STORAGE --HDD Detachable 2.5" HDD slot x 1 --I/O--USB Front x 4, Rear x 2 (USB2.0) --Memory Stickstandard/Duo, PRO x 1 --SD standard/mini x 1 --CompactFlash(Type I, II) x 1

37 COMMUNICATION --Ethernet (10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T) x 3 (input x 1 + output x 2) --Wi-Fi IEEE b/g --Bluetooth--Bluetooth 2.0 (EDR) --ControllerBluetooth (up to 7) --USB 2.0 (wired) --Wi-Fi (PSP) --Network (over IP) AV OUTPUT Screen size 480i, 480p, 720p, 1080i, 1080p HDMI out x 2 AV multi out x 1 Digital out (optical) x 1 Sercem konsoli PlayStation 3 jest procesor Cell pracujący z częstotliwością 3.2GHz, posiadający wydajność 2 Teraflopy. Wspiera go 256MB pamięci XDR oraz 256MB GDDR VRAM pracującej z częstotliwością 700MHz.

38 Grafiką w tym monstrum zajmie się chip RSX "Reality Synthesizer" stworzony przez firmę Nvidia. Jest on 128-bitowy, zbudowany z 300mln tranzystorów (to więcej niż jakikolwiek procesor w zastosowaniach komercyjnych) i zapewni wyświetlanie grafiki w rozdzielczości 2820x2280. Wyposażony zostanie w 512MB pamięci graficznej, a jego osiągi to 100mld operacji na shaderach (Xbox 360 "tylko" 48mln). Sony twierdzi, że moc chipa jest obecnie dużo większa niż dwóch kart GeForce 6800 Ultra!!

39 Napęd PS3 jest w technologii Blu-Ray tak jak wcześniej zapowiadano, a więc pojemność płytek jest o sześć razy większa niż obecnych nośników DVD (25/50GB). Napęd obsługuje takie formaty, jak: CD-ROM, CD-RW, DVD, DVD-ROM, DVD-R, DVD+R. Sony zapewniło również, że PS3 jest kompatybilne w dół co powinno ucieszyć posiadaczy obecnych platform oraz bogatych bibliotek gier. Dużą wagę przywiązano do obsługi flashowych kart pamięci. PlayStation 3 może używać ich w trzech rodzajach. Są to Memory Stick Duo, SD oraz typowe kompaktowe karty flashowe. Ma również slot dla 2.5" dysku twardego, choć jeszcze nie sprecyzowano, czy będzie on standardowym wyposażeniem konsoli.

40 Producent: Microsoft Procesor: 733 MHz Intel PIII Pamięć: 64 MB Przepustowość szyny: 6,4 GB/s Układ graficzny: 250 MHz nVidia Maks. liczba przet. wielokątów:125 mln/s Maksymalna rozdzielczość:1920 x 1080 Dźwięk: 64 kanały (AC3) Odtwarzacz: DVD-ROM (x2-5) Dysk twardy: 8 GB Internet: Tak Karta sieciowa: Tak USB: Tak

41 Xbox II 360 Informacje na temat zainstalowanego procesora IBM - Częstotliwość 3,2Ghz trzech rdzeni symetrycznych - 2 sprzętowe potoki na rdzeń symetryczny - 1 VMX-128 jednostka wektorowa na rdzeń - 1 MB L2 cache Możliwości generowania procesora - 9 billionpunktór na sekunde Custom ATI Graphics Processor Mhz - 10 MB osadzonej pamięci DRAM - 48-way parallel floating-point shader pipelines - Niezidentyfikowana architektura shader

42 Memory -512 MB GDDR3 RAM - 700 MNz DDR
Audio - Mulitchannel surround sond output - Supports 48khz 16-bit audio independent decompression channels - 32 bit processing Memory Bandwidth GB/s memory interface bus bandwidth GB/s memory bandwidth EDRAM GB/s frontside bus Microsoft na dostawcę procesora do swojej konsoli nie wybrał bowiem ani Intela, ani AMD, lecz firmę IBM. Co więcej, układ ten nie będzie zgodny z kodem x86! Wybór producenta jednostki centralnej dla nowego Xboksa nie jest przypadkowy, gdyż IBM ma bardzo duże doświadczenie w produkcji procesorów na potrzeby konsoli. Wystarczy wspomnieć, że GameCube'a firmy Nintendo napędza procesor PowerPC Gekko właśnie autorstwa IBM-a. Firma ta pracuje także nad procesorem dla GameCube 2 oraz nad układem dla największego rywala Xboksa - konsoli PlayStation 3 - kością o kodowej nazwie CELL.      

43 We wnętrzu Xboksa 2 znajdzie się procesor bazujący na 64-bitowej rodzinie układów PowerPC 970/980. Nie będzie to jednak zwykły PowerPC - procesor ma przede wszystkim umożliwić Xboksowi 2 niezwykle sprawne wykonywanie kilku niezależnych zadań naraz. W tym celu IBM zamierza wyposażyć procesor Xboksa 2 w technologię podobną do Hyper-Threadingu. Ma ona jednak być nawet o 30% efektywniejsza. Co więcej, mimo swojej 64-bitowej architektury procesor ten także zapewniać będzie bardzo dużą wydajność w aplikacjach 32-bitowych. Przetwarzanie zadań multimedialnych usprawnić ma natomiast zintegrowana z procesorem jednostka wektorowa o nazwie Altivec, wykonująca operacje na macierzach. Rozszerza ona zestaw instrukcji procesora PowerPC o 162 dodatkowych instrukcji typu SIMD (Single Instruction Multiple Data). Sam układ produkowany będzie w wymiarze 90 nm z wykorzystaniem technologii SOI (Silicon-on-Insulator), dzięki czemu częstotliwość jego pracy ma wynosić ok. trzech gigaherców Kolejną niespodzianką, jaką przygotował Microsoft, jest zmiana producenta układu graficznego. Firmę nVidia zastąpi ATI z akceleratorem o symbolu R500, a więc procesorem graficznym znacznie bardziej zaawansowanym aniżeli zapowiedziane na pierwszy kwartał tego roku ATI R420 i nVidia NV40.  

44 Konsole czwartej i piątej generacji
Xbox PS2 Xbox 2* PS3* Moc obliczeniowa 3,2 gigaflopa 6,2 gigaflopa brak danych 1 teraflop Procesor Intel Pentium III 733 MHz Sony Emotion Engine (300 MHz) IBM PowerPC (3 GHz) Sony CELL Architektura 32-bitowa 128-bitowa 64-bitowa, współbieżna wielowątkowość (Hyper-Threading) 128-bitowa, w pełni programowalna (możliwość dowolnego łączenia jednostek wykonawczych w bloki) Układ graficzny nVidia X-Chip (300 MHz) Sony Graphics Synthetizer (150 MHz) ATI R500 Sony CELL Visualiser - układ w pełni programowalny Pamięć operacyjna SDRAM 64 MB Rambus Direct-RAM 38 MB DDR2 Rambus XDR DRAM

45 Specyfikacja: procesor - typ 6502 o prędkości 1,79 MHz lub (MOS 65C816 20MHz SNES) pamięć RAM - 2 Kb, 2Kb V-RAM grafika x 240 przy 16 kolorach (paleta 52), 64 sprite 8x8, 8x16 dźwięk - 3 kanały mono PCM nośnik - kartridż o pojemności od 16 Kb do 1 Mb wejścia/wyjścia - AV, RF, zasilanie

46 Najpopularniejsza w historii konsola 8-io bitowa zadebiutowała na runku japońskim w 1983 roku. Po dwóch latach i pewnej modernizacji, konsola trafiła także na rynek europejski i amerykański. Od początku cieszyła się ogromną popularnością, a to głównie za sprawą przeogromnej biblioteki gier. Sama konsola generowała bardzo przyzwoitą grafikę i dźwięk. Oficjalnie sprzedano 66 milionów egzemplarzy, ale ta liczba będzie znacznie wyższa, jeśli weźmie się pod uwagę fakt, że po dziś dzień konsola ta, w nieco zmienionej formie, jest produkowana w Chinach i innych państwach azjatyckich. W ten sposób powstał właśnie fenomen Pegazusa, popularnej u nas w latach 90-tych podróbki NESa. Pegazus, w różnych kształtach i formach, sprzedawany jest po dziś dzień na wielu targowiskach. Katridże "pegazusów" różnią się od tych oryginalnych, ale zapobiegliwi azjaci stworzyli specjalną przejściówkę, która umożliwia uruchomienie pirackich kartów na oryginalnym NESie.

47

48

49 ..:: Super Nintendo ::.. Producent: Nintendo Procesor: 65C816 3,58 MHz
Pamięć: 128 KB RAM, 64 KB V-RAM, 64 KB Audio RAM MAX ILOŚĆ KOLORÓW NA EKRANIE: 256 DOSTĘPNA ILOŚĆ KOLORÓW: 32,678 ROZDZIELCZOŚĆ: 512x448 SCROLLING Horizontal, Vertical, Diagonal Dźwięk: 8 kanałów Odtwarzacz: kartridż Dysk twardy: Nie Internet: Nie Karta sieciowa: Nie USB: Nie

50 MOS 65C816 jest szesnastobitowym procesorem zgodnym programowo `w dół` z zainstalowanym w Atari XL/XE (kosola NES) procesorem Zgodność ta nie obejmuje nielegalnych (niepublikowanych) rozkazów W zamian dodano 10 nowych trybów adresowania i 44 nowe rozkazy, w tym np. operacje przepisywania bloków pamięci. Częstotliwość pracy: do 20 MHz Magistrala danych: 8 bitów Magistrala adresowa: 24 bity Przestrzeń adresowa: 16 MB Wielkość stosu: 64 kB Liczba rozkazów: 90 Liczba trybów adresowania: 23

51 Celem zachowania kompatybilności z aplikacjami pisanymi dla 6502 procesor ma, obok trybu 16-bitowego (tzw. native mode), również tryb emulacji 6502 (emulation mode). W trybie tym funkcjonują wszystkie rozkazy 65C816, jednak nie jest możliwe korzystanie z szesnastobitowych operandów. Dla zachowania kompatybilności z istniejącymi systemami operacyjnymi, procesor 65C816 `budzi się` w trybie emulacji. Szesnastobitowy akumulator bezpośrednio dostępny jest jedynie w trybie natywnym, nawet jednak w trybie emulacji istnieje możliwość zamiany miejscami obydwu jego ośmiobitowych połówek. Wykonuje to rozkaz XBA. Niektóre rozkazy używają szesnastobitowego akumulatora niezależnie od bieżącego trybu pracy CPU i stanu bitu M. W takich wypadkach akumulator oznaczany jest jako rejestr C.

52 Rejestry indeksowe mogą być szesnastobitowe tylko w trybie natywnym
Rejestry indeksowe mogą być szesnastobitowe tylko w trybie natywnym. Przełączenie CPU w tryb emulacji powoduje wyzerowanie ich starszych bajtów. Wskaźnik stosu jest szesnastobitowy, jednak w trybie emulacji jego starszy bajt jest ustawiony na stałe na $01 Transfery pomiędzy rejestrami uzależniają rozmiar operacji od rozmiaru rejestru docelowego. Rejestr znaczników ma 9 bitów. Najstarszy bit, E, odpowiedzialny za kontrolę nad trybem pracy procesora (natywny lub emulacji) jest dostępny jedynie za pośrednictwem znacznika C i rozkazu XCE, który zamienia wartości tychże znaczników.

53

54 GameBoy/GameBoy Color
DANE TECHNICZNE: Procesor: 8 MHz Z80 wykonany przez firmę Sharp, posiada dwa tryby pracy: pojedyńczy (4MHz) i podwójny (8MHz) (8-bit; podobny do procesora Intel 8080 lub Zilog Z80). 

55 Ekran: kolorowy ciekłokrystaliczny wyświetlacz TFT (Thin-Film Transistor) firmy Sharp GBC może używać 8 palet po 4 kolory (jeśli wszystkie są różne daje nam to 32 kolory na raz), sprite'y używają drugich 8 palet (jeden z kolorów w tym przypadku zawsze jest przezroczysty) czyli dalsze 8 x 3 = 24 kolory = 56 teoretyczna maksymalna liczba kolorów.  Ekran (witrualny) 256 x 256 punktów z czego widoczne jest 160 x 144. Pamięć RAM: 8 kB Pamięć Video: 16 kB  Dźwięk: 4 kanałowy generator stereo  Wymiary: 133 x 78 x 27 mm  Sterowanie: 8 kierunkowy D-Pad, 4 przyciski wyboru: A,B, Select, i Start Zasilanie: 13 godzin gry z dwóch baterii AA (R6), albo zasilanie z sieci (poprzez zasilacz 3 V - DC3V, 300mA) 

56 Rozdzielczość: 160x144x 56 kolorów z 32
Rozdzielczość: 160x144x 56 kolorów z palety - inne tryby hi-color dostępne poprzez tweaking.  Sprite'y: x16, 8x8 (cztery kolorowe sprite'y-4 kolory- 1 przezroczysty)  Tiles: 512 na ekranie przy użyciu 16K pamięci VRAM Rozmiar cartrige'a: 256KBit - 16MBit dla gier kompatybilnych z GB.  Aż do 64MBit ROM oraz 128KBytes RAM dla gier przeznaczonych dla GBC, największe z aktualnie produkowanych to 32Mbit ROM / 64K RAM. DMA:  Dwa nowe tryby DMA. Transfer danych jest stały i niezależny od obciążenia procesora. Nowe tryby pozwalają na wymianę danych z ROM lub RAM do VRAM na poziomie 16 bajtów na jeden H-Blank. Jest to konieczne, ponieważ tyle wymaga kolorowy obraz oraz zapewnia to szybką i płynną animację. Szybkość portu szeregowego: 512 Kbps 

57 ..::Nintendo 64::.. Producent: Nintendo
Procesor: MIPS R4300i / 93,75 MHz (64 bitowy procesor RISC) Pamięć: 4 MB "Rambus" DRAM (wspólna dla wszystkich komponentów konsoli: grafika, dźwięk, kod programu) Układ graficzny: Rozdzielczość max 640x480 pikseli, 32 bitowy "RGBA pixel color frame buffer", liczba kolorów zdefiniowana w 21 bitach Dźwięk: Stereo, do 100 kanałów PCM

58 Gry wprowadzane są do urządzenia za pomocą specjalnych kasetek (cartridge) wstawianych w specjalne złącze (slot). Sygnał obrazu i dźwięku wyprowadzony jest na zewnątrz za pomocą standardowych wtyczek (cinch) co umożliwia podłączenie do dowolnego zestawu wideo. Nintendo 64 jest 64-bitowym urządzeniem opartym na procesorze RISC MIPS R4300 taktownym z częstotliwością MHz, wspomaganym przez 64-bitowy koprocesor graficzny RISC "Reality Immersion" pracujący z częstotliwością 62,5 MHz. W koprocesor wbudowany został specjalny procesor do obróbki tekstur i generowania efektów trójwymiarowych. Pozwala to na uzyskanie w czasie rzeczywistym takich efektów jak: wygładzanie krawędzi brył, z których składają się wyświetlane obiekty (anti-aliasing); nakładanie tekstur na zdefiniowaną powierzchnię (texture mapping); stosowanie kilku identycznych tekstur, przeskalowanych wg wielkości, co poprawia wygląd teksturowanych powierzchni w momencie zbliżania (MIP-mapping; łac. multi in partem); cieniowanie polegające na rozmyciu krawędzi dwóch sąsiadujących obiektów pokrytych różnymi teksturami (Gouraud shading); poprawne użycie perspektywy zapobiegające przekłamaniom podczas obracania tekstur wokół dowolnych osi (perspective correct texture mapping); ustalanie kolejności wyświetlania obiektów znajdujących się w różnej odległości od obserwatora (z-buffering); uzyskanie całkowitej lub częściowej przezroczystości obiektu (alpha channel); obracanie oraz skalowanie obiektów.

59 Konsola generuje stereofoniczny dźwięk 16-bitowy z jakością CD (44
Konsola generuje stereofoniczny dźwięk 16-bitowy z jakością CD (44.1 kHz), przy czym może być on tworzony przy użyciu maksymalnie 100 kanałów, obraz wyświetlany jest z rozdzielczością 256x224 lub 640x480 punktów. Nintendo 64 wyposażone jest w 4 MB pamięci operacyjnej.

60 Producent: Nintendo Procesor: 485 MHz IBM Power PC Pamięć: 40 MB Przepustowość szyny: 2,6 GB/s Układ graficzny: 162 MHz ATI/Nintendo Liczba przetw. wielok±tów: 6-12 mln/s DĽwięk: 64 kanały (48 KHz) Odtwarzacz: CAV (3 calowe dyski 1.5GB) Dysk twardy: Nie Internet: Tak Karta sieciowa: Nie USB: Nie

61 Producent:Sega Procesor: 200 MHz Pamięć 26 MB Układ graficzny: 100 Mhz NEC PowerVR2Maks. liczba przetw. wielokątów: 3mln/s Maksymalna rozdzielczość: 640 x 480 Dźwięk: 64 kanały (48 KHz) Odtwarzacz GD-ROM (x12) Dysk twardy: Nie Internet:Tak (56 kB/s) Karta sieciowa: Nie USB: Nie

62 Producent: Sega Procesor: Hitachi SH-4 / 200 MHz (128-bitowy procesor RISC, 360 MIPS, 1,4 GFLOPS) Pamięć: 16 MB RAM, 8 MB Video RAM, 2 MB Audio RAM; Układ graficzny: Standardowa rozdzielczość standardów NTSC i PAL, paleta 16,7 mln. kolorów, sprzętowe wsparcie dla zaawansowanych technik 2D i 3D Dźwięk: 64 kanały, wsparcie dla dźwięku przestrzennego Odtwarzacz: Wbudowany napęd GD-ROM (pojemność 1024 MB, prędkość odczytu 1,8 MB/s)