Как ретро-консоли создавали графику до появления современных GPU
Более двух десятилетий графика игровых консолей формировалась специализированными микросхемами с фиксированными функциями, пока в 2001 году оригинальная Xbox не получила графический процессор PC-уровня. Полный переход индустрии на программируемые GPU занял еще десятилетие.
До появления современных графических процессоров (GPU) игровые консоли использовали специализированные микросхемы с фиксированными функциями, которые умели отображать изображение, но не могли выполнять программный код. Такой подход преобладал в консольной технике с конца 1970-х до начала 2000-х годов.
Хорошо известный пример — чип Ricoh 2C02 в консоли NES, из-за которого в играх вроде Super Mario Bros. возникал характерный эффект: если на одной строке экрана скапливалось слишком много персонажей, часть из них начинала мерцать. Чип мог отображать не более восьми спрайтов на одной строке и по очереди отбрасывал остальные. Работая с объемом памяти около 10 килобайт, 2C02 формировал изображение построчно синхронно с движением электронного луча телевизора, поэтому процессор не мог безопасно изменять картинку во время её отрисовки.
Более ранние системы были устроены ещё проще. В Atari 2600 процессору приходилось самому передавать данные для каждой строки экрана, поскольку чип не имел буфера кадра, а консоль Magnavox Odyssey 1972 года вообще не имела ни процессора, ни памяти — точки и линии формировались дискретной логикой.
Перелом с PlayStation 2 и Xbox
В PlayStation 2, чипы которой Sony представила в марте 1999 года, нагрузка распределялась между процессором Emotion Engine и отдельным чипом Graphics Synthesizer. Векторные блоки Emotion Engine выполняли геометрические расчёты, превращая 3D-модели в треугольники, а Graphics Synthesizer просто заполнял уже размещённые треугольники цветом и текстурой.
Настоящий поворотный момент наступил в ноябре 2001 года, когда вышла оригинальная Xbox с процессором Intel Pentium III и специально разработанным графическим чипом NVIDIA на основе архитектуры GeForce 3 — первым GPU, позволявшим разработчикам писать собственные программы для обработки пикселей и вершин.
Тем не менее переход индустрии на PC-подобное оборудование происходил постепенно. GameCube, Xbox 360, PlayStation 3 и Wii еще десятилетие использовали процессоры PowerPC от IBM, хотя их графические чипы уже имели PC-подобную архитектуру. Полный переход состоялся в 2013 году с выходом PlayStation 4, которая получила стандартные процессорные ядра AMD и графику на основе Radeon — подход, сохранившийся в современных PlayStation 5 и Xbox Series X.
