Marc Schickler, 15. Dezember 2005

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1 Marc Schickler, 15. Dezember 2005 Inhaltsverzeichnis: Vergleich der Spielekonsole mit dem PC Seite 2 Historie der Spielekonsolen o 1. Generation von 1976 bis 1983 Seite 3 o 2. Generation von 1984 bis 1988 Seite 3 o 3. Generation von 1988 bis 1994 Seite 4 o 4. Generation von 1994 bis 1999 Seite 5 Die heutige Generation der Spielekonsolen o Nintendo Gamecube, SEGA Dreamcast Seite 6-7 Der Vergleich: Sony Playstation 2 vs. Microsoft XBox o Vorstellung der beiden Konsolen Seite 8 o Die Architektur Seite 9 o Der Prozessor Seite 10 o Der Grafikprozessor Seite 11 o Die Sound-und I/O-Prozessoren Seite 12 Die nächste Generation der Spielekonsolen Seite

2 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 3D- Modelle. 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. 2

3 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 F- Konsole bis zu den 16 der Intellivision-Konsole von Mattel aus dem Jahr 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 3

4 Master System von SEGA in der gleichen Zeit nur 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. 4

5 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. 5

6 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 Online- Videospiel 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, 6

7 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. 7

8 Der Vergleich: Playstation 2 vs. XBox Sony Playstation 2 Die Playstation 2 (kurz PS2) von Sony erschien Ende November 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 Microsoft- Chef 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 XBox- Spieletitel 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 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

9 Die Architektur 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/O- Prozessor, 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 nforce- Chipsatz für den PC entwickelten, waren durch den Platzmangel in der Konsole notwendig. Die 64 MByte Hauptspeicher sind doppelt so viel als beim Konkurrenten. 9

10 Der Prozessor 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 AI- Simulationen 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. 10

11 Der Grafikprozessor 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. 11

12 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. 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

13 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 Kabel- Controller 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 GDDR3- RAM 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, 13

14 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 Shader- Operationen 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. 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 Nintendo- Konsole 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. 14

15 Quellenverzeichnis: Zeitschrift c t 5/