Technické specifikace PlayStation 2 - PlayStation 2 technical specifications

Základní deska SCPH-10 000
Základní deska SCPH-30001
Základní deska SCPH-39001
Základní deska SCPH-70001
Základní deska SCPH-79001

Na PlayStation 2 technické specifikace jsou popsány různé komponenty PlayStation 2 (PS2) herní konzole.

Přehled

Šesté generace hardware na PlayStation 2 video herní konzola se skládá z různých komponent. Jádrem konfigurace konzoly je její centrální procesorová jednotka (CPU), vlastní procesor RISC známý jako Emotion Engine, který pracuje na frekvenci 294  MHz (300 MHz v pozdějších konzolách). Při vykreslování 3D grafiky je procesor silně závislý na integraci se dvěma jednotkami pro zpracování vektorů , známými jako VPU0 a VPU1, Graphics Synthesizer a FPU ( floating-point unit ) . Další komponenty, jako je optická jednotka DVD-ROM systému a řadič DualShock 2 , poskytují vstup pro ovládání softwaru a uživatele.

Software PlayStation 2 je distribuován na disky CD-ROM a DVD-ROM. Konzole navíc dokáže přehrávat zvukové disky CD a DVD a je zpětně kompatibilní s původními hrami PlayStation . Toho je dosaženo zahrnutím původního procesoru PlayStation, který také slouží jako I/O procesor PS2 . PS2 také podporuje omezenou funkčnost původních paměťových karet a ovladačů PlayStation . Ovladač PS2 DualShock 2 je vylepšenou verzí PlayStation DualShock s analogovými tlačítky na obličeji, rameni a D-padu nahrazujícími digitální tlačítka originálu. Stejně jako jeho předchůdce má ovladač DualShock 2 technologii vynucené zpětné vazby .

Standardní paměťová karta PlayStation 2 má kapacitu 8  MB a používá šifrování MagicGate od společnosti Sony . Tento požadavek zabránil výrobě paměťových karet třetími stranami, které si nekoupily licenci MagicGate. K ukládání uložených her PlayStation lze použít paměťové karty bez šifrování, ale hry PlayStation nebudou moci z karty číst ani na ni zapisovat - takovou kartu lze použít pouze jako zálohu . Pro PlayStation 2 je k dispozici celá řada paměťových karet, které nevyrábí Sony, což umožňuje větší kapacitu paměti než standardních 8 MB. Jejich použití však není podporováno a kompatibilita není zaručena. Tyto paměťové karty mohou mít až 128 MB úložného prostoru.

Konzole také obsahuje rozšiřující porty USB a IEEE 1394 . Kompatibilita se zařízeními USB a IEEE 1394 závisí na softwaru, který zařízení podporuje. Například systém PS2 BIOS nespustí bitovou kopii ISO z jednotky USB flash ani nebude provozovat tiskárnu USB, protože operační systém stroje tuto funkci neobsahuje. Naproti tomu Gran Turismo 4 a Tourist Trophy jsou naprogramovány tak, aby ukládaly snímky obrazovky na velkokapacitní paměťové zařízení USB a tiskly obrázky na určitých USB tiskárnách. Pevný disk PlayStation 2 lze nainstalovat pomocí rozšiřující pozice v zadní části konzoly a byl vyžadován ke hraní určitých her, zejména populárního Final Fantasy XI .

Centrální procesorová jednotka

CPU Emotion Engine, jak je nalezeno v SCPH-7000x
Kombinovaná EE+GS+RDRAM+DRAM nalezená v řadách SCPH-7900x a SCPH-9000x
ASIC z SCPH-90001 (CXD2976GB) oholený, aby ukázal křemík EE+GS+RDRAM+DRAM
  • CPU : „ Emotion Engine “ na bázi MIPS III R5900 , taktovaný na 294,912 MHz (299 MHz u novějších verzí), se 128bitovými možnostmi SIMD
  • Výroba 250 nm CMOS (končící 65 nm CMOS), 13,5 milionu tranzistorů , velikost matrice 225 mm², rozptyl 15 W (kombinovaný EE+GS v SCPH-7500x a novějších SCPH-7000x): 86 mm², 53,5 milionu tranzistorů) ( kombinovaný EE+GS+RDRAM+DRAM v SCPH-7900x zakončený 65 nm CMOS designem)
    • Jádro CPU: MIPS R5900 (COP0), 64bitové, malý endian (mipsel). CPU je superskalární , dvouřádkový design provedení v pořadí s 6stupňovými dlouhými celočíselnými kanály, 32 32bitovými registry GPR, 32 128bitovými lineárními skalárními registry SIMD, dvěma 64bitovými celočíselnými ALU, 128bitovým úložištěm zatížení jednotka (LSU) a pobočka prováděcí jednotka (BXU).
    • Sada instrukcí: podmnožina MIPS III, MIPS IV s patentovanými multimediálními instrukcemi 107 SIMD společnosti Sony (107 MMI) od společnosti Sony. Vlastní instrukční sada byla implementována seskupením dvou 64bitových celočíselných ALU.
      • 32bitový koprocesor FPU (COP1) se 6stupňovým dlouhým potrubím (akumulátor s násobením s plovoucí desetinnou čárkou × 1, dělič s pohyblivou řádovou čárkou × 1). FPU není kompatibilní s IEEE.
    • Dvě 32bitové vektorové jednotky VLIW-SIMD na 294,912 MHz: VPU0 a VPU1 (akumulátor násobení s pohyblivou řádovou čárkou × 9, dělič s pohyblivou řádovou čárkou × 1), každá jednotka VPU obsahuje vektorovou jednotku (VU), mezipaměť instrukcí, mezipaměť dat a jednotku rozhraní. Každá vektorová jednotka má také horní prováděcí jednotku obsahující 4 × FMAC a spodní prováděcí jednotku obsahující FDIV, celočíselnou ALU, jednotku úložiště zátěže, logiku větve, 16 16bitových celočíselných registrů a 32 128bitových registrů s plovoucí desetinnou čárkou. VPU1 má další jednotku EFU.
      • VPU0 (COP2; FMAC × 4, FDIV × 1) je pevně spojen s hlavním CPU a obvykle se používá pro transformace polygonů a geometrií (pod paralelním nebo sériovým připojením), fyziku a další úkoly související s hrou
      • VPU1 (Elementary Functional Unit, EFU; FMAC × 5, FDIV × 2) pracuje nezávisle řízený mikrokódem, paralelně k jádru CPU, obvykle se používá pro polygonové a geometrické transformace, ořezávání, utrácení, osvětlení a další vizuální výpočty (matice textur schopný pro 2 souřadnice (UV/ST))
        • Paralelní: výsledky VU0/FPU odeslané jako další zobrazovací seznam přes MFIFO (např. Pro složité znaky/vozidla/atd.)
        • Sériové: výsledky VU0/FPU odeslané do VU1 (pomocí 3 metod) a mohou fungovat jako volitelný předprocesor geometrie, který provádí veškerou základní práci při aktualizaci scény v každém snímku (např. Kamera, perspektiva, vykostění a zákony pohybu, jako je animace nebo fyzika)
    • Image Processing Unit (IPU): MPEG-2 komprimovaný obrazový makroblokový dekodér vrstvy umožňující přehrávání DVD a herních FMV . Umožnilo také vektorovou kvantizaci pro 2D grafická data.
    • Jednotka správy paměti (MMU), řadič RDRAM a řadič DMA: zvládněte přístup k paměti v systému
    • Cache paměť : 16 KB instrukční cache, 8 KB + 16 KB scratchpad datové cache (SPSaR)
    • Scratchpad (SPR) je rozšířená oblast paměti viditelná pro procesor EE. Tato rozšířená paměť poskytuje 16 kilobajtů rychlé RAM dostupné pro použití aplikací. Paměť Scratchpad lze použít k ukládání dočasných dat, která čekají na odeslání prostřednictvím DMA, nebo pro jakékoli jiné dočasné úložiště, které může programátor definovat.

Rozhraní

  • Propojení I/O procesoru: vzdálené volání procedur přes sériovou linku, řadič DMA pro hromadný přenos
  • Hlavní paměťová sběrnice RDRAM. Šířka pásma: 3,2 GB/s
  • Grafické rozhraní (GIF), kanál DMA, který spojuje procesor EE s koprocesorem GS. Chcete-li něco nakreslit na obrazovku, musíte poslat příkazy vykreslení do GS prostřednictvím kanálu GIF: 64bitová sběrnice 150 MHz, maximální teoretická šířka pásma 1,2 GB/s.
  • Seznamy zobrazení generované CPU/VPU0 a VPU1 jsou odesílány do formátu GIF, který je upřednostňuje před odesláním do nástroje Graphics Synthesizer k vykreslování.
  • Vector Unit Interface (VIF), se skládá ze dvou kanálů DMA VIF0 pro VPU0 a VIF1 pro VPU1. Vektorové jednotky a hlavní CPU komunikují prostřednictvím kanálů VIF DMA.
  • SIF - sériové rozhraní nebo rozhraní subsystému, které se skládá ze 3 kanálů DMA:
  • Subsystem Interface 0 (SIF0) and Subsystem Interface 1 (SIF1), used for communication between the EE main CPU and IOP co-processor. Jedná se o sériové kanály DMA, kde oba procesory mohou odesílat příkazy a navazovat komunikaci prostřednictvím protokolu RPC.
  • Subsystem Interface 2 (SIF2), který se používá pro zpětnou kompatibilitu s hrami PS1 a ladění.

Výkon

  • Výkon s pohyblivou řádovou čárkou: 6,2  GFLOPS (32bitová plovoucí desetinná čárka s jednoduchou přesností)
    • FPU 0,64 GFLOPS
    • VU0 2,44 GFLOPS
    • VU1 3,08 GFLOPS (včetně interního 0,64 GFLOPS EFU)
  • Trojpásmová geometrická transformace (VU0+VU1): 150 milionů vrcholů za sekundu
    • Geometrická transformace 3D CG se surovými 3D perspektivními operacemi (VU0+ VU1): 66–80+ milión vrcholů za sekundu
    • Geometrické transformace 3D CG na špičkách kostí/pohyby/efekty (textury)/světla (VU0+VU1, paralelní nebo série): 15–20 milionů vrcholů za sekundu
    • Osvětlení: 38 milionů polygonů za sekundu
    • Mlha: 36 milionů polygonů za sekundu
    • Generování zakřiveného povrchu (Bezier): 16 milionů polygonů za sekundu
    • Výkon zpracování obrazu: 150 milionů pixelů za sekundu
    • Skutečné polygony v reálném světě (na snímek): 500–650k při 30  FPS, 250–325k při 60  FPS
  • Pokyny za sekundu : 6 000 MIPS (milion instrukcí za sekundu)

Systémová paměť

Jednotka pro zpracování grafiky

  • Procesor paralelního vykreslování s integrovaným DRAM „Graphics Synthesizer“ (GS) s frekvencí 147,456 MHz
  • Die 279 mm² (kombinovaná EE+GS v SCPH-7500x: 86 mm², 53,5 milionu tranzistorů)
  • Programovatelný CRT řadič (PCRTC) pro výstup
  • Pixel pipelines: 16 bez jakýchkoli jednotek mapování textur (TMU), nicméně polovina pixel pipelines může provádět texturování, takže fillrate je buď 16 pixelů za hodinu s texturou 2400 Mpixels; nebo 8 pixelů za hodinu s 1 200 megapixely s bilineární texturou a 1 200 megatexelů (bilineární).
  • Rozlišení výstupního videa: Proměnlivé od 256 × 224 do 1920 × 1080
  • 4 MB integrované paměti DRAM jako videopaměti (dalších 32 MB hlavní paměti lze použít jako video paměť pro textury mimo obrazovku); Špičková šířka pásma 48  gigabajtů za sekundu
    • Šířka pásma vyrovnávací paměti textury: 9,6 GB/s
    • Šířka pásma vyrovnávací paměti rámce: 38,4 GB/s
  • Šířka sběrnice eDRAM: 2560 bitů (skládá se ze tří nezávislých sběrnic: 1024bitové zápisy, 1024bitové čtení, 512bitové čtení/zápis)
  • Konfigurace pixelů: RGB: alfa, 24: 8, 15: 1; 16-, 24- nebo 32bitový Z-buffer
  • Barevná hloubka displeje: 32bitová (RGBA: každá 8 bitů)
  • Vyhrazené připojení k hlavnímu CPU a VU1
  • Celková pixelová výplň: 16 × 147  Mpix/s = 2,352 gigapixelu/s
    • 1,2 gigapixelu/s (s vyrovnávací pamětí Z, alfa a texturou)
    • Bez textury, plochý stín: 2,4  Gpix/s (75 000 000 32pixelových rastrových trojúhelníků)
    • S 1 plnou texturou (difúzní mapa) Gouraud stínoval : 1,2  Gpix/s (37 750 000 32bitových rastrových trojúhelníků pixelů)
    • Se 2 plnými texturami (difúzní mapa a zrcadlové, alfa nebo jiné) Gouraud stínoval: 0,6  Gpix/s (18 750 000 32bitových rastrových trojúhelníků pixelů)
    • Výplň textury: 1,2 Gtexel/s
    • Rychlost kreslení Sprite: 18,75 milionu/s (8 × 8 pixelů)
    • Rychlost čerpání částic: 150 milionů/s
  • Rychlost kresby mnohoúhelníku: 75 milionů/s (malý mnohoúhelník)
    • 50 milionů/s (48pixelový quad se Z a A)
    • 30 milionů/s (50pixelový trojúhelník se Z a A)
    • 25 milionů/s (48pixelový quad se Z, A a T)
    • 16 milionů/s (75pixelový trojúhelník se Z, A, T a mlhou)
  • VESA (maximálně 1280 × 1024 pixelů)
  • 3 cesty vykreslování (cesta 1, 2 a 3)
    Graphics Synthesizer, jak je nalezen v SCPH-390xx
    Efekty GS zahrnují: Dot3 bump mapping ( normální mapování ) ,, mipmapping , sférické harmonické osvětlení, alfa blending, alfa test, cílový alfa test, hloubkový test, nůžkový test, efekty průhlednosti, efekty framebufferu, efekty postprocesingu, perspektivně korektní textura mapování, edge-AAx2 (vyžadováno poly třídění), bilineární, filtrování trilineárních textur, víceprůchodové, paletizační (poměr 6: 1 4bitové; poměr 3: 1 8bitové), kreslení mimo obrazovku, maska ​​framebufferů, ploché stínování, Gouraud stínování, stínování cel, dithering, textura svíjející .
  • Možnost vykreslování více průchodů
    • Čtyři průchody: 300  Mpixel /s (300 Mpixel/s děleno 32 pixely = 9 375 000 trojúhelníků/s ztraceno každé čtyři průchody)

Zvuk

  • Zvuk: „SPU1+SPU2“ (SPU1 je ve skutečnosti procesor taktovaný na 8 MHz a SPU2 je PS1 SPU)
    • Zvuková paměť: 2 MB
    • Počet hlasů: 48 hardwarových kanálů ADPCM na SPU2 plus softwarově smíšené definovatelné, programovatelné kanály
    • Vzorkovací frekvence: 44,1 kHz nebo 48 kHz (volitelné)
    • Zdroj zvuku PCM
    • Mezi digitální efekty patří:
      • Pitch Modulation
      • Obálka
      • Opakování
      • Digital Reverb
    • Načtěte až 512 kB vzorkovaných průběhů
    • Podporuje MIDI nástroje
    • Výstup: Prostorový zvuk Dolby Digital 5.1 , DTS ( pouze video s plným pohybem ), pozdější hry dosáhly maticově kódovaného prostorového zvuku 5.1 během hraní prostřednictvím Dolby Pro Logic II

I/O procesor (IOP)

  • Vstupní výstupní procesor (IOP)
    • I/O paměť: 2 MB EDO DRAM
    • CPU Core: Originální PlayStation CPU (MIPS R3000A s taktem 33,8688 MHz nebo 37,5 MHz+PS1 GTE a MDEC pro zpětnou kompatibilitu s hrami PS1)
    • Automaticky podtaktováno na 33,8688 MHz, aby byla zajištěna zpětná kompatibilita hardwaru s původními hrami ve formátu PlayStation.
    • Sub sběrnice: 32bitová
    • Připojení k: SPU a řadiči CD/DVD.

Nahrazeno „Deckard“ IOP na bázi PowerPC se 4 MB SDRAM počínaje SCPH -7500x.

Konektivita

  • 2 proprietární porty řadiče PlayStation (hodiny 250 kHz pro PS1 a 500 kHz pro ovladače PS2)
  • 2 proprietární sloty pro paměťové karty využívající šifrování MagicGate (250 kHz pro karty PS1. Až 2 MHz pro karty PS2 s průměrnou sekvenční rychlostí čtení/zápisu 130 kbit/s)
  • 2 porty USB 1.1 s řadičem kompatibilním s OHCI
  • AV Multi Out ( kompozitní video , S-Video , RGBS ( SCART ), RGsB ( konektor SCART nebo VGA ), YP B P R (komponentní) a D-terminál )
  • RFU DC výstup
  • Digitální výstup S/PDIF
  • Rozšiřující pozice pro 3,5palcový pevný disk a síťový adaptér (vyžadováno pouze pro pevný disk, SCPH-300xx až 500xx)
  • Slot pro kartu PC pro síťový adaptér (typ karty PC) a externí pevný disk (modely SCPH-10000, SCPH-15000, SCPH-18000)
  • Emotion Engine (EE) obsahuje sériový port I/O (SIO) na čipu, který interně používá jádro EE k výstupu ladění a zpráv a ke spuštění ladicího programu jádra.
  • Ethernetový port (pouze tenký)
  • i.LINK (také známý jako FireWire) (pouze SCPH-10 000 až 3 900 x)
  • Infračervený port dálkového ovládání (SCPH-500xx a novější)

^† Standardní režim RGB umožňuje pouzeprokládané režimyaž do 480i (NTSC) a 576i (PAL) aprogresivníaž do 240 p. Pro vyšší režimy je nutný displej nebo adaptér s funkcí Sync-on-green (RGsB). Kromě tohoochranaprotikopírováníPS2Macrovisionnení kompatibilní ani s jedním režimem RGB, takže disky DVD nelze přehrávat s RGB. Bylo známo, že úpravy základní desky obcházejí oba problémy.
^†Rdi VGA konektor je k dispozici pouze pro hry podporující progresivní skenování, systémy podporující homebrew aLinux pro PlayStation 2a vyžaduje monitor, který podporuje signály RGsB nebo „synchronizovat na zelenou“.
^†⇨ Na rozdíl od všeobecného přesvědčenívýstupYPBPR/komponentPS2plně podporuje 240p a hry z původní PlayStation. Výstup 240p však není součástístandarduYPBPR, proto jej nepodporují všechny HDTV. Jako alternativní řešení lze použít převzorkování.

Optická disková jednotka

  • Typ diskové jednotky: proprietární rozhraní prostřednictvím vlastního mikrořadiče + čip DSP. 24x rychlost CD-ROM [3,6 MB/s], 4x rychlost DVD-ROM [5,28 MB/s]-uzamčení oblasti s ochranou proti kopírování .
  • Podporovaná disková média: CD-ROM ve formátu PlayStation 2, CD-ROM ve formátu PlayStation, CD-DA , CD-DA , DVD-ROM ve formátu PlayStation 2, DVD Video . Podporovány jsou disky DVD5 (jednovrstvé, 4,7 GB) a DVD9 (dvouvrstvé, 8,5 GB). Pozdější modely začínající na SCPH-500xx jsou kompatibilní s DVD+RW a DVD-RW .

Viz také

Reference