De quoi sont faites les consoles de 2001-2010 ?

Introduction

Après les consoles des cinq premières générations, intéressons-nous aux consoles de la sixième et la septième génération, c’est-à-dire celles sorties dans les années 2000. De la Dreamcast – innovante mais boudée – à la PlayStation 3, nous allons détailler les CPU, les GPU et les fonctions des différentes consoles que vous avez sans doute connu. Depuis Pac-Man et sa borne d’arcade dans les années 80, le jeu vidéo a bien évolué…

Le processeur de la Dreamcast

Le processeur de la Dreamcast est un modèle Hitachi, comme dans les consoles 32 bits de la marque (32X et Saturn). Le SH-4 est un CPU 32 bits, utilisé aussi par Sega dans certaines de ses bornes d’arcade. Le SH-4 est cadencé à 200 MHz et fonctionne a priori avec un bus à 100 MHz.

La console, en plus de son système propriétaire, est capable de faire fonctionner Windows CE, un système d’exploitation « embarqué » qui se retrouve notamment dans les téléphones sous Windows Mobile.

Le GPU de la Dreamcast

Pour sa console, Sega avait pensé au départ à 3Dfx, mais c’est finalement une puce PowerVR qui a été déployée dans la console. C’est une puce de la Série 2 qui a été utilisée dans la console, avec 8 Mo de mémoire. La technologie de « tile rendering » des puces PowerVR permet à la console d’offrir de très bonnes performances.

La puce de la Dreamcast est aussi sortie dans le monde des PC, avec la carte Neon 250, mais le succès n’a pas été au rendez-vous, contrairement à la Série 3. Actuellement, les puces de la Serie 5 sont souvent utilisées dans les smartphones.

Stockage et communications sur la console de Sega

La console de Sega utilise un support propriétaire pour les jeux : la galette de 12 cm s’appelle GD-ROM et offre une capacité de stockage de 1 Go, contre environ 700 Mo sur un CD. La console accepte aussi des cartes mémoire à placer dans les manettes et intègre un modem RTC. Un navigateur est proposé pour la console, grâce au Windows CE optionnel intégré dans la console.

La PlayStation 2 de Sony

En 2000, Sony lance la PlayStation 2. La console, qui a connu 18 révisions matérielles, a été vendue à plus de 147 millions d’exemplaires. Commençons par son CPU, poétiquement appelé « Emotion Engine ».

Le CPU de la console a été amélioré plusieurs fois, avec une augmentation de la finesse de gravure (4 process se sont succédés). Le CPU des modèles actuels est ainsi gravé en 90 nm. De plus, l’Emotion Engine (alias R5900) a été intégré dans les premières séries de PlayStation 3.

Un GPU étonnant

Le GPU de la PlayStation 2 porte le nom de « Graphics Synthesizer ». Il est équipé de peu de mémoire — 4 Mo — mais cette dernière est très rapide grâce à un système de bus très larges : 1 024 bits en lecture, 1 024 bits en écriture ou 512 bits en lecture/écriture. Le fonctionnement est particulier avec un rendement qui varie en fonction du nombre de textures. On a accès aux 16 unités sans textures, à 8 unités quand on plaque une texture et à 4 unités avec deux textures (etc.).

Notons que si la puce originale est gravée en 250 nm, des versions intégrant le CPU et le GPU ont été utilisées par Sony et que les dernières versions sont elles aussi gravées en 90 nm. Le Graphics Synthesizer est aussi intégré dans une partie des PlayStation 3 pour la rétrocompatibilité.

Un bon lecteur DVD

La console de Sony, en plus d’être une console de jeu, est un lecteur de DVD qui a eu beaucoup de succès, les lecteurs étant — au moment de la sortie — assez onéreux. Elle était aussi capable de communiquer, avec de l’Ethernet sur certains modèles, et même un disque dur.

Etant donné les nombreuses variantes matérielles de la console, la connectique n’est pas la même sur tous les modèles.

Un processeur PowerPC dans une console

Nintendo, avec le GameCube, utilise un processeur puissant, un PowerPC de type 750 provenant de chez IBM. Proche de ce qu’Apple utilise dans ses ordinateurs et appelle le G3, le Gekko est un modèle 32 bits cadencé à 486 MHz. 

Point amusant, le GameCube est le successeur de la Nintendo 64 mais se « contente » d’un processeur 32 bits.

Un avant-goût de Radeon 9700

Pour le GPU, Nintendo travaille avec ArtX, une société rachetée par ATi. La puce Flipper sera en partie à la base des Radeon 9700, carte à succès dans le monde des PC.

La puce, point intéressant, intègre directement de la mémoire rapide dans son package, sur un bus très large : la mémoire de 1 Mo pour les textures est par exemple composée de 32 puces de 256 ko interfacée en 16 bits, ce qui donne une bande passante mémoire pouvant atteindre l’équivalent d’une mémoire interfacée en 512 bits dans le meilleur des cas.

Une console qui ne fait que console

Nintendo a proposé une console qui ne fait que console. Pas de disque dur, de lecteur de DVD et autres système d’exploitation alternatif. L’avantage est évidemment une console qui fait peu de choses mais le fait bien.

Notons que ce que Nintendo appelle un adaptateur « haut débit » est simplement un connecteur RJ45 pour relier la console en Ethernet.

Une console ou un PC ?

La première console de Microsoft, la Xbox, est basée sur une architecture proche de celle des PC. Processeur x86, Windows NT 5.0 comme système d’exploitation, la Xbox est au niveau des ordinateurs de l’époque.

Alors que les Celeron — dotés de 128 ko de cache — ont généralement un FSB limité à 66 MHz, le processeur de la Xbox travaille sur un bus à 133 MHz

Une GeForce dans une console

Le NV2A de la console de Microsoft est une puce qui se place entre le NV20 (GeForce 3) et le NV25 (GeForce 4). La puce est rapide et met une claque visuelle aux autres consoles de sa génération.

Pour les amateurs, la puce est compatible DirectX 8.1 et OpenGL 1.4.

Un disque dur dans une console

La Xbox est la première console à proposer un disque dur en standard, avec 8 Go, une capacité qui est aujourd’hui à la portée de n’importe quelle clé USB.

Les manettes de la console utilisent une prise propriétaire qui implémente en fait le protocole USB 1.1.

Un PowerPC à 3,2 GHz

La dernière console de la sixième génération était la Xbox. La première console de la septième génération sera aussi une Xbox, la 360. La console abandonne Intel et NVIDIA pour IBM et ATi.

Le processeur est rapide, mais son architecture est simple, plus proche d’un PowerPC des années 90 que d’un PowerPC des années 2000. Il a été gravé en 90 nm au départ, avant de passer au 65 nm puis au 45 nm.

Une Radeon X1900 dans une console

Un dérivé de GeForce dans la Xbox, un dérivé de Radeon dans le Xbox 360. Espérons que Microsoft ne prendra pas de dérivé d’une puce Intel dans sa prochaine console… Les évolutions de la console ont amélioré la consommation en augmentant la finesse de gravure des puces et en unifiant CPU et GPU sur les derniers modèles. La Xbox 360 a aussi reçu quelques améliorations comme une prise HDMI sur les modèles récents.

Principale différence par rapport à une carte PC : l’intégration de 10 Mo de mémoire eDRAM dans le package. La puce a été gravée en 90 nm, puis en 65 nm puis en 45 nm (actuellement) alors que la mémoire a été gravée en 90 nm et en 80 nm. La carte est DirectX 9, Shader Model 3.0 et comprend l’équivalent de 48 « processeurs de flux ».

Une console connectée

Point de navigateur sur la Xbox 360, mais c’est tout de même une console connectée. En effet, le Xbox Live est un des avantages de la console. Même si elle ne propose qu’un lecteur de DVD, la console s’est ouverte aux films en haute définition : un lecteur HD DVD externe a été proposé un temps.

Plusieurs versions de la console existent, avec de la mémoire flash, un disque dur ou… rien du tout.

Le Cell, une révolution… ou pas

En novembre 2006, la PlayStation 3 arrive. La console est basée sur un processeur « révolutionnaire », le Cell. Ce processeur contient en fait un CPU de type PowerPC (proche de celui de la Xbox 360) et des SPE. Au nombre de huit en théorie, les unités de calcul se limitent en fait à sept dans la console pour des questions de rendement à la production, et le système d’exploitation se réserve une des unités.

La console, en plus du Cell, intègre aussi des composants de PlayStation 2. Les premières versions de la console, vendues aux Etats-Unis et au Japon — pas en Europe — disposent d’un Emotion Engine complet pour la rétrocompatibilité. Les modèles européens et ses successeurs émulent ce processeur avec le Cell.

Une GeForce chez Sony

Microsoft passe à ATi ? Sony passe à NVIDIA. Le RSX — Reality Synthesizer — succède au Graphics Synthesizer de la PlayStation 2 et est assez proche des GeForce de la série 7 que l’on retrouvait jadis dans nos PC.

La PlayStation 3 a aussi intégré un second GPU, celui de la PlayStation 2, dans certains versions. Les premières consoles intégraient CPU et GPU pour une rétrocompatibilité matérielle, les versions européennes ont supprimé le CPU mais gardé le GPU pour une compatibilité semi-matérielle, les PlayStation suivantes (dès le modèle 40 Go) se sont passées de rétrocompatibilité, pour limiter les coûts.

Une autre console connectée

La PlayStation 3, comme la Xbox 360, est une console connectée. Mais la connectique, riche à la sortie, a été réduite drastiquement avec les évolutions de la console, pour limiter les coûts. Certains options, comme le lecteur de cartes, le lecteur SACD ou la rétrocompatibilité, ne sont pas disponibles sur tous les modèles.

La capacité du disque dur a par contre augmenté, avec des modèles de 320 Go actuellement. Et — contrairement à Microsoft — Sony explique comment changer le disque dur, ce qui permet d’installer un modèle de 1,5 To sans aucun problèmes.

Et si on overclockait ?

La Wii amène une « révolution » dans la façon de jouer, mais la partie matérielle pêche un peu. Rien de nouveau sous le soleil, le processeur de la console — Broadway — est le même que celui du GameCube, seule la fréquence augmente.

La Wii n’a pas besoin de processeur dédié pour la rétrocompatibilité : le Broadway est (en simplifiant) un Gekko accéléré. La mémoire eDRAM est toujours présente, dans le package de la puce graphique, et le processeur a aussi accès à 64 Mo de mémoire de type GDDR3.

Et si on gardait la même puce ?

Comme pour le CPU, Nintendo fait dans le classique. Hollywood est une simple évolution de Flipper, en plus rapide.

Dans le même package qu’Hollywood, on trouve aussi de la mémoire mais aussi un processeur ARM, de type ARM926, qui prend en charge les fonctions annexes de la console.

Et si on ne lisait pas les DVD ?

La Wii est — comme les autres — une console qui communique. Elle est reliée à Internet en standard, possède un peu de mémoire flash interne et a la bonne idée de rester connectée à Internet (pour les mises à jour, par exemple) sans utiliser le processeur central, grâce au processeur ARM intégré.

La console ne lit pas les DVD, malgré un lecteur compatible, a priori pour de sombres raisons de droits et de licences.