Analisis bagian dalam kartrid Super Nintendo

 (fabiensanglard.net)
1 poin oleh GN⁺ 2024-04-23 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp

Here is a summary of the key points from the article on Super Nintendo cartridges, translated into Korean and organized using Markdown syntax:

Struktur internal kartrid Super Nintendo

  • Kartrid game Super Nintendo dapat memuat elemen tambahan di dalam chip ROM selain instruksi dan aset.
    • Di dalam PCB juga bisa ditemukan chip proteksi salin CIC, SRAM, bahkan "prosesor peningkat performa".

CIC (proteksi salin)

  • Mekanisme proteksi salin SNES bekerja dengan cara dua chip di konsol dan kartrid berkomunikasi dalam keadaan tersinkronisasi.
  • Jika CIC di konsol mendeteksi perilaku abnormal, semua prosesor akan di-reset.

ROM: instruksi & aset

  • Ukuran ROM game pada masa lalu ditampilkan dalam satuan bit, bukan byte (misalnya: The Legend of Zelda 3 adalah 8Mb).
  • Game dengan kapasitas terbesar adalah Star Ocean (48Mb), sedangkan karya klasik seperti Super Mario World hanya memakai satu ROM 4Mb.
  • Penulis merangkum estimasi penggunaan ROM untuk 3.378 judul dalam CSV buatannya sendiri.

SRAM (fitur simpan)

  • Beberapa game menyediakan fitur penyimpanan progres dengan memakai chip SRAM dan baterai.
  • Saat daya konsol dimatikan, SRAM beralih ke mode daya rendah untuk mengurangi konsumsi baterai.

Prosesor peningkat performa (Enhancement Processor)

  • Yang paling terkenal adalah Super FX (julukan "MARIO", "GSU-1") yang digunakan di Star Fox pada 1993.
  • Wikipedia dan snescentral.com memiliki daftar lengkap game SNES yang memakai chip peningkat performa.
    • Total ada 13 jenis chip yang digunakan di 72 game.

SA-1

  • "Super Accelerator 1" adalah MVP di antara chip peningkat performa dan digunakan di 34 kartrid.
    • CPU-nya sama-sama 65C816 seperti di konsol, tetapi berjalan 4 kali lebih cepat pada 10.74Mhz.
    • Memiliki SRAM 2KB dan CIC bawaan.
  • SA-1 memiliki 3 mode operasi (akselerasi, pemrosesan paralel, pemrosesan campuran). Pada konfigurasi terkuat, performa keseluruhan sistem meningkat 5 kali.
  • Di komunitas retro gaming, SA-1 digunakan untuk memperbaiki gameplay game lama yang dulu mengalami masalah perlambatan, seperti Mario World, Gradius 3, dan Contra 3.

CX4

  • CX4 adalah karya Capcom dan digunakan di Mega Man X2 dan X3.
    • Chip ini menyediakan rendering wireframe 3D, berbagai perhitungan, serta fungsi scaling/rotasi sprite ke VRAM.
  • Meski terkenal karena efek wireframe-nya, chip ini sebenarnya dipakai untuk seluruh pemrosesan sprite sepanjang game, sehingga lebih banyak sprite bisa ditampilkan tanpa kedipan layar.

Prosesor Enhancement lainnya

  • CS-DD1: chip dekompresi sprite. Digunakan di 2 game.
  • Seri DSP: digunakan di 16 game. Menyediakan instruksi seperti perkalian 16-bit berkecepatan tinggi, sin/cos, dan lainnya.
  • OBC-1: digunakan di 1 game. (baru ada dugaan terkait manipulasi sprite)
  • S-RTC: menyediakan fungsi jam waktu nyata. Digunakan di 1 game.
  • SPC7110: chip dekompresi data. Digunakan di 3 game.
  • ST-010, ST-011, ST-018: chip dari SETA untuk peningkatan AI. Masing-masing digunakan di 1–2 game.

SUPERFX (GSU-1, GSU-2)

  • GSU-1 digunakan di 5 game termasuk Star Fox.
    • Berjalan pada 10.74Mhz, dengan cache instruksi 512 byte agar dapat beroperasi tanpa membuat CPU SNES kekurangan data.
  • Berbeda dari PPU SNES yang berpusat pada tile/sprite, SuperFX dikhususkan untuk rendering piksel dan rasterisasi poligon.
    • Biasanya merender ke framebuffer di kartrid lalu mengirimkannya ke VRAM saat VSYNC.
  • GSU-2 adalah GSU-1 yang dijalankan pada kecepatan penuh 21.47Mhz. Digunakan di 3 game seperti Yoshi's Island dan Doom.
  • Di komunitas SNES, sedang ada proyek untuk meningkatkan game lama menggunakan GSU-1 dan GSU-2.

Chip peningkat performa dan emulator

  • Chip peningkat performa sangat membantu meningkatkan pengalaman bermain sekaligus menurunkan biaya publisher, tetapi kemudian menjadi sumber masalah bagi pengembang emulator.
    • Beberapa game bergantung pada chip yang tidak lazim sehingga baru bisa diemulasikan dengan benar pada 2012.
  • Untuk emulator, dibutuhkan banyak upaya reverse engineering terhadap chip-chip tersebut.
    • Untuk chip yang memiliki ROM internal (berbasis ARM), file BIOS harus disediakan ke emulator.
  • Bahkan hingga 2020, emulasi beberapa chip langka masih belum selesai.

Pendapat GN⁺

  • Chip peningkat performa adalah contoh menarik dalam sejarah desain perangkat keras dan pengembangan game. Berbagai ide dan upaya untuk memaksimalkan perangkat keras yang terbatas sangat menonjol di sini.
  • Dari sudut pandang pengembangan emulator saat ini, chip-chip ini memang merepotkan, tetapi pada masanya merupakan cara efektif untuk meningkatkan kualitas game dan menghemat biaya pengembangan.
  • Contoh serupa di industri antara lain berbagai chip tambahan pada Sega Mega Drive/Genesis (SVP, Sega Virtua Processor, dll.) serta slot kartu memori Neo Geo.
  • Chip ekspansi seperti ini sering muncul pada fase akhir siklus hidup konsol, yang tampaknya merupakan upaya untuk menembus batas spesifikasi perangkat keras. Pada saat yang sama, ini juga merupakan masa transisi menuju peluncuran konsol baru.
  • Menarik melihat adanya proyek di komunitas retro gaming untuk meningkatkan performa game-game lama. Ini bisa dipandang sebagai upaya menafsirkan ulang game klasik dengan perspektif modern sambil tetap mempertahankan niat kreatif pembuat aslinya.

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-04-23
Komentar Hacker News
  • Kartrid konsol game di masa lalu dapat terhubung langsung ke bus, mirip dengan kartu ekspansi PCI pada PC, sehingga bisa menghadirkan berbagai fungsi. Namun, sejak GBA, kartrid hanya digunakan untuk penyimpanan data sederhana.
  • Dengan teknologi modern, chip ray tracing atau chip ekspansi MSU1 dapat dipasang di dalam kartrid untuk meningkatkan performa konsol secara signifikan. Bahkan pembuatan chip fisik yang nyata juga secara teori memungkinkan.
  • CPU SNES biasanya berjalan pada 3.58MHz, tetapi saat menggunakan beberapa kartrid SlowROM murah, kecepatannya turun menjadi 2.68MHz. Ada juga komunitas modding yang mencoba memperbaikinya lewat patch.
  • Proteksi salin SNES bekerja dengan cara menyinkronkan chip CIC pada konsol dan kartrid, tetapi dapat dengan mudah dilewati menggunakan perangkat backup.
  • Ketika pengembang game lama membagikan teknik terperinci dalam bentuk blog, kepadatan informasinya lebih tinggi daripada video YouTube.
  • Super Mario World adalah mahakarya yang memuat beragam karakter, sprite, dan stage dalam kapasitas 360KB.
  • Jika pendekatan chip ekspansi SNES dipadukan dengan teknologi modern, grafis yang lebih maju juga mungkin diwujudkan. Chip SuperFX memiliki framebuffer sendiri dan bekerja dengan cara menyalinnya ke VRAM.
  • Pengembang port Doom untuk SNES membuatnya sepenuhnya lewat reverse engineering tanpa dokumentasi tentang chip GSU maupun source code Doom.
  • Sebagian besar harga game di masa lalu berasal dari biaya pembuatan kartrid. Saat ini, biaya distribusi game hampir tidak ada.
  • Pada Yoshi's Island, penurunan frame rate dapat diamati dalam situasi tertentu.
  • Ukuran game mengikuti satuan pangkat dua agar sesuai dengan ukuran chip ROM. Sumber angka jumlah byte yang tepat dalam dokumen tersebut tidak jelas.
  • Chip ekspansi SNES memungkinkan game yang jauh melampaui performa dasar konsol. Secara khusus, chip SA-1 menunjukkan performa 4 kali lebih cepat daripada CPU utama.
  • Game tidak resmi menggunakan berbagai cara akal-akalan untuk melewati proteksi salin, seperti mengharuskan kartrid asli terpasang.
  • Dengan menganalisis korelasi antara ukuran game dan faktor-faktor lain, mungkin bisa diperoleh wawasan menarik tentang pengembangan game SNES.