Specificații tehnice PlayStation 2 - PlayStation 2 technical specifications

O placă de bază SCPH-10000
O placă de bază SCPH-30001
O placă de bază SCPH-39001
O placă de bază SCPH-70001
O placă de bază SCPH-79001

Specificațiile tehnice PlayStation 2 descriu diferitele componente ale consolei de jocuri video PlayStation 2 (PS2).

Prezentare generală

A șasea generație hardware al PlayStation 2 consola de jocuri video este format din diferite componente. În centrul configurației consolei se află unitatea centrală de procesare (CPU), un procesor RISC personalizat cunoscut sub numele de Emotion Engine care funcționează la 294  MHz (300 MHz în consolele ulterioare). CPU se bazează puternic pe integrarea sa cu două unități de procesare vectorială , cunoscute sub numele de VPU0 și VPU1, sintetizatorul grafic și o unitate cu virgulă mobilă (FPU) pentru a reda grafica 3D . Alte componente, cum ar fi unitatea optică DVD-ROM a sistemului și controlerul DualShock 2 , furnizează software-ul și intrarea de control a utilizatorului.

Software-ul PlayStation 2 este distribuit pe CD-ROM și DVD-ROM. În plus, consola poate reda CD-uri audio și filme DVD și este compatibilă cu jocurile originale PlayStation . Acest lucru se realizează prin includerea procesorului original PlayStation, care servește și ca procesor I / O al PS2 . PS2 acceptă, de asemenea, funcționalități limitate cu cardurile de memorie și controlere originale PlayStation . Controlerul DualShock 2 al PS2 este o versiune îmbunătățită a DualShock-ului PlayStation cu butoane analogice pentru față, umăr și D-pad care înlocuiesc butoanele digitale ale originalului. La fel ca predecesorul său, controlerul DualShock 2 are tehnologie de feedback forțat .

Cardul de memorie PlayStation 2 standard are o capacitate de 8  MB și utilizează criptarea MagicGate de la Sony . Această cerință a împiedicat producerea de carduri de memorie de către terți care nu au achiziționat o licență MagicGate. Cardurile de memorie fără criptare pot fi utilizate pentru a stoca salvarea jocurilor PlayStation, dar jocurile PlayStation nu ar putea să citească sau să scrie pe card - un astfel de card ar putea fi folosit doar ca rezervă . Există o varietate de carduri de memorie fabricate non-Sony disponibile pentru PlayStation 2, permițând o capacitate de memorie mai mare decât standardul de 8 MB. Cu toate acestea, utilizarea lor nu este acceptată, iar compatibilitatea nu este garantată. Aceste carduri de memorie pot avea până la 128 MB spațiu de stocare.

Consola are, de asemenea, porturi de expansiune USB și IEEE 1394 . Compatibilitatea cu dispozitivele USB și IEEE 1394 depinde de software-ul care acceptă dispozitivul. De exemplu, PS2 BIOS nu va porni o imagine ISO de pe o unitate flash USB sau va opera o imprimantă USB, deoarece sistemul de operare al aparatului nu include această funcționalitate. În schimb, Gran Turismo 4 și Tourist Trophy sunt programate pentru a salva capturi de ecran pe un dispozitiv de stocare în masă USB și pentru a imprima imagini pe anumite imprimante USB. Un HDD PlayStation 2 poate fi instalat prin compartimentul de expansiune din spatele consolei și a fost necesar pentru a juca anumite jocuri, în special popularul Final Fantasy XI .

Unități centrale de procesare

CPU Emotion Engine așa cum se găsește în SCPH-7000x
EE + GS + RDRAM + DRAM combinate găsite în seria SCPH-7900x și SCPH-9000x
ASIC de la SCPH-90001 (CXD2976GB) este ras pentru a arăta siliconul EE + GS + RDRAM + DRAM
  • CPU : „ Emotion Engine ” bazat pe MIPS III R5900 , tactat la 294,912 MHz (299 MHz pe versiunile mai noi), cu capacități SIMD pe 128 de biți
  • Fabricare CMOS de 250 nm (care se termină cu CMOS 65 nm ), 13,5 milioane de tranzistoare , dimensiune matriță de 225 mm², disipare de 15 W (EE + GS combinată în SCPH-7500x și ulterior SCPH-7000x): 86 mm², 53,5 milioane tranzistori) ( combinat EE + GS + RDRAM + DRAM în SCPH-7900x încheiat cu un design CMOS de 65 nm)
    • Miez CPU: MIPS R5900 (COP0), pe 64 de biți, puțin endian (mipsel). Procesorul este un design superscalar , executat în ordine, cu 2 numere, cu conducte întregi în 6 trepte, 32 de registre GPR pe 32 de biți, 32 de registre scalare liniare SIMD pe 128 de biți, două ALU-uri întregi pe 64 de biți, stocare de încărcare pe 128 de biți (LSU) și o unitate de execuție a sucursalei (BXU).
    • Set de instrucțiuni: MIPS III, subset MIPS IV cu instrucțiunile multimedia 107 vectoriale SIMD (MMI) proprietare Sony. Setul de instrucțiuni personalizate a fost implementat prin gruparea celor două ALU-uri întregi pe 64 de biți.
      • Coprocesor FPU pe 32 de biți (COP1) cu conductă lungă în 6 trepte (acumulator multiplu în virgulă mobilă × 1, divizor în virgulă mobilă × 1). FPU nu este conform IEEE.
    • Două unități vectoriale VLIW-SIMD pe 32 de biți la 294,912 MHz: VPU0 și VPU1 (acumulator multiplu în virgulă mobilă × 9, divizor în virgulă mobilă × 1) fiecare VPU conține o unitate vectorială (VU), cache de instrucțiuni, cache de date și unitate de interfață. Fiecare unitate vector are, de asemenea, o unitate de execuție superioară conținând 4 × FMAC și o unitate de execuție inferioară conținând FDIV, ALU întreg, unitate de stocare a sarcinii, logică de ramificare, 16 registre întregi de 16 biți și 32 de registre cu virgulă mobilă de 128 de biți. VPU1 are o unitate EFU suplimentară.
      • VPU0 (COP2; FMAC × 4, FDIV × 1) este strâns cuplat cu CPU-ul principal și este de obicei utilizat pentru transformări de poligon și geometrie (în conexiune paralelă sau în serie), fizică și alte sarcini legate de joc
      • VPU1 (Elementary Functional Unit, EFU; FMAC × 5, FDIV × 2) funcționează independent controlat de microcod, paralel cu nucleul CPU, este de obicei utilizat pentru transformări de poligon și geometrie, decupare, tăiere, iluminare și alte calcule bazate pe vizualizare (matrice de textură capabil pentru 2 coordonate (UV / ST))
        • Paralel: rezultatele VU0 / FPU trimise ca o altă listă de afișare prin MFIFO (de exemplu, caractere complexe / vehicule / etc.)
        • Serial: rezultatele VU0 / FPU trimise către VU1 (prin 3 metode) și pot acționa ca un pre-procesor de geometrie opțional care face toate lucrările de bază pentru a actualiza scena fiecare cadru (de exemplu, cameră, perspectivă, dezosare și legi ale mișcării, cum ar fi animații sau fizică)
    • Unitate de procesare a imaginii (IPU): decodificator de strat macrobloc de imagine comprimat MPEG-2 care permite redarea DVD-urilor și a jocului FMV . De asemenea, a permis cuantificarea vectorială pentru datele grafice 2D.
    • Unitatea de gestionare a memoriei (MMU), controler RDRAM și controler DMA: gestionează accesul la memorie în sistem
    • Memorie cache : cache de instrucțiuni de 16 KB , cache de date de 8 KB + 16 KB scratchpad (ScrP)
    • Scratchpad (SPR) este o zonă extinsă de memorie vizibilă pentru CPU EE. Această memorie extinsă oferă 16 kiloocteți de RAM rapidă pentru a fi utilizată de aplicație. Memoria Scratchpad poate fi utilizată pentru a stoca date temporare care așteaptă să fie trimise prin DMA sau pentru orice altă stocare temporară pe care programatorul o poate defini.

Interfețe

  • Interconectare procesor I / O: apel de procedură la distanță printr-o legătură serială, controler DMA pentru transfer în bloc
  • Magistrală de memorie RDRAM principală. Lățime de bandă: 3,2 GB / s
  • Interfață grafică (GIF), canal DMA care conectează procesorul EE la coprocesorul GS. Pentru a atrage ceva pe ecran, trebuie să trimiteți comenzi de redare către GS prin canalul GIF: 64-bit, magistrală 150 MHz, lățime de bandă teoretică maximă de 1,2 GB / s.
  • Listele de afișare generate de CPU / VPU0 și VPU1 sunt trimise către GIF, care le acordă prioritate înainte de a le expedia în sintetizatorul grafic pentru redare.
  • Vector Unit Interface (VIF), este format din două canale DMA VIF0 pentru VPU0 și VIF1 pentru VPU1. Unitățile vectoriale și CPU-ul principal comunică prin canale VIF DMA.
  • SIF - Serial Interface sau Subsystem Interface care este format din 3 canale DMA:
  • Subsystem Interface 0 (SIF0) și Subsystem Interface 1 (SIF1), utilizate pentru comunicarea între CPU-ul principal EE și coprocesorul IOP. Acestea sunt canale DMA seriale în care ambele procesoare pot trimite comenzi și stabili comunicații printr-un protocol RPC.
  • Subsystem Interface 2 (SIF2), utilizat pentru compatibilitatea cu jocurile PS1 și depanare.

Performanţă

  • Performanță în virgulă mobilă: 6,2  GFLOPS (virgulă mobilă de 32 biți cu o singură precizie)
    • FPU 0,64 GFLOPS
    • VU0 2,44 GFLOPS
    • VU1 3.08 GFLOPS (Inclusiv intern 0.64 GFLOPS EFU)
  • Transformare geometrică tri-bandă (VU0 + VU1): 150 milioane vârfuri pe secundă
    • Transformare geometrică 3D CG cu operații de perspectivă 3D brute (VU0 + VU1): 66–80 + milioane de vârfuri pe secundă
    • Transformări geometrice CG 3D la oase de vârf / mișcări / efecte (texturi) / lumini (VU0 + VU1, paralel sau serie): 15-20 milioane de vârfuri pe secundă
    • Iluminare: 38 milioane poligoane / secundă
    • Ceață: 36 milioane poligoane / secundă
    • Generarea suprafeței curbate (Bezier): 16 milioane de poligoane / secundă
    • Performanță de procesare a imaginii: 150 de milioane de pixeli / secundă
    • Poligoane reale din lume (pe cadru): 500–650k la 30  FPS, 250–325k la 60  FPS
  • Instrucțiuni pe secundă : 6.000 MIPS (milioane de instrucțiuni pe secundă)

Memorie de sistem

Unitate de procesare grafică

  • Procesor de redare în paralel cu DRAM încorporat „Graphics Synthesizer” (GS) tactat la 147.456 MHz
  • Matriță de 279 mm² (EE + GS combinată în SCPH-7500x: 86 mm², 53,5 milioane tranzistori)
  • Controler CRT programabil (PCRTC) pentru ieșire
  • Conducte de pixeli: 16 fără nicio unitate de cartografiere a texturii (TMU), cu toate acestea, jumătate din conductele de pixeli pot efectua texturare, deci rata de umplere este fie de 16 pixeli pe ceas cu 2400 Mpixeli fără textură; sau 8 pixeli pe ceas cu 1200 megapixeli cu textură biliniară și 1200 megatexeli (biliniari).
  • Rezoluție de ieșire video: Variabilă de la 256 × 224 la 1920 × 1080
  • 4 MB de DRAM încorporat ca memorie video (32 MB suplimentari de memorie principală pot fi folosiți ca memorie video pentru texturi off-screen); 48  gigaocteți pe secundă lățime de bandă de vârf
    • Lățimea de bandă a tamponului de textură: 9,6 GB / s
    • Lățimea de bandă a bufferului cadrului: 38,4 GB / s
  • Lățimea magistralei eDRAM: 2560 biți (compusă din trei autobuze independente: scriere 1024 biți, citire 1024 biți, citire / scriere 512 biți)
  • Configurare pixel: RGB: alfa, 24: 8, 15: 1; Buffer Z de 16, 24 sau 32 de biți
  • Adâncimea culorii afișajului: 32 de biți (RGBA: 8 biți fiecare)
  • Conexiune dedicată la CPU principal și VU1
  • Viteza de umplere totală a pixelilor: 16 × 147  Mpix / s = 2,352 gigapixel / s
    • 1,2 gigapixeli / s (cu tampon Z, alfa și textură)
    • Fără textură, umbrită plat: 2,4  Gpix / s (75.000.000 de triunghiuri raster de 32 de pixeli)
    • Cu 1 textură completă (hartă difuză), umbrită Gouraud : 1,2  Gpix / s (37.750.000 triunghiuri raster pe 32 de biți)
    • Cu 2 texturi complete (hartă difuză și speculară, alfa sau altele), umbrită Gouraud: 0,6  Gpix / s (18.750.000 triunghiuri raster pe 32 de biți)
    • Viteza de umplere a texturii: 1,2 Gtexel / s
    • Rată de desen Sprite: 18,75 milioane / s (8 × 8 pixeli)
    • Rata de extragere a particulelor: 150 milioane / s
  • Rata de extragere a poligonului: 75 milioane / s (poligon mic)
    • 50 de milioane / s (quad de 48 de pixeli cu Z și A)
    • 30 de milioane / s (triunghi de 50 de pixeli cu Z și A)
    • 25 de milioane / s (quad de 48 de pixeli cu Z, A și T)
    • 16 milioane / s (triunghi de 75 de pixeli cu Z, A, T și ceață)
  • VESA (maxim 1280 × 1024 pixeli)
  • 3 căi de redare (calea 1, 2 și 3)
    Sintetizator grafic așa cum se găsește în SCPH-390xx
    Efectele GS includ: cartografierea Dot3 (cartografiere normală ) ,, mipmapping , iluminare armonică sferică, amestec alfa, test alfa, test alfa destinație, test adâncime, test foarfece, efecte transparență, efecte framebuffer, efecte post-procesare, textură corectă în perspectivă cartografiere, margine-AAx2 (este necesară sortarea poli), filtrare biliniară, triliniară a texturii, trecere multiplă, paletizare (raport 6: 1 pe 4 biți; raport 3: 1 pe 8 biți), desen pe ecran, mască framebuffer, umbrire plană, Gouraud umbrire, umbrire celulară, dithering, textură scânteietoare .
  • Capacitate de redare multi-pass
    • Patru treceri: 300  Mpixel / s (300 Mpixeli / s împărțiți la 32 pixeli = 9.375.000 triunghiuri / s pierdute la fiecare patru treceri)

Audio

  • Audio: „SPU1 + SPU2” (SPU1 este de fapt procesorul tactat la 8 MHz și SPU2 este PS1 SPU)
    • Memorie de sunet: 2 MB
    • Număr de voci: 48 de canale hardware ADPCM pe SPU2 plus canale programabile, definibile în amestec software
    • Frecvența de eșantionare: 44,1 kHz sau 48 kHz (selectabil)
    • Sursă audio PCM
    • Efectele digitale includ:
      • Modularea pitch-ului
      • Plic
      • Buclă
      • Reverb digital
    • Încărcați până la 512K de forme de undă eșantionate
    • Suportă instrumente MIDI
    • Ieșire: sunet Dolby Digital 5.1 Surround , DTS ( numai video complet ), jocurile ulterioare au realizat un cod surround matricial 5.1 în timpul jocului prin Dolby Pro Logic II

Procesor I / O (IOP)

  • Procesor de ieșire de intrare (IOP)
    • Memorie I / O: 2 MB EDO DRAM
    • CPU Core: CPU PlayStation original (MIPS R3000A tactat la 33,8688 MHz sau 37,5 MHz + PS1 GTE și MDEC pentru compatibilitate cu jocurile PS1)
    • Underclockat automat la 33,8688 MHz pentru a obține compatibilitate hardware înapoi cu jocurile originale în format PlayStation.
    • Sub-autobuz: 32 de biți
    • Conexiune la: SPU și controler CD / DVD.

Înlocuit cu IOP "Deckard" bazat pe PowerPC cu SDRAM de 4 MB începând cu SCPH-7500x.

Conectivitate

  • 2 porturi de control PlayStation proprii (ceas de 250 kHz pentru PS1 și 500 kHz pentru controlere PS2)
  • 2 sloturi proprii pentru carduri de memorie folosind criptarea MagicGate (250 kHz pentru cardurile PS1. Până la 2 MHz pentru cardurile PS2 cu o viteză medie de citire / scriere secvențială de 130 kbit / s)
  • 2 porturi USB 1.1 cu un controler compatibil OHCI
  • AV Multi Out ( video compozit , S-Video , RGBS ( SCART ), RGsB ( conector SCART sau VGA ), YP B P R (componentă) și terminal D )
  • RFU DC Out
  • Ieșire digitală S / PDIF
  • Extinderea Bay timp de 3,5 inch HDD și adaptor de rețea (necesar pentru HDD, SCPH-300xx la 500XX numai)
  • Slot pentru card PC pentru adaptor de rețea (tip PC Card) și unitate de hard disk externă (modele SCPH-10000, SCPH-15000, SCPH-18000)
  • Emotion Engine (EE) include un port Serial I / O (SIO) on-chip utilizat intern de kernel-ul EE pentru a emite depanare și mesaje și pentru a porni depanatorul de kernel.
  • Port Ethernet (numai Slim)
  • i.LINK (cunoscut și ca FireWire) (numai SCPH-10000 până la 3900x)
  • Port de telecomandă cu infraroșu (SCPH-500xx și mai nou)

^ † Modul RGB standard permite numaimoduri interconectate depână la 480i (NTSC) și 576i (PAL) șiprogresive depână la 240p. Un afișaj sau adaptor capabil de sincronizare pe verde (RGsB) este necesar pentru modurile superioare. Mai mult,protecția la copiereMacrovisiona PS2nu este compatibilă cu niciun mod RGB, astfel DVD-urile nu pot fi redate cu RGB. S-a știut că modificările plăcii de bază ocolesc ambele probleme.
^ †† Conectorul VGA este disponibil numai pentru jocuri care acceptă scanare progresivă, sisteme compatibile cu homebrew șiLinux pentru PlayStation 2și necesită un monitor care acceptă semnale RGsB sau „sincronizare pe verde”.
^ ††† Contrar credinței populare,ieșireaYPBPR/ componentă a PS2 acceptă pe deplin 240p și jocuri de pe PlayStation original. Cu toate acestea, ieșirea 240p nu face parte din standardul YPBPR, deci nu toate televizoarele HD o acceptă. Upscaling-ul poate fi folosit ca o soluție.

Unitate de disc optică

  • Tipul de unitate de disc: interfață proprietară printr-un microcontroler personalizat + cip DSP. CD-ROM cu viteză 24x [3,6 MB / s], DVD-ROM cu viteză 4x [5,28 MB / s] - blocat în regiune cu protecție la copiere .
  • Suport disc acceptat: CD-ROM în format PlayStation 2, CD-ROM în format PlayStation, CD-DA , DVD-ROM în format PlayStation 2, DVD Video . DVD5 (monostrat, 4,7 GB) și DVD9 (dublu strat, 8,5 GB) acceptate. Modelele ulterioare care încep cu SCPH-500xx sunt compatibile DVD + RW și DVD-RW .

Vezi si

Referințe