Especificaciones técnicas de PlayStation 2

Resumen de las especificaciones técnicas de la PlayStation 2

Una placa base SCPH-10000

Una placa base SCPH-30001

Una placa base SCPH-39001

Una placa base SCPH-70001

Una placa base SCPH-79001

Las especificaciones técnicas de PlayStation 2 describen los diversos componentes de la consola de videojuegos PlayStation 2 (PS2).

Resumen

El hardware de sexta generación de la consola de videojuegos PlayStation 2 consta de varios componentes. En el corazón de la configuración de la consola se encuentra su unidad central de procesamiento (CPU), un procesador RISC personalizado conocido como Emotion Engine que opera a 294  MHz (300 MHz en consolas posteriores). La CPU depende en gran medida de su integración con dos unidades de procesamiento de vectores , conocidas como VPU0 y VPU1, el sintetizador de gráficos y una unidad de punto flotante (FPU) para renderizar gráficos en 3D . Otros componentes, como la unidad óptica de DVD-ROM del sistema y DualShock 2 controlador, proporcione el software y la entrada de control del usuario.

El software de PlayStation 2 se distribuye en CD-ROM y DVD-ROM. Además, la consola puede reproducir CD de audio y películas en DVD, y es compatible con los juegos originales de PlayStation . Esto se logra mediante la inclusión de la CPU de la PlayStation original, que también sirve como procesador de E / S de la PS2 . ^[1] La PS2 también admite una funcionalidad limitada con las tarjetas de memoria y los controladores originales de PlayStation . El controlador DualShock 2 de PS2 es una versión mejorada del DualShock de PlayStation con botones analógicos de cara, hombros y D-pad que reemplazan los botones digitales del original. ^[2]Al igual que su predecesor, el controlador DualShock 2 cuenta con tecnología de retroalimentación de fuerza .

La tarjeta de memoria estándar de PlayStation 2 tiene una capacidad de 8  MB y utiliza el cifrado MagicGate de Sony . Este requisito impidió la producción de tarjetas de memoria por parte de terceros que no adquirieron una licencia de MagicGate. Las tarjetas de memoria sin cifrado se pueden usar para almacenar juegos guardados de PlayStation, pero los juegos de PlayStation no podrían leer ni escribir en la tarjeta; dicha tarjeta solo podría usarse como respaldo . Hay una variedad de tarjetas de memoria no fabricadas por Sony disponibles para PlayStation 2, lo que permite una mayor capacidad de memoria que los 8 MB estándar. Sin embargo, su uso no es compatible y la compatibilidad no está garantizada. Estas tarjetas de memoria pueden tener hasta 128 MB de espacio de almacenamiento.

La consola también cuenta con puertos de expansión USB e IEEE 1394 . La compatibilidad con dispositivos USB e IEEE 1394 depende del software compatible con el dispositivo. Por ejemplo, el BIOS de PS2 no arrancará una imagen ISO desde una unidad flash USB ni operará una impresora USB, ya que el sistema operativo de la máquina no incluye esta funcionalidad. Por el contrario, Gran Turismo 4 y Tourist Trophy están programados para guardar capturas de pantalla en un dispositivo de almacenamiento masivo USB e imprimir imágenes en determinadas impresoras USB. Se puede instalar un disco duro de PlayStation 2 a través de la bahía de expansión en la parte posterior de la consola, y era necesario para jugar a ciertos juegos, en particular al popularFinal Fantasy XI . ^[3]

Unidad central de procesamiento

CPU Emotion Engine como se encuentra en SCPH-7000x

EE + GS + RDRAM + DRAM combinados que se encuentran en las series SCPH-7900x y SCPH-9000x

El ASIC del SCPH-90001 (CXD2976GB) se afeitó para mostrar el silicio EE + GS + RDRAM + DRAM

• CPU : " Emotion Engine " basado en MIPS III R5900 , con velocidad de 294,912 MHz (299 MHz en las versiones más recientes), con capacidades SIMD de 128 bits ^{[4] [5]}
• Fabricación de CMOS de 250 nm (terminando con CMOS de 65 nm ), 13,5 millones de transistores , tamaño de matriz de 225 mm², ^[6] disipación de 15 W (EE + GS combinados en SCPH-7500x y posterior SCPH-7000x): 86 mm², 53,5 millones transistores) ^[7] (EE + GS + RDRAM + DRAM combinados en SCPH-7900x con un diseño CMOS de 65 nm) ^[8]
  • Núcleo de CPU: MIPS R5900 (COP0), 64 bits, little endian (mipsel). La CPU es un diseño superescalar de ejecución en orden de 2 problemas con canalizaciones enteras largas de 6 etapas, 32 registros GPR de 32 bits, 32 registros escalares lineales SIMD de 128 bits, dos ALU enteros de 64 bits, almacenamiento de carga de 128 bits unidad (LSU) y una unidad de ejecución de rama (BXU).
  • Conjunto de instrucciones: MIPS III, subconjunto MIPS IV con instrucciones multimedia SIMD vectoriales (MMI) 107 propiedad de Sony. El conjunto de instrucciones personalizado se implementó agrupando las dos ALU enteras de 64 bits.
    • Coprocesador FPU de 32 bits (COP1) con tubería larga de 6 etapas (acumulador multiplicador de punto flotante × 1, divisor de punto flotante × 1). FPU no es compatible con IEEE.
  • Dos unidades vectoriales VLIW-SIMD de 32 bits a 147,456 MHz: VPU0 y VPU1 (acumulador multiplicador de punto flotante × 9, divisor de punto flotante × 1) cada VPU contiene una unidad vectorial (VU), caché de instrucciones, caché de datos y unidad de interfaz. Cada unidad de vector también tiene una unidad de ejecución superior que contiene 4 × FMAC y una unidad de ejecución inferior que contiene FDIV, ALU de entero, unidad de almacenamiento de carga, lógica de rama, 16 registros enteros de 16 bits y 32 registros de coma flotante de 128 bits. VPU1 tiene una unidad EFU adicional.
    • VPU0 (COP2; FMAC × 4, FDIV × 1) está estrechamente acoplado con la CPU principal y generalmente se usa para transformaciones de polígonos y geometría (bajo conexión en paralelo o en serie), física y otras tareas relacionadas con el juego
    • VPU1 (Unidad funcional elemental, EFU; FMAC × 5, FDIV × 2) opera de forma independiente controlada por microcódigo, paralelo al núcleo de la CPU, se usa típicamente para transformaciones de polígonos y geometría, recorte, selección, iluminación y otros cálculos visuales (matriz de textura capaz de 2 coordenadas (UV / ST)) ^[9]
      • Paralelo: resultados de VU0 / FPU enviados como otra lista de visualización a través de MFIFO (por ejemplo, personajes / vehículos complejos / etc.)
      • Serie: resultados de VU0 / FPU enviados a VU1 (a través de 3 métodos) y puede actuar como un preprocesador de geometría opcional que hace todo el trabajo básico para actualizar la escena en cada cuadro (por ejemplo, cámara, perspectiva, deshuesado y leyes de movimiento como animaciones o física) ^[10]
  • Unidad de procesamiento de imágenes (IPU): decodificador de capa de macrobloque de imágenes comprimidas MPEG-2 que permite la reproducción de DVD y FMV de juegos . También permitió la cuantificación de vectores para datos gráficos 2D. ^[11]
  • Unidad de gestión de memoria (MMU), ^[12] controlador RDRAM y controlador DMA: maneja el acceso a la memoria dentro del sistema
  • Memoria caché : caché de instrucciones de 16 KB , caché de datos de 8 KB + bloc de notas de 16 KB (ScrP)
  • El bloc de notas (SPR) es un área extendida de memoria visible para la CPU EE. Esta memoria extendida proporciona 16 kilobytes de RAM rápida disponibles para ser utilizados por la aplicación. La memoria del bloc de notas se puede utilizar para almacenar datos temporales que están esperando ser enviados a través de DMA o para cualquier otro almacenamiento temporal que el programador pueda definir.

Interfaces

• Interconexión del procesador de E / S: llamada a procedimiento remoto a través de un enlace en serie, controlador DMA para transferencia masiva
• Bus de memoria RDRAM principal. Ancho de banda: 3,2 GB / s
• Interfaz gráfica (GIF), canal DMA que conecta la CPU EE al coprocesador GS. Para dibujar algo en la pantalla, se deben enviar comandos de renderizado al GS a través del canal GIF: 64 bits, bus de 150 MHz, ancho de banda teórico máximo de 1,2 GB / s. ^[6]
• Las listas de visualización generadas por CPU / VPU0 y VPU1 se envían al GIF, que las prioriza antes de enviarlas al sintetizador de gráficos para su renderizado.
• Vector Unit Interface (VIF), consta de dos canales DMA VIF0 para VPU0 y VIF1 para VPU1. Las unidades vectoriales y la CPU principal se comunican a través de canales VIF DMA.
• SIF: interfaz en serie o interfaz de subsistema que consta de 3 canales DMA:
• Interfaz de subsistema 0 (SIF0) e Interfaz de subsistema 1 (SIF1), utilizadas para la comunicación entre la CPU principal EE y el coprocesador IOP. Estos son canales DMA en serie donde ambas CPU pueden enviar comandos y establecer comunicación a través de un protocolo RPC.
• Interfaz de subsistema 2 (SIF2), utilizada para compatibilidad con versiones anteriores de juegos de PS1 y depuración.

Rendimiento

• Rendimiento de coma flotante: 6.2  GFLOPS (coma flotante de 32 bits de precisión simple)
  • FPU 0,64 GFLOPS
  • VU0 2,44 GFLOPS ^{[13] [14]}
  • VU1 3.08 GFLOPS (Incluyendo EFU interno 0.64 GFLOPS)
• Transformación geométrica de tres bandas (VU0 + VU1): 150 millones de vértices por segundo ^[15]
  • Transformación geométrica 3D CG con operaciones de perspectiva 3D sin procesar (VU0 + VU1): 66–80 + millones de vértices por segundo ^[9]
  • Transformaciones geométricas 3D CG en el pico de huesos / movimientos / efectos (texturas) / luces (VU0 + VU1, paralelo o en serie): 15-20 millones de vértices por segundo ^[15]
  • Iluminación: 38 millones de polígonos / segundo
  • Niebla: 36 millones de polígonos / segundo
  • Generación de superficie curva (Bezier): 16 millones de polígonos / segundo
  • Rendimiento de procesamiento de imágenes: 150 millones de píxeles / segundo
  • Polígonos reales del mundo real (por fotograma): 500–650k a 30  FPS, 250–325k a 60  FPS
• Instrucciones por segundo : 6000 MIPS (millones de instrucciones por segundo) ^[16]

Memoria del sistema

• Memoria principal : 32  MB PC800 de 32 bits de doble canal (2x 16 bits) RDRAM (Direct Rambus DRAM) a 400 MHz, ancho de banda máximo de 3,2 GB / s ^[6]

Unidad de procesamiento de gráficos

• Procesador de renderizado paralelo con DRAM integrado "Graphics Synthesizer" (GS) con una frecuencia de reloj de 147,456 MHz
• Matriz de 279 mm² (EE + GS combinados en SCPH-7500x: 86 mm², 53,5 millones de transistores)
• Controlador CRT programable (PCRTC) para salida
• Canalizaciones de píxeles: 16 sin ninguna unidad de mapeo de texturas (TMU), sin embargo, la mitad de las canalizaciones de píxeles pueden realizar texturas, por lo que la tasa de relleno es de 16 píxeles por reloj con 2400 megapíxeles sin textura; u 8 píxeles por reloj con 1200 megapíxeles con textura bilineal y 1200 megatexels (bilineal).
• Resolución de salida de video: variable de 256 × 224 a 1920 × 1080 ^[17]
• 4 MB de DRAM incorporada como memoria de video (se pueden usar 32 MB adicionales de memoria principal como memoria de video para texturas fuera de la pantalla); Ancho de banda máximo de 48  gigabytes por segundo
  • Ancho de banda del búfer de textura: 9,6 GB / s
  • Ancho de banda del búfer de tramas: 38,4 GB / s
• Ancho del bus eDRAM: 2560 bits (compuesto por tres buses independientes: escritura de 1024 bits, lectura de 1024 bits, lectura / escritura de 512 bits)
• Configuración de píxeles: RGB: alfa, 24: 8, 15: 1; Búfer Z de 16, 24 o 32 bits
• Profundidad de color de la pantalla: 32 bits (RGBA: 8 bits cada uno)
• Conexión dedicada a la CPU principal y VU1
• Tasa de relleno de píxeles total: 16 × 147  Mpix / s = 2,352 gigapíxeles / s
  • 1,2 gigapíxeles / s (con búfer Z, alfa y textura)
  • Sin textura, sombreado plano: 2,4  Gpix / s (75.000.000 triángulos de trama de 32 píxeles)
  • Con 1 textura completa (mapa difuso), sombreado de Gouraud : 1,2  Gpix / s (37,750,000 triángulos de trama de 32 bits de píxeles)
  • Con 2 texturas completas (mapa difuso y especular, alfa u otro), sombreado de Gouraud: 0,6  Gpix / s (18,750,000 triángulos ráster de 32 bits de píxeles)
  • Tasa de relleno de textura: 1,2 Gtexel / s
  • Velocidad de dibujo de Sprite: 18,75 millones / s (8 × 8 píxeles)
  • Tasa de extracción de partículas: 150 millones / s
• Velocidad de dibujo de polígono: 75 millones / s (polígono pequeño)
  • 50 millones / s (cuádruple de 48 píxeles con Z y A)
  • 30 millones / s (triángulo de 50 píxeles con Z y A)
  • 25 millones / s (cuádruple de 48 píxeles con Z, A y T)
  • 16 millones / s (triángulo de 75 píxeles con Z, A, T y niebla) ^[18]
• VESA (máximo 1280 × 1024 píxeles)
  • 3 rutas de renderizado (ruta 1, 2 y 3)
    Sintetizador de gráficos como se encuentra en SCPH-390xx
    Efectos GS incluyen: texturas de lectura-escritura, relieve bump mapping , Dot3 bump mapping ( normal mapping ), ^[19] -múltiples fuentes de luz, por vértice iluminación, niebla volumétrica, mipmapping , LOD, iluminación armónica esférica, ^[20] de alta dinámica Representación de rango (HDR), desenfoque de movimiento, neblina de calor, floración, profundidad de campo, volúmenes de sombras , mapeo de sombras , mapas de luz, mapeo del entorno, renderizado a textura, mezcla alfa, prueba alfa, prueba alfa de destino, prueba de profundidad, prueba de tijera , efectos de transparencia, efectos de búfer de fotogramas, efectos de posprocesamiento, mapeo de texturas con perspectiva correcta, borde-AAx2 (se requiere clasificación poligonal), ^[9]bilineal, filtrado de textura trilineal, paso múltiple, paletización (relación 6: 1 4 bits; relación 3: 1 8 bits), NURBS, curvas Bezier, superficies Bezier, B-splines, dibujo fuera de pantalla, máscara framebuffer, sombreado plano, Sombreado de Gouraud, sombreado de celdas , difuminado, textura ondulada .
• Capacidad de renderizado de múltiples pasadas
  • Cuatro pasadas: 300  megapíxeles / s (300 megapíxeles / s dividido por 32 píxeles = 9.375.000 triángulos / s perdidos cada cuatro pasadas) ^[21]

Audio

• Audio: "SPU1 + SPU2" (SPU1 es en realidad la CPU sincronizada a 8 MHz y SPU2 es PS1 SPU)
  • Memoria de sonido: 2 MB
  • Número de voces: 48 canales de hardware de ADPCM en SPU2 más canales programables y definibles mezclados por software
  • Frecuencia de muestreo: 44,1 kHz o 48 kHz (seleccionable)
  • Fuente de audio PCM
  • Los efectos digitales incluyen:
    • Modulación de tono
    • Sobre
    • Bucle
    • Reverberación digital
  • Carga hasta 512 K de formas de onda muestreadas
  • Soporta instrumentos MIDI
  • Salida: Dolby Digital 5.1 de sonido envolvente , DTS ( vídeo de movimiento completo solamente), los juegos posteriores matriz logrado codificados envolvente 5.1 durante el juego a través de Dolby Pro Logic II

Procesador de E / S (IOP)

• Procesador de entrada y salida (IOP)
  • Memoria de E / S: 2 MB EDO DRAM
  • Núcleo de CPU: CPU original de PlayStation (MIPS R3000A con frecuencia de reloj de 33,8688 MHz o 37,5 MHz + PS1 GTE y MDEC para compatibilidad con versiones anteriores de los juegos de PS1)
  • Desacelerado automáticamente a 33,8688 MHz para lograr compatibilidad con versiones anteriores de hardware con juegos de formato PlayStation originales.
  • Bus secundario: 32 bits
  • Conexión a: SPU y controlador de CD / DVD.

Reemplazado con IOP "Deckard" basado en PowerPC con 4 MB de SDRAM comenzando con SCPH-7500x.

Conectividad

• 2 puertos de controlador de PlayStation patentados (reloj de 250 kHz para PS1 y 500 kHz para controladores de PS2)
• 2 ranuras para tarjetas de memoria patentadas que utilizan cifrado MagicGate (250 kHz para tarjetas PS1. Hasta 2 MHz para tarjetas PS2 con una velocidad de lectura / escritura secuencial promedio de 130 kbit / s)
• 2 puertos USB 1.1 con un controlador compatible con OHCI
• Salida múltiple AV ( video compuesto , S-Video , RGBS ( SCART ), RGsB ( conector VGA ^† ), YP B P R (componente) y D-Terminal )
• Salida RFU DC
• Salida digital S / PDIF
• Bahía de expansión para HDD de 3.5 pulgadas y adaptador de red (requerido para HDD, SCPH-300xx a 500xx solamente) ^[22]
• Ranura para tarjeta de PC para adaptador de red (tipo tarjeta de PC) y unidad de disco duro externa (modelos SCPH-10000, SCPH-15000, SCPH-18000) ^[23]
• Emotion Engine (EE) incluye un puerto de E / S serie (SIO) en el chip utilizado internamente por el kernel de EE para generar mensajes y depuración y para iniciar el depurador del kernel.
• Puerto Ethernet (solo Slim)
• i.LINK (también conocido como FireWire) (sólo SCPH-10000 a 3900x) ^[24]
• Puerto de control remoto por infrarrojos (SCPH-500xx y más reciente) ^[25]

^ † El conector VGA solo está disponible para juegos compatibles con escaneo progresivo, sistemas habilitados para homebrew yLinux para PlayStation 2, y requiere un monitor que admita señales RGsB o "sincronización en verde".

Unidad de disco óptico

• Tipo de unidad de disco: interfaz patentada a través de un microcontrolador personalizado + chip DSP. CD-ROM de velocidad 24x [3,6 MB / s], DVD-ROM de velocidad 4x [5,28 MB / s] - bloqueado por región con protección de copia .
• Medios de disco compatibles: CD-ROM en formato PlayStation 2, CD-ROM en formato PlayStation, CD-DA , DVD-ROM en formato PlayStation 2, DVD de vídeo . Compatible con DVD5 (una capa, 4,7 GB) y DVD9 (doble capa, 8,5 GB). Los modelos posteriores que comienzan con SCPH-500xx son compatibles con DVD + RW y DVD-RW .

Ver también

• Especificaciones técnicas de PlayStation
• Especificaciones técnicas de PlayStation 3
• Especificaciones técnicas de PlayStation 4

Referencias

1. Stuart, Keith (12 de diciembre de 2013). "PS4 y Xbox One: entonces, ¿por qué no son compatibles con versiones anteriores?" . el guardián . Archivado desde el original el 14 de junio de 2015.
2. "Revisión de Dual Shock 2" . IGN. 27 de septiembre de 2001. Archivado desde el original el 15 de mayo de 2011 . Consultado el 7 de febrero de 2011 . La mayor diferencia entre el Dual Shock 2 y el original ... todos los botones e incluso el teclado digital ofrecen soporte analógico. Esto significa que el d-pad, los cuatro botones frontales y los cuatro botones de cambio son sensibles a la presión y tienen 255 grados de sensibilidad. También vale la pena señalar que el Dual Shock 2 es un poco más ligero que el Dual Shock original porque parece tener menos engranajes para la función de vibración del controlador.
3. "Revisión de Final Fantasy XI para PlayStation 2 - GameSpot" . Uk.gamespot.com. 23 de marzo de 2004. Archivado desde el original el 21 de julio de 2011 . Consultado el 11 de noviembre de 2010 .
4. John L. Hennessy y David A. Patterson . "Arquitectura de la computadora: un enfoque cuantitativo, tercera edición". ISBN 1-55860-724-2 
5. Keith Diefendorff . "Chip cargado emocionalmente de Sony". Microprocessor Report , Volumen 13, Número 5, 19 de abril de 1999. Microdesign Resources.
6. Hennessy, John L .; Patterson, David A. (29 de mayo de 2002). Arquitectura informática: un enfoque cuantitativo (3 ed.). Morgan Kaufmann. ISBN 978-0-08-050252-6. Consultado el 9 de abril de 2013 .
7. https://www.sie.com/content/dam/corporate/en/corporate/release/pdf/030421be.pdf
8. "ソ ニ ー 、 65 nm 対 応 の 半導体 設備 を 導入。 3 年 間 で 2000 億 円 の 投資" . pc.watch.impress.co.jp . Archivado desde el original el 13 de agosto de 2016.
9. "Aprovechando el poder de PS2" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 20 de julio de 2011 . Consultado el 11 de noviembre de 2010 .
10. "Emoción" . Kim L. Vu. Archivado desde el original el 14 de junio de 2012 . Consultado el 7 de julio de 2011 .
11. "Aaron D Lanterman" (PDF) . users.ece.gatech.edu . Archivado (PDF) desde el original el 24 de octubre de 2014.
12. "Copia archivada" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 19 de septiembre de 2016 . Consultado el 7 de febrero de 2016 .
13. "Arquitectura de la unidad de vector para la síntesis de emociones" . Archivado desde el original el 10 de mayo de 2018 . Consultado el 26 de abril de 2017 .
14. "Diseño y programación del motor de emociones" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 28 de abril de 2017 . Consultado el 26 de abril de 2017 .
15. "Dentro de la Playstation 2" . philvaz.com . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2011 . Consultado el 1 de julio de 2011 .
16. "Copia archivada" . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2014 . Consultado el 30 de septiembre de 2014 .
17. "Selector de modo GS: desarrollo y comentarios" . psx-scene.com . Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2014.
18. Manual del usuario de GS , Sony Computer Entertainment , 2001
19. "Copia archivada" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 16 de mayo de 2015 . Consultado el 25 de enero de 2016 .
20. "Implementación práctica de iluminación SH y renderizado HDR" . slidegur.com . Archivado desde el original el 9 de octubre de 2016.
21. "Optimizaciones de programación de PS2" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 20 de julio de 2011 . Consultado el 11 de noviembre de 2010 .
22. "Números de modelo para accesorios de PlayStation 2 y PS2" . Archivado desde el original el 16 de marzo de 2010.
23. "Números de modelo para accesorios de PlayStation 2 y PS2" . Archivado desde el original el 16 de marzo de 2010.
24. "Manual de instrucciones de PlayStation 2 SCPH-39001" . Archivado desde el original el 16 de diciembre de 2013 . Consultado el 16 de diciembre de 2013 .
25. "SCEI lanza el nuevo modelo SCPH-50000 de PlayStation 2" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de octubre de 2014 . Consultado el 16 de diciembre de 2013 .