pureikyubu/Docs/HW/gcspecs.txt

GC SPECS. На русском и с дополнениями.

Всего существет много версий железа куба: Marlin, Arthur, HW1 - но это всё 
платформы для разработчиков. На практике при разработке игр используется только
железо спецификации HW2 - Dolphin, о которой речь пойдет ниже.

Спецификации Nintendo GAMECUBE (retail HW2 production board).

Архитектура : на материнской плате расположены: CPU Gekko, ASIC Flipper,
два чипа оперативки (RAM) по 12 мб каждый, а также дополнительная память (ARAM)
размером 16 мб (всего системной памяти - 40 мб). Внутри Flipper'а находится
всё железо, кроме tv-out видеосистемы, которая расположена на задней стороне 
материнской платы. Характеристики шины : 32 разряда на адресную, 64 разряда
на шину данных. Частота шины : 162 мгц (1/3 от частоты CPU). Пропускная способность
1.3 гига в секунду. Дополнительная память (ARAM) имеет 8-разрядную шину, 
работает на 81 мгц (1/2 от системной шины). Пропускная способность ARAM - 80
мегабайт в секунду. Доступ к ARAM осуществляется через DMA-канал.

Микропроцессор (CPU) : модифицированный IBM PowerPC 750. Кодовое имя "Gekko".
Характеристики : 0.18 медь (рассеиваемая мощность всего 5 вт), размер кристалла
~40 мм2, 21 млн. транзисторов. Тактовая частота 486 мгц (а не 485, как написано
в официальной спецификации). Указанная производительность 1125 mips/10.5 gflops,
на самом деле сравним с 900-1000 мгц Pentium. Кэш L1: 32 KB инструкции, 32 KB
данные, L2: 256 KB данные. Отличительные особенности : 
    - Расширенный набор инструкций SIMD - аналог MMX/SSE. У Gekko они
      называются Paired Single. В этом режиме один 64-разрядный FPU регистр
      (double) используется как две 32-разрядные половинки (single).
    - L1 кэш данных может работать в режиме блокировки (locked cache). В этом
      режиме одна половина (16 KB) используется как scratch-буфер, к которому
      CPU может обращаться напрямую. Переключение из режима в режим занимает 
      50 мкс (не очень быстро).
    - Буфер подкачки (write gather buffer). Представляет собой мини-кэш (4
      линейки по 32 байт), который "собирает" записи в память по одному и тому-же
      адресу, а когда их набирается достаточно, он "выплевывает" их в оперативку.
    - Большой L2 кэш данных (как уже говорилось).

Видеосистема (TV-Out) : поддержка видеорежимов PAL, NTSC, M-PAL (Бразилия),
PAL60 (европейский Scart). Развертка : interlaced, double-strike, progressive.
Поддержка DTV, стерео-разделения кадра (для "3D"-очков), светового пистолета.
Полноэкранный антиалиасинг конфигурируемый tap-фильтрами. Формат видеобуфера
Y1UY2V (две RGB-точки (6 байт) пакуются в одну "спаренную" YUV (4 байт), за счёт
этого сохраняется полоса пропускания). Видеобуфер (для tv-out) распологается в
оперативной памяти (RAM).

Далее характеристики железа, которые входят в состав Flipper'а :

Носитель данных : 3" DVD, разработанный по технологии Matsushita. Защищён от
копирования нестандартными bar-кодами и кроме того данные секторов зашифрованы.
Емкость диска 1,459,978,240 байт. Диск вращается с постоянной скоростью (CAV).
Секторы режутся как на виниле - от края к центру, плотность записи постоянная.
Скорость чтения 2-3 мб в секунду (сравним с 13X CDROM). Есть поддержка потокового
DVD-Audio в формате ADPCM, 48 кгц. Привод является интеллектуальным устройством -
общение с железом на уровне команд.

Звуковая система : один DMA канал, переключаемая частота звука - 32/48 кгц.
Максимальный размер аудио-буфера - 1 MB. Аудио-буфер распологается в оперативной
памяти (RAM). Также в состав Flipper входит сигнальный процессор (DSP), для 
обработки звука. Этот процессор позволяет смешивать до 64 (и более) звуковых
каналов (причем в 3D) с эффектами эхо, реверберации, ADSR, для каждого канала.
С помощью аудио-библиотек можно использовать любые мыслимые аудио-эффекты.
При этом DSP работает параллельно графическому и центральному процессору, за
счет чего не происходит падения в производительности. Архитектура DSP неизвестна
(кроме объема памяти:  8 KB Data RAM (DRAM), 4 KB Data ROM (DROM), 8 KB
Instruction RAM (IRAM), 8 KB Instruction ROM (IROM) и тактовой частоты DSP -
81 мгц). Синхронизация между CPU и DSP, а также передача команд осуществляется
путем посылки "сообщений".

Графический процессор : разработка компании ArtX во главе с Dr. Wei Yen'ом.
Позднее ArtX была куплена ATI. Вклад ATI - красный стикер на приставке.
Графический процессор можно условно разделить на 3 части : командный процессор,
геометрический процессор и растеризатор.
Командный процессор : аппаратный FIFO-буфер для параллельного выполнения
графических команд (пока CPU передает команды, графический процессор рисует
сцену). Кэш для вершин. Дисплейные списки (вложенность не допускается).
Массивы вершин (координаты вершин не передаются через FIFO, а находятся в
оперативке), причем формат вершин может быть разным - не только вещественные
числа, но и числа с фиксированной точкой.
Геометрия : геометрические вычисления производятся числами с фиксированной
точкой :( Как утверждается, это не позволило ArtX реализовать технологию
шейдеров. 8 аппаратных RGBA-источников света с диффузной и бликовой светимостью.
(diffuse/specular lights). Изменение яркости по углу и расстоянию (angle/distance
attenuation). Toon shading, bump mapping.
Растеризатор : 24 разрядный цвет (RGB), глубина Z-буфера 24-бит. Встроенный
графический видеобуфер - 2 MB, отсюда следует разрешение встроенного буфера - 
640x528 пикселей. Вся отрисовка ведется во встроенный видеобуфер, затем
копируется во внешний видеобуфер, для TV-Out, который распологается в оперативке.
Память для текстур - 2 MB.  Кэш для текстур. Форматы текстур : индексные
TLUT, RGB565, RGB5A3, RGBA, IA4/8, S3TC (сжатие). Альфа-канал. Трёхмерные 
текстуры. Мультитекстурирование (до 16 текстур, 8 оригинальных). Текстурирование
по текстуре (indirect texturing). MIP-mapping, билинейная/трилинейная фильтрация,
анизотропная фильтрация (max=4). Максимальный размер текстуры 1024x1024.
Несколько типов тумана, blending. Gamma-коррекция.
Короче говоря в графическом процессоре куба есть всё, кроме шейдеров.
Указанная производительность - 6-12 млн полигонов в секунду (100-200 тыс. 
треугольников в кадре), учитывая все игровые условия (освещение, текстуры,
звук и пр.).

Устройства ввода : 4 аналоговых контроллера с авто-калибровкой и моторчиками.
Две аналоговые ручки, два аналоговых триггера, 6 кнопок, крестовина. Существуют
множество вариации стандартного контроллера, в том числе и беспроводные.
Контроллер является интеллектуальным устройством - общение с железом на уровне
команд.

Периферия : параллельный порт (для сетевого адаптера (BBA)), 2 последовательных
порта (для, например, модема), Gameboy Advance, который подключается вместо
контроллеров и используется как "гаджет" (прибамбас). Два слота для карт памяти.
Всем этим заправляет контроллер Macronix EXI (аналог USB). EXI является 
интеллектуальным устройством.

Часы : системный таймер на батарейках, считает секунды с начала 2000 года.
Гарантия на батарейку - до 2006 года.

Bootrom : Содержит программу инициализации GAMECUBE и графическое меню.
Размер 2 MB. Зашифрован неизвестным способом (скорее всего комбинация LFSR 
и XOR). Также в состав Bootrom входят системные шрифты для всех языков мира
(там есть и русский алфавит :)).

Питание : AC Adapter DC12V x 3.5A 
Размеры : 4.3" (в) x 5.9" (ш) x 6.3" (д)  не совсем куб :)