Как закалялась Sega Mega Drive

---

История успеха легендарной 16-битной приставки от Sega была рассказана не единожды, а очень даже много раз. Однако в таких рассказах часто за кадром остаётся техническая сторона вопроса. Сегодня мы хотели бы рассказать вам о Sega Mega Drive, она же Genesis, с точки зрения её создателя – Масами Исикавы.

Эта история берёт начало в далёком 1979 году, когда в молодую компанию Sega, которой на тот момент исполнилось лишь 14 лет, пришёл Масами Исикава. Пришёл, чтобы помогать в работе над игровыми автоматами, но очень скоро встал во главе департамента передовых разработок, чтобы создать 16-битную легенду. Масами Исикава стал единственным инженером, проследившим за полным циклом рождения и становления проекта Mega Drive.

Начав работать над Sega SG-1000, ставшей первым шагом именитой японской корпорации на поприще домашних игровых систем и продолжив трудиться над проектом Sega Master System, чьи основные блоки послужили базой для последующих поколений приставок, Исикава-сан последовательно подходил к своему главному шедевру.

Всё началось с работы над Sega Master System, известной на азиатском рынке также под именем Mark III - прямым предшественником Mega Drive. Общие идеи и концепции, использовавшиеся при создании Mark III, легли в основу и 16-битной приставки, став естественным продолжением развития домашних консолей от Sega.

При обдумывании технической части будущей приставки Масами Исикава понимал важность и необходимость сохранения обратной совместимости с предыдущими поколениями. Команде инженеров удалось даже сохранить совместимость с играми, написанными для старой SG-1000, однако основной упор всё же делался на совместимость именно с Sega Master System, поскольку на тот момент её уже успели купить более миллиона человек в одной лишь Японии.

В то же время инженеры понимали и важность значительного улучшения графической подсистемы. Основной проблемой стала оптимизация доступа к общей памяти наряду с доступом к видеопамяти, поскольку до появления Mega Drive Sega использовала единый чип для всех вычислений. Здесь-то и пригодились компоненты Mark III: единый вычислительный блок был разделён на два - блок общих вычислений с центральным процессором Motorola 68000 и видеочипом и блок обработки звука, где на помощь пришёл процессор Zilog Z80, который в Mark III служил центральным вычислительным блоком.

Благодаря этому решению Mega Drive научилась выводить оцифрованный стереозвук неслыханного доселе для домашних игровых приставок качества. В итоге, система могла работать в двух режимах: в режиме совместимости звуковой блок выступал как центральный процессор для обработки программного кода, написанного для Mark III, пока Motorola 68000 «отдыхала». Ну, а в основном режиме, Zilog Z80 занимался только обработкой звука, распоряжаясь чипом звуковой генерации Texas Instruments SN76489, пока 68000 трудился на полную катушку.

Итак, Motorola 68000 стала базой, вокруг которой построили новую систему. Но на самом деле - всё не совсем так. Масами Исикава поясняет, что процессор Motorola был встроен в систему в самый последний момент. Это решение принял Хидеки Сато, бывший тогда главным куратором проекта Mega Drive и позже ставший президентом Sega.

Дело в том, что на момент начала работ над проектом Genesis/Mega Drive аркадные автоматы уже имели на борту 16-битные процессоры, в то время как домашние приставки довольствовались 8-битной графикой. 16-битный процессор в аркадном автомате был оправдан экономически, поскольку аркадные автоматы приносили очень неплохую прибыль. В случае же с домашними приставками использование 16 бит могло, что называется, «влететь в копеечку». Однако, в конце концов, история показала, что Хидеки Сато принял верное решение. Использование процессора Motorola 68000 значительно облегчило работу программистов, уже имевших дело с играми для аркадных автоматов.

68000 также значительно поднял планку графики. Масами Исикава рассказывает, что графическая подсистема приставки способна была выводить сразу два окна с одновременной вертикальной и горизонтальной прокруткой. Спрайты персонажей и окружения можно было увеличить на весь экран без потери в производительности. Приставка была способна выводить и экран-подложку, что можно было использовать, например, для отрисовки правильных теней за персонажами, а аппаратная поддержка полупрозрачности придавала картинке большую реалистичность. Но несмотря на это, всё же, по сравнению с аркадными автоматами, возможности Mega Drive были значительно ограничены.

Основной проблемой для инженеров стал размер чипа. Масами Исикава хотел расширить функционал графической подсистемы, добавив аппаратные инструменты работы со спрайтами, но как он ни старался, это лишь увеличивало схемотехнику чипа, его размеры, что приводило и к росту себестоимости системы. Поэтому от многих задумок пришлось отказаться, что вылилось также в ограничение количества выводимых на экран цветов.

Возможно, команда проекта Mega Drive тестировала и другие чипы? Ведь, как говорится, не Моторолой единой. Но нет. Для инженеров вопрос стоял лишь в выборе между 8-битностью и 16-битностью. С самого начала Sega планировала построить систему на заказном чипе, спроектированном специально для использования в домашней игровой приставке. И именно 68000 как нельзя лучше подходил на эту роль.

Что же касается звуковой подсистемы приставки, то первоначально процессору Z80 в подчинение был отдан звуковой генератор SN76489 производства Texas Instruments. Однако позднее к нему в команду записали чип Yamaha YM2612. Исикава рассказывает, что синтезаторные чипы Yamaha уже использовались в аркадных автоматах. Но при разработке системы Mega Drive инженеры в первую очередь ориентировались на обратную совместимость с Mark III, и именно по этой причине первоначально в систему устанавливался чип Texas Instruments. Позже, когда Mega Drive обрела свою популярность, заслуженно высокие продажи и огромное количество игр, производитель улучшил блок, отвечавший за звук, объединив несколько чипов Yamaha в один под управлением всё того же Zilog Z80.

Сколько же длилась разработка этой легендарной консоли, некогда вожделенной многими мальчишками не только в Японии и Америке, но и в далёкой, холодной для них, но родной для нас с вами России?

Исикава утверждает, что работа над проектом началась в середине 1986 года и длилась всего полтора года. Единственным человеком, нёсшим полную ответственность за весь проект, был сам Масами Исикава. Все остальные в его окружении были, что называется, на подхвате и исполняли скорее роль советчиков и экспертов, поскольку имели богатый опыт разработки игровых автоматов.

Наибольшую сложность при разработке представляли система доступа к памяти и общая схема материнской платы. Для решения первой проблемы Хидеки Сато раздобыл спецификации нового модуля оперативной памяти Texas Instruments Dual-Port Memory и предложил попробовать встроить этот модуль в систему. Исикаве пришлось изрядно попотеть, изучая спецификации и разрабатывая различные варианты того, как можно было подружить совершенно новый модуль памяти, который ещё никто нигде не успел применить, с новой же системой.

Вторая проблема заключалась в том, что Исикава был вынужден разработать с нуля новый тип схемотехники, который до этого не применялся ни в домашних игровых системах, ни в аркадных автоматах. Сложность была в том, что обновлённый видеоблок предполагал и новую схему работы с памятью и с выводом изображения. Чересстрочная развёртка тогдашних телевизоров лишь прибавляла головной боли. Исикаве даже пришлось углублённо изучать стандарты ТВ-вещания, чтобы понять, как лучше организовать центральную схему, не потеряв в качестве выводимой приставкой картинки.

К моменту окончаний работ над проектом в индустрии поползли зловещие слухи о том, что Nintendo готовит проект Super Famicom (Super NES). Руководство стало прозрачно намекать Исикаве на то, что хорошо было бы удвоить количество памяти, выделенной для графической подсистемы, чтобы улучшить общую производительность приставки. Исикава с энтузиазмом воспринял намёки и… тут же получил оплеуху от собственной разработки. Система была разработана так, что добавить к ней что-то ещё было очень проблематично.

Пришлось полностью переделывать всю схемотехнику, уменьшать отдельные её части, а некоторые и вовсе удалять полностью, но результат был лишь в очень незначительном приросте общей производительности, что позволило лишь немного увеличить количество спрайтов, выводимых одновременно на экран. Масами Исикава получил полезный урок о том, что разработка любой сложной системы должна вестись с учётом возможных будущих исправлений и дополнений.

А что же разработчики игр? Как они делали свои шедевры для легенды нашего детства? По словам Исикавы-сана, первоначально разработчики пользовались программными эмуляторами Z80, которые уже тогда напоминали сегодняшние SDK с библиотеками, и программировали только под Zilog Z80, заставляя приставку работать в режиме совместимости. На начальных этапах приходилось изучать исходные коды тестовой программы, написанной самим Исикавой, чтобы понять принципы и функции, доступные для работы на новом для приставки чипе. На тот момент очень немногие программисты игровой индустрии имели дело с кодом для 68000, а позиции Zilog Z80 были всё ещё сильны.

Сегодня, при работе над проектом игровой консоли, производитель понимает важность мнения программистов, чтобы впоследствии заручиться их поддержкой и облегчить жизнь и себе, и им. Но в те далёкие времена всё было совсем не так. Производитель практически никак не учитывал мнение тех, кто затем работал с произведённым оборудованием. При составлении финальной спецификации собиралось совещание, где в ультимативном порядке разработчикам программного обеспечения представлялась система и её возможности.

И разработчики особо не жаловались. Той самой игрой, которая полностью раскрыла железный потенциал Mega Drive, по мнению самого Исикавы, стала Sonic The Hedgehog 2. Эта игра в полной мере использовала чересстрочную развёртку и возможность консоли выводить сразу два игровых экрана. Именно благодаря такому функционалу на системе на одном экране могли играть сразу двое.

Но всё хорошее когда-нибудь заканчивается. Печальная концовка случилась и у истории Mega Drive. После окончаний работ над проектом Исикаву перебросили в команду, работавшую над игровыми автоматами, где уже вовсю кипела работа над построением 32-битной системы. Вышедшая позже Mega Drive 2 представляла собой лишь немного улучшенную и доработанную систему, направленную по большей части на оптимизацию производства и уменьшение себестоимости.

Бешеный успех Mega Drive, особенно на американском рынке, где консоль быстро обогнала Nintendo, вскружил голову руководству Sega, и приставку начали гонять и в хвост, и в гриву. Попытки заставить Mega Drive работать с компакт-дисками привели к созданию надстройки Sega-CD, что вылилось в огромные трудности для команды инженеров, работавших уже без помощи Масами Исикавы.

Результатом стало неудачное решение создать громоздкую конструкцию, а подключение надстройки к приставке осуществить при помощи бокового коннектора для расширений. Но поскольку сам коннектор был сделан с применением антикоррозийного покрытия, это неизбежно приводило к сильному ослаблению сигнала вследствие высокого электрического сопротивления, что и выливалось в ошибки работы системы.

Слухи о том, что конкуренты Sega готовят к выпуску игровые консоли, построенные на 32-битных процессорах (Sony PlayStation, Nintendo 64), привели к созданию Sega 32X, представлявшей собой ещё одну громоздкую надстройку к Mega Drive и требовавшей к тому же отдельного питания. В итоге при подключении 32X и Sega-CD приставка представляла собой игрового франкенштейна, по возможностям находившегося где-то между Mega Drive и Saturn.

В конце концов, из-за скорого выхода Sega Saturn проект Mega Drive стали быстро забывать, ибо наступала эпоха приставок пятого поколения. Как игроки, так и игровые разработчики ожидали прорывных технологий, которые устаревавшая не по дням, а по часам Mega Drive предоставить уже не могла. Даже с такими надстройками, как 32X, которые к тому же из-за низкого спроса стали стремительно дешеветь.

Оглядываясь назад, Масами Исикава жалеет лишь о том, что решение встроить процессор Motorola 68000 были принято слишком поздно, отчего не удалось в достаточной степени оптимизировать работу системы в целом, что повлекло за собой определённые трудности. Однако, как показала история, всё, что ни делалось – делалось к лучшему.

Конечно, при разработке преемников легендарной Mega Drive – Sega Saturn и Sega Dreamcast – команды инженеров и программистов уже работали сообща, начиная с работ над спецификациями центрального процессора и заканчивая разработкой программного обеспечения. Но это уже, как говорится, совсем другая история.