Технические характеристики PlayStation 2 - PlayStation 2 technical specifications

Материнская плата SCPH-10000

Материнская плата SCPH-30001

Материнская плата SCPH-70001

Материнская плата SCPH-79001

В Технические характеристики PlayStation 2 описать различные компоненты PlayStation 2 (PS2) игровая консоль.

Обзор

В шестое поколение аппаратное обеспечение PlayStation 2 игровая приставка состоит из различных компонентов. В основе конфигурации консоли лежит ее центральное процессорное устройство (CPU), кастомный RISC процессор, известный как Двигатель эмоций который работает на 294МГц (300 МГц в более поздних консолях). ЦП во многом полагается на интеграцию с двумя блоки векторной обработки, известный как VPU0 и VPU1, синтезатор графики и блок с плавающей запятой (FPU) для рендеринга 3D графика. Другие компоненты, такие как DVD-ROM оптический привод и DualShock 2 контроллер, обеспечивает программное обеспечение и ввод данных для управления пользователем.

Программное обеспечение PlayStation 2 распространяется на CD-ROM и DVD-ROM. Кроме того, консоль может воспроизводить аудио компакт-диски и DVD-фильмы, а также обратно совместимый с оригиналом Игровая приставка игры. Это достигается за счет включения процессора оригинальной PlayStation, который также служит в качестве процессора PS2. Процессор ввода / вывода.^[1] PS2 также поддерживает ограниченную функциональность с оригинальной PlayStation. карты памяти и контроллеры. Контроллер DualShock 2 для PS2 - это обновленная версия DualShock для PlayStation с аналог кнопки на лице, плече и крестовине, заменяющие цифровой пуговицы оригинальные.^[2] Как и его предшественник, контроллер DualShock 2 имеет с силовой обратной связью технологии.

Стандартная карта памяти PlayStation 2 имеет 8МБ емкость и использует Sony MagicGate шифрование. Это требование препятствовало производству карт памяти третьими сторонами, которые не приобрели лицензию MagicGate. Карты памяти без шифрования можно использовать для хранения сохраненных игр PlayStation, но игры PlayStation не смогут читать или записывать на карту - такую ​​карту можно использовать только в качестве резервный. Для PlayStation 2 доступно множество карт памяти сторонних производителей, обеспечивающих больший объем памяти, чем стандартные 8 МБ. Однако их использование не поддерживается, и совместимость не гарантируется. Эти карты памяти могут иметь до 128 МБ дискового пространства.

Консоль также имеет USB и IEEE 1394 порты расширения. Совместимость с устройствами USB и IEEE 1394 зависит от программного обеспечения, поддерживающего устройство. Например, BIOS PS2 не загружает ISO образ из флешка или используйте USB-принтер, поскольку операционная система устройства не поддерживает эту функцию. Напротив, Gran Turismo 4 и Туристический трофей запрограммированы на сохранение снимков экрана в Запоминающее устройство USB и печатать изображения на определенных USB-принтерах. Жесткий диск PlayStation 2 можно установить через отсек расширения в задней части консоли и требовалось играть в некоторые игры, в частности в популярные Последняя фантазия XI.^[3]

Центральное процессорное устройство

Процессор Emotion Engine, обнаруженный в SCPH-7000x

Комбинированный EE + GS + RDRAM + DRAM, обнаруженный в сериях SCPH-7900x и SCPH-9000x

ASIC от SCPH-90001 (CXD2976GB) стрижен, чтобы показать кремний EE + GS + RDRAM + DRAM

• ЦПУ: MIPS III На базе R5900 "Двигатель эмоций ", с тактовой частотой 294,912 МГц (299 МГц в более новых версиях), с 128 бит SIMD возможности^[4][5]
• 250 нм Изготовление CMOS (заканчивающееся на 65-нм CMOS), 13,5 млн. транзисторы, Размер матрицы 225 мм²,^[6] Рассеиваемая мощность 15 Вт (объединенная EE + GS в SCPH-7500x и более поздних моделях SCPH-7000x): 86 мм², 53,5 миллиона транзисторов)^[7] (объединенный EE + GS + RDRAM + DRAM в SCPH-7900x завершился разработкой 65 нм CMOS)^[8]
  • Ядро процессора: MIPS R5900 (COP0), 64-битный, с прямым порядком байтов (mipsel). ЦП представляет собой суперскалярный, упорядоченный дизайн с двумя проблемами с 6-ступенчатыми длинными целочисленными конвейерами, 32 32-битными регистрами GPR, 32 128-битными линейными скалярными регистрами SIMD, двумя 64-битными целочисленными ALU, 128-битным блоком загрузки-хранения (LSU) и блок выполнения ответвлений (BXU).
  • Набор команд: MIPS III, подмножество MIPS IV с запатентованными Sony 107 векторными мультимедийными командами SIMD (MMI). Настраиваемый набор инструкций был реализован путем группирования двух 64-битных целочисленных ALU.
    • 32-битный FPU сопроцессор (COP1) с 6-ступенчатым длинным конвейером (аккумулятор умножения с плавающей запятой × 1, делитель с плавающей запятой × 1). FPU не соответствует стандарту IEEE.
  • 32-битные векторные блоки VLIW-SIMD на 147,456 МГц: VPU0 и VPU1 (накопитель умножения с плавающей запятой × 9, делитель с плавающей запятой × 1), каждый VPU содержит векторный блок (VU), кэш команд, кэш данных и интерфейсный блок. Каждый векторный блок также имеет верхний исполнительный блок, содержащий 4 × FMAC, и нижний исполнительный блок, содержащий FDIV, целочисленный ALU, блок загрузки-сохранения, логику ветвления, 16 16-битных целочисленных регистров и 32 128-битных регистра с плавающей запятой. VPU1 имеет дополнительный блок EFU.
    • VPU0 (COP2; FMAC × 4, FDIV × 1) тесно связан с основным процессором и обычно используется для преобразования полигонов и геометрии (при параллельном или последовательном подключении), физики и других задач, связанных с игровым процессом.
    • VPU1 (элементарный функциональный блок, EFU; FMAC × 5, FDIV × 2) работает независимо, управляемый микрокодом, параллельно ядру ЦП, обычно используется для преобразований многоугольника и геометрии, отсечения, отсечения, освещения и других вычислений на основе визуализации (матрица текстуры возможность для 2 координат (UV / ST))^[9]
      • Параллельно: результаты VU0 / FPU отправляются в виде другого списка отображения через MFIFO (например, для сложных символов / транспортных средств и т. Д.)
      • Последовательный: результаты VU0 / FPU отправляются в VU1 (с помощью 3 методов) и могут действовать как дополнительный препроцессор геометрии, который выполняет всю базовую работу по обновлению сцены каждый кадр (например, камеру, перспективу, привязку и законы движения, такие как анимация или физика)^[10]
  • Блок обработки изображений (IPU): MPEG-2 декодер слоя макроблоков со сжатым изображением, позволяющий воспроизводить DVD и игры FMV. Это также позволило выполнить векторное квантование для данных 2D-графики.^[11]
  • Блок управления памятью (MMU),^[12] Контроллер RDRAM и контроллер DMA: обрабатывают доступ к памяти в системе
  • Кэш-память: 16 КБ кэш команд, 8 КБ + 16 КБ блокнот (ScrP) кеш данных
  • Электронный блокнот (SPR) - это расширенная область памяти, видимая процессору EE. Эта расширенная память обеспечивает 16 килобайт быстрой оперативной памяти, доступной для использования приложением. Память блокнота может использоваться для хранения временных данных, ожидающих отправки через DMA, или для любого другого временного хранилища, которое может определить программист.

Интерфейсы

• Подключение процессора ввода / вывода: удаленный вызов процедур по последовательному каналу, контроллер DMA для массовой передачи
• Основная шина памяти RDRAM. Пропускная способность: 3,2 ГБ / с
• Графический интерфейс (GIF), канал DMA, который соединяет ЦП EE с сопроцессором GS. Чтобы нарисовать что-то на экране, необходимо отправить команды рендеринга в GS по каналу GIF: 64-бит, шина 150 МГц, максимальная теоретическая пропускная способность 1,2 ГБ / с.^[6]
• Списки отображения сгенерированные CPU / VPU0 и VPU1 отправляются в GIF, который определяет их приоритет перед отправкой в Графический синтезатор для рендеринга.
• Интерфейс векторного модуля (VIF) состоит из двух каналов DMA: VIF0 для VPU0 и VIF1 для VPU1. Векторные блоки и основной ЦП обмениваются данными через каналы VIF DMA.
• SIF - последовательный интерфейс или интерфейс подсистемы, который состоит из 3 каналов DMA:
• Интерфейс подсистемы 0 (SIF0) и интерфейс подсистемы 1 (SIF1), используемые для связи между главным процессором EE и сопроцессором IOP. Это последовательные каналы DMA, по которым оба ЦП могут отправлять команды и устанавливать связь через протокол RPC.
• Интерфейс подсистемы 2 (SIF2), используемый для обратной совместимости с играми PS1 и отладки.

Спектакль

• Производительность с плавающей запятой: 6,2GFLOPS (32-битная с плавающей запятой одинарной точности)
  • FPU 0,64 GFLOPS
  • VU0 2,44 GFLOPS^[13][14]
  • VU1 3,08 GFLOPS (включая внутренний EFU 0,64 GFLOPS)
• Трехполосное геометрическое преобразование (VU0 + VU1): 150 миллионов вершин в секунду^[15]
  • Геометрическое преобразование 3D CG с необработанными операциями 3D перспективы (VU0 + VU1): 66–80 + миллионов вершин в секунду^[9]
  • Геометрические преобразования 3D CG на пике костей / движений / эффектов (текстур) / источников света (VU0 + VU1, параллельно или последовательно): 15–20 миллионов вершин в секунду^[15]
  • Освещение: 38 миллионов полигонов в секунду
  • Туман: 36 миллионов полигонов в секунду
  • Создание изогнутой поверхности (Безье): 16 миллионов полигонов в секунду
  • Производительность обработки изображений: 150 миллионов пикселей в секунду
  • Фактические реальные полигоны (на кадр): 500–650 тыс. При 30 FPS, 250–325k при 60 FPS
• Инструкций в секунду: 6000 MIPS (миллион инструкций в секунду)^[16]

Системная память

• Основная память: 32 МБ PC800 32-битный двухканальный (2x 16-битный) RDRAM (Прямой Рамбус DRAM) @ 400 МГц, пиковая полоса пропускания 3,2 ГБ / с^[6]

Блок обработки графики

• Процессор параллельного рендеринга со встроенной памятью DRAM «Graphics Synthesizer» (GS) с тактовой частотой 147,456 МГц
• Матрица 279 мм² (объединенная EE + GS в SCPH-7500x: 86 мм², 53,5 миллиона транзисторов)
• Программируемый контроллер CRT (PCRTC) для вывода
• Пиксельных конвейеров: 16 без каких-либо блоки наложения текстуры (TMU), однако половина конвейеров пикселей может выполнять текстурирование, поэтому скорость заполнения составляет либо 16 пикселей за такт с 2400 мегапикселями без текстур; или 8 пикселей за такт при 1200 мегапикселях с билинейным текстурированием и 1200 мегатекселей (билинейных).
• Разрешение видеовыхода: от 256 × 224 до 1920 × 1080^[17]
• 4 МБ встроенной DRAM в качестве видеопамяти (дополнительные 32 МБ основной памяти могут использоваться как видеопамять для текстур вне экрана); 48гигабайт в секунду пиковая пропускная способность
  • Пропускная способность буфера текстур: 9,6 ГБ / с
  • Пропускная способность буфера кадра: 38,4 ГБ / с
• Ширина шины eDRAM: 2560 бит (состоит из трех независимых шин: 1024 бит записи, 1024 бит чтения, 512 бит чтения / записи)
• Конфигурация пикселей: RGB: альфа, 24: 8, 15: 1; 16-, 24- или 32-битный Z-буфер
• Глубина цвета дисплея: 32 бита (RGBA: 8 бит каждый)
• Выделенное подключение к основному ЦП и VU1
• Общая скорость заполнения пикселей: 16 × 147 Мпикс / с = 2,352 гигапикселя / с
  • 1,2 гигапикселя / с (с Z-буфером, альфа-каналом и текстурой)
  • Без текстуры, плоская штриховка: 2,4 Гпикс / с (75000000 32-пиксельных растровых треугольников)
  • С 1 полной текстурой (диффузная карта), Гуро заштрихованный: 1.2 Гпикс / с (37 750 000 32-битных растровых треугольников)
  • С 2 полными текстурами (диффузная карта и зеркальное отражение, альфа или другие), затенение Гуро: 0,6 Гпикс / с (18 750 000 32-битных растровых треугольников)
  • Скорость заполнения текстур: 1.2 Гтексел / с
  • Скорость рисования спрайтов: 18,75 млн / с (8 × 8 пикселей)
  • Скорость вытягивания частиц: 150 миллионов / с
• Скорость рисования многоугольника: 75 миллионов / с (маленький многоугольник)
  • 50 миллионов / с (48-пиксельный квадроцикл с Z и A)
  • 30 миллионов / с (50-пиксельный треугольник с Z и A)
  • 25 миллионов / с (48-пиксельный квадроцикл с Z, A и T)
  • 16 миллионов / с (75-пиксельный треугольник с Z, A, T и туманом)^[18]
• VESA (максимум 1280 × 1024 пикселей)
  • 3 пути рендеринга (путь 1, 2 и 3)
    

    Графический синтезатор, обнаруженный в SCPH-390xx
    Эффекты GS включают в себя: текстуры чтения-записи, тиснение рельефное отображение, Отображение рельефа Dot3 (нормальное отображение ),^[19] несколько источников света, освещение по вершине, объемный туман, mipmapping, LOD, сферическое гармоническое освещение,^[20] рендеринг с высоким динамическим диапазоном (HDR), размытие движения, тепловая дымка, цветение, глубина резкости, теневые объемы, отображение теней, отображение света, отображение среды, рендеринг в текстуру, альфа-смешение, альфа-тест, альфа-тест назначения, тест глубины, тест ножниц, эффекты прозрачности, эффекты фреймбуфера, эффекты постобработки, наложение текстуры с коррекцией перспективы, edge-AAx2 (poly требуется сортировка),^[9] билинейная, трилинейная фильтрация текстур, многопроходная, палитра (соотношение 6: 1, 4 бита; соотношение 3: 1, 8 бит), NURBS, кривые Безье, поверхности Безье, B-сплайны, закадровое рисование, маска кадрового буфера, плоское затенение, Затенение Гуро, затенение чел, дизеринг, текстура вздутие.
• Возможность многопроходного рендеринга
  • Четыре прохода: 300Мпиксел / с (300 Мпикселей / с разделить на 32 пикселя = 9 375 000 треугольников / с потеряно каждые четыре прохода)^[21]

Аудио

• Аудио: «SPU1 + SPU2» (SPU1 - это фактически процессор с тактовой частотой 8 МГц, а SPU2 - это PS1 SPU)
  • Звуковая память: 2 МБ
  • Количество голосов: 48 аппаратных каналов ADPCM на SPU2 плюс программно-микшированные определяемые, программируемые каналы
  • Частота дискретизации: 44,1 кГц или 48 кГц (по выбору)
  • Источник звука PCM
  • Цифровые эффекты включают:
    • Модуляция высоты тона
    • Конверт
    • Зацикливание
    • Цифровая реверберация
  • Загрузка до 512K дискретизированных сигналов
  • Поддерживает MIDI-инструменты
  • Выход: Dolby Digital 5.1 Объемный звук, DTS (Видео с полным движением только), в более поздних играх достигается матричное кодирование объемного звука 5.1 во время игры через Dolby Pro Logic II

Процессор ввода / вывода

• Процессор ввода-вывода (IOP)
  • Память ввода / вывода: 2 МБ EDO DRAM
  • Ядро процессора: Оригинальный процессор PlayStation (MIPS R3000A с тактовой частотой 33,8688 МГц или 37,5 МГц + PS1 GTE и MDEC для обратной совместимости с играми для PS1)
  • Автоматически понижается до 33,8688 МГц для обеспечения обратной совместимости оборудования с играми оригинального формата PlayStation.
  • Дополнительная шина: 32-битная
  • Подключение к: SPU и контроллеру CD / DVD.

Заменено на PowerPC IOP на базе "Deckard" с 4 МБ SDRAM начиная с SCPH-7500x.

Связь

• 2 собственных порта контроллеров PlayStation (частота 250 кГц для PS1 и 500 кГц для контроллеров PS2)
• 2 фирменных слота для карт памяти с использованием MagicGate шифрование (250 кГц для карт PS1. До 2 МГц для карт PS2 со средней скоростью последовательного чтения / записи 130 кбит / с)
• 2 USB 1.1 порты с OHCI-совместимым контроллером
• Множественный выход AV (Композитное видео, S-Video, RGBS (SCART ), РГсБ (Разъем VGA^†), YP_Bп_р (компонент), и D-терминал )
• РФС DC Out
• S / PDIF Цифровой выход
• Залив расширения для 3,5-дюймового жесткого диска и Сетевой адаптер (требуется только для HDD, SCPH-300xx - 500xx)^[22]
• Карта ПК слот для сетевого адаптера (типа PC Card) и внешнего жесткого диска (модели SCPH-10000, SCPH-15000, SCPH-18000)^[23]
• Emotion Engine (EE) включает встроенный порт последовательного ввода-вывода (SIO), который используется внутри ядра EE для вывода отладки и сообщений, а также для запуска отладчика ядра.
• Ethernet порт (только Slim)
• i.LINK (также известный как FireWire) (только SCPH-10000 до 3900x)^[24]
• Инфракрасный порт дистанционного управления (SCPH-500xx и новее)^[25]

^† Разъем VGA доступен только для игр с поддержкой прогрессивной развертки, домашних систем и Linux для PlayStation 2 и требует монитора, который поддерживает сигналы RGsB (синхронизация по зеленому).

Оптический привод

• Тип дисковода: собственный интерфейс через специальный микроконтроллер + микросхему DSP. CD-ROM 24x скорости [3,6 МБ / с], DVD-ROM 4x скорости [5,28 МБ / с] - региональная блокировка с защита от копирования.
• Поддерживаемые дисковые носители: CD-ROM формата PlayStation 2, CD-ROM формата PlayStation, CD-DA, DVD-ROM формата PlayStation 2, DVD видео. Поддерживаются DVD5 (однослойный, 4,7 ГБ) и DVD9 (двухслойный, 8,5 ГБ). Более поздние модели, начиная с SCPH-500xx, являются DVD + RW и DVD-RW совместимый.

Смотрите также

• Технические характеристики PlayStation
• Технические характеристики PlayStation 3
• Технические характеристики PlayStation 4

Рекомендации

1. Стюарт, Кит (12 декабря 2013 г.). «PS4 и Xbox One: так почему они не обратно совместимы?». хранитель. В архиве из оригинала 14 июня 2015 г.
2. «Обзор Dual Shock 2». IGN. 27 сентября 2001 г. В архиве из оригинала 2011-05-15. Получено 7 февраля, 2011. Самая большая разница между Dual Shock 2 и оригиналом ... все кнопки и даже цифровая клавиатура имеют аналоговую поддержку. Это означает, что d-pad, четыре лицевых кнопки и четыре кнопки переключения передач чувствительны к давлению и имеют 255 степеней чувствительности. Также стоит отметить, что Dual Shock 2 немного легче оригинального Dual Shock, потому что у него меньше шестеренок для функции вибрации контроллера.
3. «Обзор Final Fantasy XI для PlayStation 2 - GameSpot». Uk.gamespot.com. 23 марта 2004 г. Архивировано с оригинал 21 июля 2011 г.. Получено 11 ноября, 2010.
4. Джон Л. Хеннесси и Дэвид А. Паттерсон. «Компьютерная архитектура: количественный подход, третье издание». ISBN  1-55860-724-2
5. Кейт Дифендорф. «Эмоционально заряженный чип Sony». Отчет микропроцессора, Volume 13, Number 5, 19 апреля 1999 г. Ресурсы микродизайна.
6. Хеннесси, Джон Л.; Паттерсон, Дэвид А. (29 мая 2002 г.). Компьютерная архитектура: количественный подход (3-е изд.). Морган Кауфманн. ISBN  978-0-08-050252-6. Получено 9 апреля 2013.
7. https://www.sie.com/content/dam/corporate/en/corporate/release/pdf/030421be.pdf
8. «ニ ー 、 65nm 対 応 の 半導体 設備 を 導入。 3 年 間 で 2,000 億 円 の 投資». pc.watch.impress.co.jp. В архиве из оригинала от 13.08.2016.
9. «Использование возможностей PS2» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 20 июля 2011 г.. Получено 11 ноября, 2010.
10. "Эмоция". Ким Л. Ву. В архиве из оригинала 14 июня 2012 г.. Получено 7 июля 2011.
11. "Аарон Д Лантерман" (PDF). users.ece.gatech.edu. В архиве (PDF) из оригинала от 24.10.2014.
12. «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала на 19.09.2016. Получено 2016-02-07.
13. «Архитектура векторных единиц для синтеза эмоций». В архиве с оригинала 10 мая 2018 г.. Получено 26 апреля, 2017.
14. «Разработка и программирование двигателя эмоций» (PDF). В архиве (PDF) с оригинала 28 апреля 2017 г.. Получено 26 апреля, 2017.
15. "Внутри PlayStation 2". philvaz.com. Архивировано из оригинал 4 марта 2011 г.. Получено 1 июля, 2011.
16. «Архивная копия». В архиве с оригинала на 2014-10-06. Получено 2014-09-30.
17. "Выбор режима GS: разработка и отзывы". psx-scene.com. В архиве из оригинала от 03.12.2014.
18. GS Руководство пользователя, Sony Computer Entertainment, 2001
19. «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала от 16.05.2015. Получено 2016-01-25.
20. «Практическая реализация SH-освещения и HDR-рендеринга». slidegur.com. В архиве из оригинала от 09.10.2016.
21. «Оптимизация программирования для PS2» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 20 июля 2011 г.. Получено 11 ноября, 2010.
22. «Номера моделей аксессуаров для PlayStation 2 и PS2». В архиве из оригинала от 16.03.2010.
23. «Номера моделей аксессуаров для PlayStation 2 и PS2». В архиве из оригинала от 16.03.2010.
24. «PlayStation 2 SCPH-39001 Инструкция по эксплуатации». В архиве из оригинала от 16.12.2013. Получено 2013-12-16.
25. «SCEI запускает новую модель SCPH-50000 для PlayStation 2» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 2014-10-27. Получено 2013-12-16.