2 августа 2023 2.08.23 14 2976

Биты в консолях, как они работают и в чем разница

+33

В стародавние времена...

Когда-то давно, во времена третьего и четвертого поколений консолей, аргумент большего количества битов в железе устройств был одним из решающих фактов успеха платформодержателя.

Вы все еще играете на своей 8-битной NES? Вот глупость! Есть же SEGA Mega drive/Genesis, в которой целых 16 бит!

 

Чем вы занимаетесь? Играете в свои жалкие 16-битные консоли? У Atari Jaguar их целых 64!

 

Часть этих аргументов работала, и даже была правдой, а другая часть была лишь пустыми словами. Вот только, что такое эти ваши биты?

Биты, как они есть в информатике и электронике

Бит - символ или сигнал, который может принимать два значения: включено или выключено, да или нет, высокий или низкий, заряженный или незаряженный; в двоичной системе исчисления это 1 (единица) или 0 (ноль). Это минимальное количество информации, которое необходимо для ликвидации минимальной неопределенности (Википедия, общее понятие).

Одному биту (одному двоичному разряду) соответствует один двоичный триггер (триггер, имеющий два взаимоисключающих возможных устойчивых состояния) или один разряд двоичной памяти (В электронике).

Бит - минимальная базовая единица измерения количества информации, равная количеству информации, содержащемуся в опыте, имеющем два равновероятных исхода; см. информационная энтропия. Это тождественно количеству информации в ответе на вопрос, допускающий ответ «да» или «нет» и никакого другого (то есть такое количество информации, которое позволяет однозначно ответить на поставленный вопрос). (В информатике).

Как это в железе. Графика

Обычно эти основные биты, которые так сильно любили рекламировать, относились к центральному процессору. Например, PC Engine относится к 16-битным консолям как раз таки из-за своего 16-битного графического процессора. Когда как звуковой и обычный процессор были 8-битными, что накладывало ограничения уже на звук и общее число операций.

Одна и также игра на разных поколениях. Основная разница в графическом процессоре.

Разница в картинке очевидна.

Из этого вытекают следующие понятия, на которые влияет графический процессор:

  • Количество отображаемых цветов
  • Разрешение изображения
  • Кадровая частота
  • Количество объектов

С количеством передаваемых цветов, она же глубина цвета, вроде, все понятно. От количество бит зависит количество цветов (Логично). Условно, у нас есть 2 бита, это черный и белый цвета, но чтобы добавить больше, нужно добавить и биты, например еще два. Получается Черный, темно-серый, светло-серый и белый. Далее по-накатанной.

Малова-то, но думаю, суть все уловили
Малова-то, но думаю, суть все уловили

Разрешение картинки так же растет. 8-битный процессор может потянуть разрешение 64х480, при 24 кадрах в секунду.

Вычислительная мощность процессора не менее важна. Она получается произведению тактовой частоты на количество выполняемых за такт операций, ее называют ФЛОП (сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данный процессор). Еще есть понятие тактовой частоты, т.е. количество операций выполняемых за один такт.

Всё это влияет и на отображение количества цветов и объектов. Никто не запрещает использовать больше цветов и объектов, процессор будет работать, только времени на вычисление нужно больше. Отсюда лаги и пропадание объектов в играх NES/Famicom, когда на экране появлялось много врагов

 

В этом видео можно увидеть подобного рода ошибки

Звуки и музыка

Битность звука — это количество битов, используемых для хранения аудио-информации. Чем выше битность, тем более точный и детальный звук мы получаем. Однако, если битность слишком высока, то это может привести к значительным задержкам при обработке и нагрузке на процессор.  В отличии от графики, более высокая битовая глубина не означает лучшего качества звука. Более высокая битовая глубина снижает только цифровой шум. При более низкой битовой глубине вы слышите больше цифрового шума.

Звуки и музыка в старых (Ой, простите. Ретро) консолях работал благодаря основному процессору и, конечно же, несколько канальному звукогенератору (Количество каналов зависит от консоли). Например, в NES/Famicom 5 каналов: 2 частотных, еще один частотный, но по-другому звучащий и без регуляции громкости, 1 канал белого шума и 1 канал Дельта-ЦАП. Особенно хорошо принцип работы показал Даур в первой части Истории серии FF.

 

1:03

С развитием технологий пришло и бОльшее число семплов, звуковых каналов и более чистый звук. В целом использовался 16-битный звуковой чип, который считается стандартом и по сей день для CD. Конечно, сегодня технологии позволили 16-битному звучанию стать чище и объемнее. Не верите? Проверьте вывод звука у вас на ПК или Ноутбуке.

У меня так, например. Звуком доволен на 100%
У меня так, например. Звуком доволен на 100%

Сравним две версии заглавной темы FF на NES и SNES.

 

NES версия

 

SNES версия

Как и в случае с графикой, разница очевидна.

Итог

Надеюсь, что такой странный и короткий по моим меркам блог помог кому-то лучше разобраться в битности консолей. Лично я узнал много нового и интересного. Да, это далеко не вся информация, которую я изучил. Однако, старался сделать все максимально понятно и доступно для всех, чтобы было интересно читать.

Тут же оговорюсь, что автор текста не профессионал в сфере, а лишь обычный геймер, который хочет разобраться во всем этом. Если где-то допустил ошибку, не дорассказал или что-то упустил, то прошу написать об этом в комментариях. Будет интересно прочитать. А так же, если тема понравилась, то могу разобрать еще что-то подобное. Милости прошу в комментарии, где можете предложить свои варианты.

И да, знаю, что обложка суперская, я только учусь делать их сам.

А у меня все. Всем спасибо за внимание, всем добра.


Лучшие комментарии

При этом ответа на вопрос из заголовка: «что же это за биты такие в консоли» так и остался неотвеченым. Что именно восьмибитное в восьмибитных консолях? Что именно шестнадцатибитное в шестнадцатибитных? Просто показать два скриншота и сказать «вот видите насколько более красиво? вот это из-за того что битов больше!» ну это знаешь ли не ответ.

По техническим деталям несколько претензий. флопсы — это действительно количество операций с плавающей точкой в секунду (FLoating point OPeration per Second). У игровых консолей количество флопсов было 0 (прописью — НОЛЬ), потому что игровые консоли с числами с плавающей точкой не работали вообще. Почему в картинке с серыми палитрами была выбрана граница в 14 бит? Это шутка такая — пытаться изобразить 14-битную палитру в 8-битном жпеге? Моргание спрайтов в NES — это не какой-то абстрактный «лаг» и «пропадание объектов», это конкретное техническое ограничение NES на количество спрайтов на скан-линию. Конкретно — 4. Чтобы это ограничение обойти сами разработчики были вынуждены выводить спрайты через кадр, отсюда и моргание. Про звук я вообще не понял. Что означает фраза «конечно, сегодня технологии позволили 16-битному звучанию стать чище и объемнее»? Какие технологии? Это что за аудиофилия?

В целом я так и не понял — ты хотел рассказать технические подробности в деталях, или пройтись по верхам объясняя «на пальцах»? Для первого в блоге начисто отсутствуют те самые детали, для второго — слишком много ничего не значащих технических терминов.

зря кажется :) все кому «и так понятно» что означает «битность процессора» на самом деле просто не разбираются в процессорах, оттого им и «понятно». В процессорах есть битность адреса памяти, битность арифметического процессора, битность регистров, и много чего еще. Скажем, в первом 32-х битном процессоре интел 80386 адресация памяти была 20-битной. А 64-х битные процы имеют кучу регистров самых разных неожиданных размеров. Когда дело касается флоатов — все процессоры и видеокарты (насколько я знаю) до сих пор оперируют в 32-битах, а поддержка даблов там только через трансляцию (из-за чего использование даблов всегда снижает производительность минимум в 4 раза).

Там вроде как было несколько запораллеленых процов, которые в куче должны были выдать 64 бита. Но сделано все это было настолько через *опу, что разрабы игр просто не понимали как заставить это все работать, поэтому просто забили болт и клепали на нее обычные 16 ти битки. В результате чего консоль не выдержала конкуренции с остальными консолями, которые хоть и не обешали космических мощей, но игры там выглядили на порядок лучше, да и выбора их было гораздо больше. Плюс опять таки цена зарешала. Ибо стоил Ягуар по тем временам как крыло от Боинга.

Это было в ягуаре. Точно не помню но там вроде не чистая 64ëх битность была. Она достигалась несколькими процессорами и сопроцессором. Это было сложно и мало какие разработчики могли нормально использовать весь потенциал, из-за чего игры выглядели не лучше чем на 16-ти битных консолях.

Интересно. Только хорошо было бы всё же разобрать уловки времён NES/SNES/Sega SMD/SG/SAT и прочих Jaguar и TurbografX.

Часть этих аргументов работала, и даже была правдой, а другая часть была лишь пустыми словами.

Так-то все понятно, чем больше разрядность проца, тем лучше, оно и сейчас так. Только не понятно какая часть аргументов была пустыми словами?

Я в курсе. А процы уже вроде как давно 64-битные. «Битность» видеокарт никто определить не потрудился. Единственная «битность» которую упоминают когда говорят про видеокарты — это размер шины памяти. Там этих «бит» обычно пара сотен.

Вообще, это была просто подводка к основной теме. Вот и повод рассказать в другом блоге про биты в Ягуаре и Сатурне.

Блин, эти «пустые слова» был главным мотиватором прочитать этот блог. =)Интриговало, где там нам лапшу на уши навешали. Но так и не узнал =(

SMD/SG — sega mega drive/ sega genesis — мне кажется это одно и то же:/

Разрешение картинки так же растет. 8-битный процессор может потянуть разрешение 64х480, при 24 кадрах в секунду.

Я может криво прочитал, но откуда такие цифры, разрешение ведь зависит не от количества бит процессора, а от его мощности.

Что означает количество бит процессора мне кажется всем хоть немного знакомым с устройством процессора и так понятно.

Читай также