Обратная совместимость на консолях Sony

Представленная в 1999 году консоль PlayStation 2 была способна воспроизводить практически все игры с PlayStation 1 и даже поддерживала карты памяти и контроллеры первой модели. Но это не первая приставка с поддержкой обратной совместимости. К Sega Genesis выходил адаптер Power Base Converter, позволяющий запускать игры с Master System. А ещё более ранняя Atari 7800 запускала почти все картриджи Atari 2600, и это первая консоль с поддержкой такой функции.

Atari 7800 и Sega Genesis с адаптером

Но вернёмся к PS2.

Процессор ввода-вывода консоли — это центральный процессор от PS1. В поздних моделях его заменили чипом с архитектурой PowerPC, а ядро PS1 эмулировалось уже программно. Таким образом некоторые игры с PS1 работают некорректно на поздних моделях PS2, если вообще запустятся.

Одной из аппаратных особенностей Playstation 2 является наличие векторных модулей VU0 и VU1. VU0 используется для трансформации полигонов, физики и других вещей, имеющих отношение к геймплею. Когда консоль работает в режиме PS1, блок реализуют поддержку оригинального контроллера — GTE (Geometry Transformation Engine). В PS1 он использовался для работы с трёхмерной графикой и был размещён на одном кристалле с центральным процессором. Модуль VU1 используется для трансформации полигонов, освещения и других вычислений, связанных с визуализацией.

Sony проектировала Playstation 2 не только как эволюцию консоли, но и позаботилась о том, чтобы поддержка PS1 была реализована на уровне железа. Единственным, что эмулировалось программно, стала реализация графического процессора PS1, за которую отвечал процессор PS2 «Emotion Engine». Бонусом стали новые опции в старых играх — ускоренное чтение с диска и сглаживание текстур. Архитектура PS2 состояла из трёх ключевых частей: центрального процессора «Emotion Engine», графического процессора «Graphics Synthesizer» и оперативной памяти RDRAM. Консоль стала самой продаваемой в истории, и Sony позаботилась об обратной совместимости, продвигая на рынок следующее поколение своих устройств.

Плата оригинальной PlayStation2 SCPH-10000

В 2005 году на выставке E3 компания представила PlayStation 3 и объявила, что та будет совместима с играми PS1 и PS2. Ранние модели содержат чипы от PS2, включая «Emotion Engine», «Graphics Synthesizer» и память RDRAM. Эти микросхемы были припаяны непосредственно к материнской плате, копируя оборудование PS2. Но здесь также использовалась эмуляция. Реализация ввода-вывода и обработка звука не были аппаратными, поэтому эмуляция PS1 производилась программно. За обе функции отвечал процессор Cell.

Благодаря аппаратной эмуляции PS2 на вторичном рынке до сих пор пользуются спросом модели PS3 CECH A и B. Но их трудно найти, поскольку устройства крайне ненадёжны. Можно столкнуться с «жёлтым огнём смерти» и проблемами перегрева, также привод быстро выходит из строя.

Фотографии платы PS3 и кристалла Cell: «Emotion Engine», «Graphics Synthesizer» и память RDRAM находятся на материнской плате, а вся остальная архитектура эмулируется SPE-ядрами процессора

В 2006 году Sony выпустила прошивку 3.0 для карманной консоли PSP. Это добавило обратную совместимость PS1. И снова эмуляцию реализовали должным образом. Портативная система была построена на процессоре MIPS R4000, прямом наследнике MIPS R3000 с PS1, что позволяло запускать игры от старой консоли с хорошей производительностью. Добавление новых функций стимулировало пользователей обновлять прошивку. Таким образом исправляли дыры в безопасности. Была постоянная борьба между компанией и хакерами. Новая прошивка позволит играть в последние игры и получить доступ к каталогу PS1. А компания избавится от уязвимости, с помощью которой можно запускать пиратские ромы и ставить свои прошивки. Но хакеры найдут новую брешь и вынудят Sony обновить ПО.

В дальнейшем компания меняет направление, сосредоточившись на текущих и будущих играх.
Причиной высокой стоимости консолей PS3 была, в том числе, аппаратная поддержка PS2. Это означало, что Sony не зарабатывает на продаже консолей. Для экономии архитектуру пересмотрели, убрав «Emotion Engine» и память RDRAM, но сохранили чип «Graphics Synthesizer». «Emotion Engine» стал эмулироваться программно. Эту задачу повесили на физический ускоритель PS3, а все остальные SPE-ядра будут эмулировать оставшееся оборудование.

В поздних моделях PS3 за эмуляцию отвечал только процессор Cell

В Slim-версии консоли обратную совместимость полностью вырезали, отказавшись от чипа «Graphics Synthesizer» и программной эмуляции. Это снизило расходы на изготовлении устройств, что было важно для Sony, так как компания проигрывала битву с Microsoft — Xbox 360 лидировал на рынке.

Sony вернёт поддержку PS2 на PS3, но уже через цифровой магазин PlayStation Store. Раздел «классические хиты» предложит около 70 игр. Это полностью программная эмуляция, за неё отвечает центральное и SPE-ядра процессора Cell. Несмотря на низкую совместимость, эмулятор работает хорошо и в некоторых случаях предлагает лучшую производительность по сравнению с исходным оборудованием.

Коллекции классических игр в магазине PSN на PS3 и PS4

 PS Vita — последняя «портативка» Sony — воспроизводит большинство игр PSP, благодаря встроенному железу предшественника. Правда, сами игры доступны только через магазин PSN.

В 2013 году вышла PlayStation 4 без функции обратной совместимости. Многих оставило в недоумении отсутствие поддержки игр с PS3. Причиной стала сложность архитектуры процессора Cell. Sony не стала пытаться эмулировать её на новых консолях, сосредоточившись на ремастеринге игр.

В 2015 году компания официально подтвердила, что игры для PS2 выйдут на PS4. К сожалению, вы не сможете воспроизвести диск от PS2, вставив его в консоль. В цифровом магазине PSN добавили раздел для покупки игр из специальной коллекции. И многих это разочаровало.

В классику PS2 добавили трофеи, но к старым играм нас тянет из-за ностальгии, и трофихантеры — это уже другая прослойка геймеров.

В 2017 году генеральный директор PlayStation Джим Райан заявил, что компания не заинтересована в поддержке классических игр, сказав, что это одна из тех функций, которые очень востребованы, но на самом деле мало кем используются.

В преддверии запуска PS5 Sony заявила об обратной совместимости большинства игр с PS4, включая чтение дисков. На момент написания материала, я не нашёл информации про поддержку более ранних поколений. Понятно, что аппаратное обеспечение на это способно, а с современными технологиями ИИ и нейросетей возможно масштабировать и реконструировать картинку. То есть старые игры могут отлично смотреться даже на 4K-телевизоре.

В ближайший год компания будет занята обратной совместимостью игр с PS4, дабы заполнить окно перед выходом новых игр. С первых поколений будут доступны только классические хиты через магазин PSN.

Вывод

Можно добиться программной эмуляции, но придётся работать с исходным кодом каждой игры. Гораздо проще скопировать оборудование, выпустив новые ревизии старых консолей. Но мало кто станет делать даунгрейд гостиной, возвращая кинескопный телевизор. Большинство хочет играть на 4К-телевизорах с объёмным звуком. Но эти консоли и игры не заточены под 4К и такой звук — нельзя просто припаять HDMI и оптический аудиовыход, а доработку игр отдать ИИ и нейросетям. Придётся подключать команду профессионалов. Поэтому единственный способ — это ремастеры и ремейки для современного железа.

Для написания статьи использовались следующие материалы:

А.А. Ярошевич «Процессор Cell от фирмы IBM»
Статьи с Википедии: PlayStation 1, PlayStation 2, PlayStation 3, PlayStation Portable, PlayStation Vita.
Видео блогера Modern Vintage Gamer