Die dunkle Bedrohung

Microsoft will mit der Xbox den Spielemarkt überrollen

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Sie bietet so gut wie alles, was ein Spiele-PC hat, ist aber so leicht zu bedienen wie eine Konsole. Die Xbox bedroht die friedliche Koexistenz von PC und PlayStation und bläst Mitte März zum Angriff auf deutsche Wohnzimmer. Ist Widerstand völlig zwecklos? Oder kann Nintendo mit seinem GameCube die Xbox noch abfangen?

Aufmacher

Mit der Xbox erscheint am 14. März hierzulande die erste Spielkonsole, die im Inneren komplett aus PC-Komponenten aufgebaut ist und - ein Novum bei Konsolen - auch eine Festplatte mitbringt. Ein Ethernet-Anschluss soll zukünftig Online-Spiele - bisher eine Domäne der PCs - ermöglichen, was den Spieleherstellern zusätzliche Einnahmen verspricht.

Es gibt aber auch wichtige Detailunterschiede zum PC, und die machen die Spielepublisher sehr froh: Die speziellen Spiele-DVDs der Xbox sind wohl noch einige Zeit vor Raubkopierern sicher. Und ferner kann man dasselbe Spiel in der Konsolenversion auch schon mal doppelt so teuer wie die PC-Version verkaufen.

Kein Wunder, wie der Designer Peter Molyneux, bekannt durch Aufbausimulationen wie ‘Black&White’, mit wehenden Fahnen vom PC zur Xbox wechselt. Hier kann man noch richtig Geld verdienen. Und die Spieleentwickler müssen sich noch nicht mal mit zig Anpassungen und Optimierungen für verschiedene PC-Prozessoren und 3D-Grafikchips plagen, sondern können ihre Energie ganz auf eine einzige Hardware-Plattform konzentrieren.

Damit besteht die Gefahr, dass der bei Entwicklern ungeliebte Spiele-PC in absehbarer Zeit in die zweite Liga der Spieleplattformen absteigt. Dies hätte natürlich Auswirkungen auf die gesamte PC-Industrie. Spiele sind heute der treibende Faktor beim Aufrüsten von PCs, denn für die tägliche Büroarbeit reicht auch ein zwei Jahre alter Rechner. Würden sich PC-Spieler daher künftig lieber eine Xbox (oder andere Konsole) statt einer neuen Grafik- und Soundkarte zulegen, könnte so mancher Hersteller bald dicht machen. Nvidia sägt mit ihrem Grafikchip für die Xbox also in gewisser Weise am eigenen Ast.

Noch allerdings hat der PC nicht ausgespielt: Er ist zum Beispiel erste Wahl, wann immer es um hochauflösende Grafik geht, deren Wiedergabe simple Fernsehgeräte überfordert. Auch in puncto Online-Gaming müssen die Konsolenfans noch neidisch zuschauen. Hier dominiert der PC, weswegen wir uns ab Seite 128 selbst in die virtuellen Welten begeben, um herauszufinden, warum Spieler zum Beispiel durchschnittlich 20 Stunden pro Woche beim Rollenspiel ‘Everquest’ online sind.

Natürlich protzt jede neue Konsole mit besserer Grafik und besserer Technik, doch machen die neuen Spiele für Xbox und GameCube auch mehr Spaß? Unser Vergleichstest auf Seite 119 fördert so manche Perle zutage, deckt aber auch schon mal als Spiele kaschierte Grafikdemos auf. Bei Fun-, Sport- und Action-Titeln herrscht allerdings fast schon ein Überangebot.

In diesem Beitrag geht es um die Hardware der Konsolen im Unterschied zum Spiele-PC und mit welchen Techniken die Hersteller ihre Spielespezialisten so leistungsfähig und dennoch kostengünstig machen. Nicht zuletzt sind Konsolen deshalb so preiswert, weil der Spieler keinen separaten Monitor benötigt, sondern das überall vorhandene Fernsehgerät ausreicht.

Daraus schlagen die Konsolenhersteller gleich ein weiteres Mal Kapital, denn im Wohnzimmer wird ja nicht nur gespielt, sondern auch ferngesehen - und zunehmend werden auch DVD-Videos angeschaut. Wie gut sich Xbox und Playstation als DVD-Player machen, beleuchten wir auf Seite 114. Da Nintendos GameCube im Original keine DVDs abspielen kann, haben wir aus Japan den ‘Q’ von Panasonic zum Vergleich herangezogen, der einen DVD-Player mit dem GameCube kombiniert.

Im Folgenden stellen wir die grundsätzlichen Systemarchitekturen der Konsolen der eines typischen, auf Spiele optimierten PC gegenüber und prüfen, welche Unterschiede bei Spielen zu erwarten sind, die für mehrere Plattformen parallel erscheinen.

Erste Entwürfe sahen für die Xbox eine 200 Euro billige Konsole vor, die PC-Spiele abspielen konnte. Doch Bill Gates war die mit einer PlayStation 2 vergleichbare Leistung zu gering und er sah gute Chancen, die Kosten für eine komplette Neuentwicklung mit exklusiven Xbox-Titeln wieder hereinholen zu können. Das Ergebnis ist die Xbox in ihrer heutigen Form: ein als Konsole verkleideter PC, der ausschließlich zum Spielen da ist.

Xbox
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Von seiner grundsätzlichen Architektur ist der PC als ‘Mädchen für alles’, also als Universalmaschine angelegt. So kann er Musik und Videos abspielen, ermöglicht Textverarbeitung, verwaltet große Datenmengen und kann auch 3D-Grafiken berechnen. Aber er ist zunächst auf nichts davon spezialisiert und folglich in keiner Disziplin herausragend.

Erst Beschleunigerchips für 3D-Grafik wie der Voodoo von 3Dfx sorgten im Jahre 1996 dafür, dass Action-Spiele auf PCs ansehnlich wurden. Seitdem wurde die Bedeutung der Grafikkarten immer größer. Zunehmend mehr Berechnungen wie Transform & Lighting wurden von der CPU auf den Grafikchip verlagert und immer mehr Speicherchips auf teuren Grafikkarten verbaut. Dies trieb die Hardwarekosten für PC-Spieler in die Höhe, führte aber auch zu einem unübersichtlicheren Feld an Hardwarekombinationen, die die Spieleentwickler berücksichtigen müssen [[#literatur 2]].

Das können diese aber nur bedingt leisten, sodass die meisten PC-Spiele sich auf den kleinsten gemeinsamen Nenner bei den Grafikfeatures konzentrieren. So unterstützt die Mehrzahl der beliebten Echtzeitstrategiespiele lediglich Direct3D 7.0, obwohl Version 9.0 schon vor der Tür steht. Action-Spiele, die die neuesten Features eines bestimmten Grafikchipherstellers nutzen, sind daher sehr selten. Und wie die Erfahrung im Falle des U-Boot-Shooters ‘Aquanox’ zeigte, ist Spitzengrafik allein auch keine Gewähr für Erfolg - bereits drei Monate nach Erscheinen landete ‘Aquanox’ auf dem Grabbeltisch.

Zwar hat Microsoft mit dem standardisierten DirectX-API die Arbeit der PC-Entwickler erheblich vereinfacht, eine genau definierte Hardware, wie sie bei der Xbox anzutreffen ist, spart jedoch erheblich Zeit und Geld bei der Entwicklung neuer Spiele. Die Xbox ist überdies mittels DirectX fast genauso wie ein PC zu programmieren. So unterstützt die neueste Unreal-Engine von Epic Games auch schon spezielle Funktionen der Xbox, wodurch Portierungen vom PC auf die neue Konsole zum Kinderspiel werden.

Die Redmonder Ingenieure konnten sich bei der Xbox mit einer aus heutiger Sicht recht schwachbrüstigen Intel-CPU mit 733 MHz Taktfrequenz begnügen, da diese im Grunde genommen nur den Wasserträger für den Grafikchip spielen muss, indem sie ihm die Daten genügend schnell über den Bus zuschaufelt. Intel kreierte für die Xbox einen Zwitter aus Celeron und Pentium III mit 128 KByte 8fach assoziativem L2-Cache (der normale Celeron hat nur einen 4fach assoziativen L2-Cache und beim Pentium III ist der L2-Cache doppelt so groß).

Eine nahe Verwandtschaft zum Mobile Celeron offenbart er mit der vergleichsweise geringen Verlustleistung von nur 24 Watt. Zum Vergleich: Die Wärmeverlustleistung heutiger Top-Prozessoren ist mit etwa 70 Watt fast dreimal so groß. Während die PC-Spieleentwickler eine Unmenge verschiedener Prozessoren - vom Pentium II, III oder 4 bis AMD K6, Athlon oder Duron - berücksichtigen müssen, kann sich der Xbox-Entwickler ganz auf Optimierungen für einen einzigen Prozessor konzentrieren.

Die zentrale Rolle spielt bei der Xbox aber gar nicht die CPU, sondern das Duo aus Integrated Graphics Processor (IGP) namens XGPU und Media & Communications Processor (MCPX X3), das Nvidia analog zum nForce-Chipsatz für den PC entwickelt hat. Der Grafik-Prozessor ist in die Northbridge integriert und arbeitet wie der neue NV-25-Chip für Geforce4-Ti-Grafikkarten mit vier Pixel-Pipelines und zwei Vertex-Shadern. In der mit 200 MHz getakteten Southbridge wurde neben dem Ethernet-, Festplatten-, DVD- und USB-Controller auch der Soundchip integriert, der den Spiele-Sound in Dolby Digital 5.1 kodieren kann. Bis zu 64 Stimmen kann er so um den Spieler herum arrangieren.

MCP und IGP kommunizieren über das von AMD und Alpha Inc. entwickelte serielle HyperTransport-Interface, mit dem isochrone Datentransfers, bei denen die Daten in einem garantierten Zeitfenster übertragen werden, leichter als mit dem PCI-Bus zu realisieren sind. IGP, MCP und CPU teilen sich gemeinsam den mit 200 MHz getakteten DDR-SDRAM-Hauptspeicher von 64 MByte. Durch die Twinbank-Memory-Architektur von Nvidia, bei der zwei 64-Bit-Datenkanäle als 128-Bit-Bus genutzt werden, ist so eine maximale Speichertransferrate von 6,4 GByte/s möglich. Auf dem PC ist DRAM-Speicher derweil nur mit 133 MHz getaktet, wodurch zum Beispiel der nForce-Chipsatz lediglich eine maximale Transferrate von 4,2 GByte/s erreicht.

Maximal 1,1 GByte/s Transferrate genehmigt sich die Xbox-CPU, deren 64-bittiger Front-Side-Bus mit 133 MHz getaktet ist. Die restlichen 5,3 GByte/s stehen fast ausschließlich dem mit 233 MHz getakteten Grafikchip zur Verfügung. Auf dem PC war mit dem Advanced Graphics Port (AGP) eigentlich einmal angedacht, dass die Grafikkarte den Hauptspeicher mitbenutzen kann. Nur kann der AGP-Port mit seinen 66 MHz und 32 Bit Breite selbst in der 4X-Ausführung nur etwa 1,1 GByte/s an Daten übertragen - zu wenig für moderne Spiele.

Deshalb haben die Entwickler den entsprechend schnellen Speicher lokal auf den Grafikkarten untergebracht. Dabei können sie nicht nur höhere und von der Standardarchitektur des PC abweichende Taktfrequenzen, sondern auch größere Busbreiten verwenden, um den Durchsatz zwischen Grafikchip und Bildspeicher zu steigern. So erreicht eine Geforce3 Ti 200 eine Speichertransferrate von maximal 6,4 GByte/s und eine Geforce 4 Ti 4600 sogar bis zu 10,4 GByte/s.

Das ist zwar fast doppelt so viel wie der IGP der Xbox zur Verfügung hat, jedoch hat die Xbox den Vorteil, dass sie ihre Bilder auf normalen Fernsehgeräten mit nur 640 x 480 Bildpunkten auflösen muss. Der Videoencoder von Conexant gibt diese übrigens bei der PAL-Version der Xbox wahlweise mit 50 oder 60 Halbbildern pro Sekunde wieder. Auf dem PC ist aber kaum jemand mit weniger als 1024 x 768 Pixel bei 75 Hz zufrieden, was einer um den Faktor 7,7 größeren Datenmenge entspricht. Lässt man einmal Features wie Full-Scene-Antialiasing (FSAA) und Supersampling außen vor, müssten die schnellsten PC-Grafikkarten bei der Speichertransferrate knappe 400 Prozent zulegen, um bei einer Auflösung von 1024 x 768 die gleiche Leistung zu bringen wie die Xbox bei 640 x 480. Schließt man den PC hingegen über Video-Out an das TV an, relativiert sich der Unterschied: Hier gibt die Grafikkarte normalerweise 800 × 600 Pixel bei 50 Hz aus, so dass die Bandbreite nur noch dreimal größer als bei der Xbox sein muss.

Die Xbox ist im Inneren also quasi eine Grafikkarte mit zusätzlicher CPU und Sound-Einheit. Erst durch die fest auf das Mainboard verlöteten Baugruppen sind die hohen Taktraten überhaupt möglich. Dadurch werden Übergangswiderstände und lange Leiterbahnen vermieden, wie sie bei den steckbaren PC-Speichermodulen, PCI- und AGP-Karten auftreten.

Als erste Konsole überhaupt ist die Xbox von vornherein mit einer Festplatte ausgestattet. Sie dient als Cache für Spieldaten und zum Abspeichern von Spielständen. Ebenso können Spieler Musik von Audio-CDs in Microsofts eigenem WMA-Format mit 64 kBit/s rippen. Microsoft verbaut in die Xbox Modelle von Western Digital oder Seagate, die physikalisch acht beziehungsweise zehn Gigabyte Speicherplatz bieten. Partitioniert sind allerdings nur acht Gigabyte mit einem dem FAT16 ähnlichen Dateisystem. Gegen einen Austausch oder Einbau in einen PC wurde die Platte mit einem ATA-Passwort geschützt.

Die Spiele werden auf zweilagigen DVD-ROMs mit 8,54 GByte Speicherplatz (DVD-9) ausgeliefert. Auf einer Xbox-Disk findet sich ein Layer mit typischem Video-DVD-Aufbau, die beim versehentlichen Einlegen der Disk in einen DVD-Player darauf hinweist, dass es sich um ein Xbox-Spiel handelt. Die Programmdaten liegen anscheinend auf dem zweiten Layer, der wie bei den meisten Video-DVDs von außen nach innen beschrieben ist. Da es (zumindest bisher) keine zweilagigen DVD-Rohlinge gibt, sind Raubkopien für Normalsterbliche kein Thema. Selbst gebrannte CDs kann das DVD-Laufwerk der Xbox übrigens, genau wie das der PlayStation 2, offiziell nicht lesen; mit manchen Rohlingen klappt es dennoch.

Die klobigen Xbox-Controller werden zwar über einen normalen USB-Port angeschlossen, die Stecker sind jedoch speziell auf die Xbox zugeschnitten, sodass man nicht einfach eine USB-Tastatur oder -Maus an das Gerät anschließen kann. Den Ethernet-Anschluss mit 100 MBit/s nutzt bisher nur der First-Person-Shooter ‘Halo’ für LAN-Spiele. Erste Online-Spiele wie ‘Unreal Championship’ sind für den Sommer angekündigt. Sie sollen auch über ein DSL-Modem spielbar sein. Ob man jedoch nur gegeneinander spielen kann oder auf diesem Weg neue Level und Updates aus dem Internet bekommt, hängt von den einzelnen Titeln ab.

Xbox und GameCube könnten gegensätzlicher nicht sein: Während Microsoft die x86-Plattform favorisiert und dem Spieler einen Koloss von Konsole beschert, nimmt sich der GameCube geradezu winzig aus. Auch Nintendo hat die Innereien mit Bedacht gewählt, dabei aber nicht die Leistungsfähigkeit als oberste Priorität angesehen, sondern die Herstellungskosten möglichst gering gehalten. So konzentriert sich der Cube rein auf die Videospiele und kann keine DVDs oder Audio-CDs abspielen.

GameCube
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Als CPU kommt ein modifizierter PowerPC 750CXe RISC-Prozessor namens ‘Gekko’ von IBM zum Einsatz. Er ist mit 485 MHz getaktet und beherrscht rund 50 zusätzliche Befehle (wahrscheinlich ein Teil von Motorolas AltiVec-SIMD Befehlssatz). Wie die Xbox greift der GameCube auf ein bereits bekanntes Design, hier das des Power-PC, zurück. Damit konnte Nintendo seine Entwicklungstools auf bereits vorhandene, ausgereifte Software stützen - jedenfalls loben die Spieleentwickler Nintendos Development-Kit, das Werkzeuge von Drittherstellern weitgehend überflüssig macht.

Der Gekko arbeitet mit 32-Bit-Adressen, zum Rechnen stehen ihm zwei 32-Bit-Integer- und zwei 32-Bit-Gleitkomma-Units zu Gebote. Letztere können gemeinschaftlich auch 64-Bit-Gleitkommaberechnungen durchführen. Auffällig sind die großen L1- und L2-Caches, die mit 64 KByte und 256 KByte jeweils doppelt so groß sind wie bei der Xbox-CPU. Trotzdem ist der Gekko langsamer als die Standardversion des PowerPC 750 oder der modifizierte Celeron der Xbox. Dafür ist er aber sehr kostengünstig herzustellen und liegt mit seiner geringen Wärmeabgabe von fünf Watt noch deutlich unter der des Mobile Celeron. Dadurch muss der Lüfter des GameCube wesentlich weniger Wärme aus dem Gehäuse blasen.

Der Gekko schaufelt seine Daten mit 1,3 GByte/s über den mit 162 MHz getakteten Front-Side-Bus an den Grafikchip namens Flipper, in den auch die Northbridge, der I/O-Controller und der Soundchip integriert sind. Das Chipdesign stammt von der ArtX Inc., die Mitte 2000 von ATI aufgekauft wurde. Die Architektur hat nichts mit den bekannten ATI-Grafikkarten gemein, obwohl das entsprechende Label auf der GameCube dies suggeriert. NEC fertigt den durchgehend mit 162 MHz getakteten Flipper im 0,18-µm-Prozess. Die Xbox-GPU wird hingegen wie auch der NV-25 bereits in 0,15 µm hergestellt. Wie der NV-25 verwendet der Flipper vier Pixel-Pipelines, die T&L-Einheit ist jedoch nicht programmierbar, sondern fest verdrahtet.

Über so genanntes embedded RAM kommt der Flipper trotz der geringen Taktfrequenz ganz gut in Schwung. 2 MByte sind als Cache für den Z-Buffer vorgesehen und mit 7,8 GByte/s angebunden. Dazu gesellt sich 1 MByte Textur-Cache, auf den der Grafikprozessor mit einer Transferrate von 10,4 GByte/s zugreifen kann. Als Speicher kommt 1T-SRAM von Monolithic System Technology Inc. (MoSys) zum Einsatz. Die internen Speicherzellen von 1T-SRAM sind schnelle 1-Transistor-DRAM-Zellen, was die Produktion preisgünstig macht. Durch schnelle Zwischenspeicher verhält sich 1T-SRAM nach außen hin allerdings wie SRAM, das heißt, es entfällt das Zeit raubende sequenzielle Adressieren über RAS-CAS-Zyklen.

Da der Z-Buffer über einen eigenen Cache verfügt, belasten die enormen Datenmengen nicht den externen Bus. So reichen auch die 2,6 GByte/s, mit der die 24 MByte Hauptspeicher angeschlossen sind, völlig aus. Mehr Speichertransferrate hatten übrigens auch die ersten Geforce-Karten nicht. Auch beim Hauptspeicher kommt 1T-SRAM von MoSys zum Einsatz, das mit 324 MHz getaktet und über einen 64-Bit-Datenbus mit dem Flipper verbunden ist. Die übrigen 16 MByte dienen als Soundspeicher und sind als DRAM ausgelegt. Sie kommunizieren über einen nur 8 Bit breiten Datenbus bei 81 MHz mit dem Flipper. Wegen dieser langsamen Anbindung taugt der Soundspeicher nicht als zusätzlicher Texturspeicher.

Der im Flipper integrierte Soundprozessor von Macronix läuft mit 81 MHz zu langsam, um Signale in Dolby Digital 5.1 zu kodieren. Dementsprechend hat der GameCube nur analoge Ausgänge, mit denen maximal Dolby-Surround-Sound möglich ist. Bei ‘Star Wars Rogue Leader’ wird dieser dynamisch von der Software generiert und kann in Verbindung mit einem Dolby-Prologic-II-Decoder auch fünf Kanäle ausgeben. Allerdings gibt es bisher kaum Verstärker, die mit einem solchen Decoder ausgestattet sind.

Der Flipper verwaltet ferner proprietäre serielle und parallele Schnittstellen. Über die beiden seriellen Anschlüsse lassen sich ein optionales 56k-Analog-Modem und ein Breitbandadapter mit einer maximalen Transferrate von 27 MBit/s anschließen, was für LAN- und Online-Anbindungen sicherlich genügt. Der parallele Port bietet gar 81 MBit/s, was für Festplatten, Webcams oder sonstige externe Geräte reichen würde. Allerdings wurden Hardwareerweiterungen in der Vergangenheit von Spieleherstellern kaum unterstützt. Nintendo hat bisher noch keine Angaben dazu gemacht, wann das analoge Modem oder der Breitbandadapter in Europa erhältlich sein werden. In diesem Jahr wird es jedenfalls keine Online-Spiele für den GameCube geben.

Der GameCube kommt ohne eingebaute Festplatte und nutzt lediglich 512 KByte große einsteckbare Speichermodule für Spielstände. Normalerweise brauchen Spiele etwa zwei bis drei der insgesamt 59 Plätze pro Spielstand. Allerdings halten sich nicht alle Spielehersteller daran. ‘Madden 2002’ benötigt gar 40 bis 59 Speicherplätze, um die Saison- und Franchise-Daten abzuspeichern. So ist der Preis von 20 Euro pro Speicherkarte im Vergleich zu den 40 Euro für die 8 MByte großen Module der PlayStation 2 sehr hoch. Die Spiele selbst kommen auf optischen Medien von Matsushita mit 8 cm Durchmesser daher, die circa 1,5 GByte Speicherplatz bieten.

Wegen seiner geringen Größe bietet sich der GameCube auch als Spielkonsole für unterwegs an. Zubehörhersteller wie Interact haben sogar schon mobile LCDs mit Stromanschluss für den Zigarettenanzünder im Auto im Programm. Diese werden jedoch nicht an dem ‘Digital AV’-Ausgang für Componentenkabel, sondern an dem ‘Analog AV’-Ausgang für S-Video und Composite-Signale angeschlossen. Das Bild des Interact-Monitors ist allerdings total unscharf und zieht bei schnellen Bewegungen Schlieren, was den Spaß sehr einschränkt.

Als die PlayStation 2 vor knapp zwei Jahren in Japan erschien, war sie der Schrecken der Programmierer. Sony hatte sich ein völlig neues Design überlegt, sodass die an gänzlich andere Architekturen gewöhnten Programmierer völlig umdenken mussten [[#literatur 3]]. Über 20 Millionen verkaufte PlayStations später haben sich die Hersteller aber inzwischen gut auf die eigenwillige Architektur eingeschossen.

PlayStation
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Herzstück der PS2 ist die ‘Emotion Engine’, bestehend aus einer mit 295 MHz betriebenen MIPS-CPU, die von mehreren Coprozessoren unterstützt wird: Neben Gleitkomma- und Vektoreinheit enthält sie eine Image Processing Unit, die sich etwa für MPEG-2-Dekodierung verantwortlich zeichnet, sowie das Speicher- und I/O-Interface. Besonderes Augenmerk gilt den beiden Vektoreinheiten VU0 und VU1, extravagante Stücke kreativer Schöpfungskraft der Sony-Entwickler.

Obwohl beiden die gleiche Architektur zugrunde liegt, fallen ihnen unterschiedliche Aufgaben zu: Während die CPU zusammen mit VU0 und der Gleitkommaeinheit (die gemeinsam über einen 128-Bit-Bus an die CPU angebunden sind) etwa für die Spielphysik und AI-Simulationen zuständig ist, arbeitet die VU1 als Geometrie-Prozessor und erstellt so genannte ‘display lists’, die sie über das Grafik-Interface an den ‘Graphics Synthesizer’ (GS) schickt. Sie enthalten Zeichenkommandos, die der GS ausführt, um die entsprechenden Elemente auf den Bildschirm zu befördern.

Der Graphics Synthesizer arbeitet zwar nur mit 150 MHz, 16 parallele Pixel-Pipelines erlauben aber theoretisch einen Durchsatz von 2,4 Gigapixel/s. Diese Leistung erreicht der GS - wenn überhaupt - aber nur bei Nutzung aller Pipelines gleichzeitig: Um für ständig gefüllte Pipelines zu sorgen, ist der mit 4 MByte DRAM bestückte Grafik-Cache über einen 2560 Bit breiten Bus mit dem GS verbunden, der bei 150 MHz einen theoretischen Speicherdurchsatz von 48 GByte/s hat - mehr als genug, um die 16 parallelen Pipelines kontinuierlich zu befüllen.

Allerdings hängt die gesamte Performance der PS2 an den Vektoreinheiten. Diese gelten gemeinhin als schwierig zu programmieren, sodass sie die PS2 - bisher - nicht in die eigentlich angepeilten Leistungsdimensionen hieven konnten. Die knifflige Programmierung rührt von den kleinen Caches her, die oftmals nicht ohne handoptimierten Code auskommen, da die Funktionen des Compilers der PlayStation 2 recht beschränkt sind. So verfügt die eigentliche CPU über einen 24 KByte großen Cache und 16 KByte Scratch-Pad-RAM, die Gleitkommaeinheit und die VU0 haben jeweils 8 KByte Cache und die VU1 ‘üppige’ 32 KByte. Der Programmierer muss diese engen Grenzen stets im Blick haben, wenn er seinen Code konzipiert.

Die zweite Schwierigkeit besteht darin, die Coprozessoren so zu synchronisieren, dass die Daten ‘just in Time’ zum Graphics Synthesizer geliefert werden. Inzwischen erleichtern einige Compiler-Optimierungen die Programmierung, was zur Folge hat, dass die Ende letzten Jahres auf den Markt gebrachten Spiele deutlich besser aussehen. Einen interessanten Einblick in die Programmierung der PS2 gibt beispielsweise [[#literatur 4]].

Insgesamt verfügt die PS2 über 32 MByte schnelles Dual-Channel-Rambus-DRAM (RDRAM), das Texturen und andere Daten mit bis zu 3,2 GByte/s über den Bus blasen kann. Auch die neuesten Pentium-4-Systeme bringen es mit entsprechendem Rambus-Speicher nur auf diesen Durchsatz. Bemerkenswert ist übrigens die Tatsache, dass die PlayStation 2 ihren Vorgänger, die PS One, komplett im I/O-Prozessor integriert hat. Allerdings hört man des öfteren von PlayStation-Titeln, die trotzdem nicht auf der PS2 laufen.

Während Microsoft Gerüchte um eine HomeStation vehement dementiert, die als Zentrale des digitalen Wohnzimmers fungieren würde und mit der man im Internet surfen und E-Mails bearbeiten könnte, kommt für die PlayStation 2 im Juni das Linux-Entwickler-Kit auf den Markt. Damit verwandelt sich die Konsole in einen ‘richtigen’ Computer, was unter anderem zur Folge hätte, dass die PS2 endlich auch als Computersystem nach Europa eingeführt werden könnte und Sony nicht mehr die höheren Zölle für Spielkonsolen bezahlen müsste.

Für zwei Linux-DVDs, eine 40-GByte-Festplatte, Ethernet-Adapter, VGA-Monitoranschluss, Tastatur und Maus verlangt Sony lediglich 250 Euro. Was sich zunächst sehr verlockend anhört, entpuppt sich beim Lesen des Kleingedruckten als Spielerei für Freaks: Sony verweigert die Herausgabe der Hardware-Spezifikationen und erlaubt den Zugriff nur über die mitgelieferten Runtime-Libraries. So kann man weder Audio-CDs auf dem DVD-Laufwerk lesen noch PlayStation-2-Spiele unter Linux spielen. Selbst gebrannte CDs akzeptiert das Laufwerk erst gar nicht. Fraglich ist, ob der Zugriff auf den Firewire-Port den Betrieb von externen Laufwerken erlaubt. Der angeschlossene Monitor muss Sync-On-Green beherrschen und unter Linux programmierte Spiele sind nicht auf PS2s ohne Linux-Kit lauffähig. Letztlich will Sony mit dem Entwickler-Set wohl nur den Kreis der PlayStation-Programmierer vergrößern, damit zum Start der PlayStation 3 eine möglichst breite Basis vorhanden ist.

Der PC kann leistungsmäßig mit den Konsolen nur mithalten, wenn eine Grafikkarte im System steckt, die alleine schon so viel wie eine komplette Konsole kostet. Eine Änderung ist auch bei der Einführung von AGP-8X nicht in Sicht. Um die enormen Speichertransferraten zu erzielen, wird man um Onboard-Grafikspeicher in immer größeren Mengen nicht herum kommen. Gleichzeitig wird es aber nur noch wenig Spiele - vornehmlich First-Person-Shooter - geben, die die schnellsten Grafikkarten wirklich ausnutzen. Die Nachfrage nach superschneller Grafik könnte daher nachlassen und damit auch der Antrieb für weitere Entwicklungen. Nach unserer Einschätzung steuert der Spiele-PC auf eine Krise zu.

Bisher hatte Sony mit seiner PlayStation 2 quasi eine Monopolstellung auf dem Konsolenmarkt. Damit auch für zwei weitere Anbieter genug vom Kuchen übrig bleibt, müssen dringend neue Spieler und Leute, die sich bisher überhaupt nicht für Videokonsolen interessiert haben, angesprochen werden. Analysten von Forrester Research gehen davon aus, dass allein mit besserer 3D-Grafik keine neuen Spieler für die Konsolen zu begeistern sind - das Gleiche gilt unserer Ansicht auch für den PC. Wer den Massenmarkt für sich gewinnen will muss vor allen Dingen eins sein: billig.

Natürlich wird Microsoft zum Start viele Xboxen in Europa verkaufen, weil es genügend zahlungskräftige Hardcore-Spieler gibt. Aus dem gleichen Grund werden wir Jubelmeldungen zum Start des GameCube hören. Spannend wird es jedoch im Herbst, wenn die ‘Berufs-Gamer’ bedient sind und alle drei Hersteller um die Otto-Normal-Spieler buhlen müssen. Hier ist ein Preiskampf vorprogrammiert. Wegen seines günstigeren Designs hat Nintendo dabei Vorteile gegenüber Microsoft. Letztere sollten schleunigst zusehen, dass man mit ihrer Xbox mehr machen kann, als ‘nur’ spielen.

Doch Käufer sollten über den Anschaffungspreis der Hardware nicht die hohen Kosten für die Spiele vergessen. Natürlich müssen die Hersteller irgendwo die hohen Entwicklungskosten für die Konsolen wieder reinholen. Jedoch ist ein zweiter ‘Low-Budget-Markt’ überfällig, auf dem, etwa wie bei PC-Spielen üblich, Spiele nach einem halben Jahr zum halben Preis angeboten werden oder zu Weihnachten 20 Videospiele im Packet für 40 Euro zu haben sind. Wenn Sony, Nintendo und Microsoft allerdings an ihrer Hochpreispolitik für Spiele festhalten, dann findet der Spiele-PC vielleicht hier noch auf längere Sicht seine Anhänger. (hag)

[1] Hartmut Gieselmann, Kampf der Konsolen, Microsofts Xbox gegen Sonys PlayStation 2 und Nintendos GameCube, c't 25/01, S. 152

[2] Hartmut Gieselmann, Hightech-Spielplatz, Der maßgeschneiderte Spiele-PC, c't 22/01, S. 108

[3] Matthias Hoffstiepel, Stefan Schulze, Edle Innereien, Technik der Konsolen der nächsten Generation, c't 09/00, S. 146

[4] Einblick in die Programmierung der PS2

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Die Publisher können den Start der Xbox und des GameCube kaum noch erwarten. Bald haben sie nicht nur eine, sondern drei Plattformen, für die sie ihre Spiele veröffentlichen können. Texturen und 3D-Modelle müssen dabei nur einmal entworfen werden. Für die Umsetzung auf die unterschiedlichen Konsolen reicht es, die Engine entsprechend anzupassen.

Selbst bei so unterschiedlichen Architekturen wie der PS2 und der Xbox lohnt sich der Portierungsaufwand, da ein viel größeres Publikum erreicht werden kann. Die sichtbaren Unterschiede etwa zwischen einer Xbox-Version und dem gleichen Spiel für die PlayStation 2 fallen in den meisten Fällen gering aus. Wir haben aus dem bisher noch geringen Angebot an Titeln, die in Versionen für mehrere Konsolen erhältlich sind, die ‘SSX Tricky’, ‘Silent Hill 2’ und ‘Tony Hawks Pro Skater 3’ miteinander verglichen.

Die auffälligsten Unterschiede sieht man bei dem Snowboard-Renner ‘SSX Tricky’. Die Xbox-Version bietet sehr detaillierte Texturen und Schatteneffekte. Die Texturdetails der PS2-Version sind fast genauso gut, die Schattierungen der Figuren fallen allerdings erheblich simpler aus. Am schwammigsten sind die Texturen auf dem GameCube geraten. So groß die Unterschiede auf den Standbildern aber sein mögen, im hektischen Spielgeschehen bei den schnellen Abfahrten fallen sie kaum auf.

Vergleicht man die PS2- und die Xbox-Version von ‘Silent Hill 2’, muss man die Unterschiede mit der Lupe suchen. Das Gleiche gilt für die GameCube- und PS2-Version von ‘Tony Hawks Pro Skater 3’, wenn das Spiel auf dem GameCube in einigen Levels auch ein wenig ruckelt.

Kurzum: Die besseren Grafikfähigkeiten neuer Konsolen werden wie die neuen Features von PC-Grafikkarten bei einfachen Portierungen kaum genutzt. Hierfür müssen schon speziell angepasste Exklusivtitel her. Für die optimale Bildqualität ist daher der richtige Video-Anschluss wichtiger. Um flimmernde Objekt-Kanten und matschige Texturen zu vermeiden, sollte man in jedem Fall den Anschluss per S-Video, RGB- oder SCART-Kabel dem per mitgeliefertem Composite-Kabel vorziehen.

Gravierender als die Grafik unterscheiden sich die Gamepads. Der sehr große Xbox-Controller hat Schwächen bei Fun-Sport-Titeln, Jump&Runs und Prügelspielen, bei denen man sehr schnell auf viele Knöpfe drücken muss. So muss man bei ‘SSX Tricky’ für einige Stunts sogar zwei Knöpfe gleichzeitig mit dem rechten Daumen drücken. Mit dem kleineren PlayStation-2-Controller steuern sich solche Spiele wesentlich einfacher, da er vier Schultertasten hat, die mit den Zeigefingern bedient werden.

Bei Autorennen und First-Person-Shootern kommt man hingegen mit dem Xbox-Controller und seinen zwei analogen Abzügen am besten zurecht. Bei Silent Hill 2 fängt die Spielfigur auf Wunsch automatisch an zu laufen, was bei langen Fußmärschen praktisch ist. Der GameCube-Controller leistet sich kaum Schwächen. Hier kann der rechte Daumen sogar zwei Tasten gleichzeitig drücken, dafür ist der z-Trigger an der rechten Seite nur schlecht zu erreichen.

Bei der Playstation 2 muss man durchweg am längsten warten, bis die Level geladen sind, egal ob bei SSX, Tony Hawk oder Silent Hill. Microsoft verspricht sich von der Festplatte der Xbox unter anderem schnellere Ladezeiten: Im Vergleich zur PS2 stimmt das auch, noch schneller ist hingegen der GameCube, der sich bei ‘SSX Tricky’ an die Spitze setzt.

Bei dem GameCube werden häufiger Zusatzfeatures weggelassen, die sich allerdings verschmerzen lassen. So fehlt bei ‘Tony Hawks Pro Skater 3’ der Netzwerk- und Online-Modus der PS2-Version. Bei ‘SSX Tricky’ hat man auf einige Zusatzvideos verzichtet, die auf den Xbox- und PS2-DVDs zu finden sind. Die Xbox bietet häufiger Extras wie zum Beispiel eine komplette Zusatzepisode von ‘Silent Hill 2’, die man in etwa zwei bis drei Stunden durchgespielt hat.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Xbox ihre Vorteile nur bei Exklusiv-Titeln ausspielen kann. Spiele, die etwa parallel für alle drei Konsolen erscheinen, sehen annähernd gleich aus. Hierfür lohnt sich die Mehrausgabe für die Xbox zurzeit jedenfalls noch nicht. (hag)

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Lange Zeit hinkten die Konsolen dem PC in puncto Sound hinterher, Dolby Surround Pro Logic blieb das höchste der Gefühle - seit der vorherigen Gerätegeneration zwar in dynamischer Form, also der jeweiligen Spielsituation angepasst, aber eben nur mit einem rückwärtigen Surround-Kanal in mono.

Dank speziellem Encoder-Chip bietet die Xbox nun dynamischen 5.1-Sound im Dolby-Digital-Format. Dass die meisten Spiele für die Konsole das entsprechende Logo tragen, heißt aber nicht viel: So dient der Dolby-Digital-Sound bei ‘Shrek’ beispielsweise nur dazu, Gegner aus der jeweils korrekten Ecke auf den Spieler einquaken zu lassen, bei ‘Oddworld Munch’s Oddysee’ wurde gar die Center-Unterstützung vergessen.

Vorzeigetitel bleibt ‘Halo’, bei dem Geräusche den Bewegungen der Spielfigur entsprechend akustisch korrekt durch alle Lautsprecher rundum laufen. Hier zeigen sich aber auch die derzeitigen Grenzen: Einem allgemeinen ‘Geräuschteppich’ werden nur einzelne Schallquellen hinzugefügt, die interaktiv ihre Position ändern. Das im PC-Bereich beliebte Soundsystem EAX erzeugt im Unterschied dazu mit speziellen, an die virtuellen Örtlichkeiten angepassten Hallfunktionen komplette Schallgemälde, in die der Spieler stärker hineintaucht.

Für die Playstation 2 ohne speziellen Encoder-Chip entwickelte DTS eine Softwarelösung für dynamischen Digital-Surround-Sound in Echtzeit - natürlich im eigenen Format.

Etwas unglücklich erschien die Wahl des Eishockey-Spiels ‘NHL 2002’ als einer der beiden Premierentitel von ‘DTS interactive’: Eine interaktive 5.1-Kulisse ist nur schwer zu erschaffen, wenn der Spieler von außen auf das Spielgeschehen schaut. Positiv überrascht waren wir daher von der glaubhaften Stadionatmosphäre mit von allen Seiten gröhlenden Fans und Knallern aus den Surroundboxen, wenn der Puck außerhalb des Sichtfeldes gegen die Bande klatscht. ‘NHL Hitz 20-02’ gelingt sowas auf der Xbox trotz interaktivem Dolby-Digital-Ton nicht einmal ansatzweise.

Jedoch ist es auch beim ‘DTS interactive’ der PS2 vom jeweiligen Spiel abhängig, wie gut die Unterstützung letztendlich ausfällt. ‘SSX Tricky’ ertönt beispielsweise auf der PlayStation 2 nur in DTS 4.0 und bietet wenige Surround-Effekte.

Ebenso gibt es für die PS2 bereits einige Spiele, die Dolby Digital 5.1 unterstützen, dies allerdings nicht dynamisch im Spiel, sondern nur in einigen Zwischensequenzen, wie beispielsweise ‘Metal Gear Solid 2’ von Konami.

Der GameCube kann keinen Digital-Surround-Sound ausgeben, seine Rechenleistung reicht aber, um dynamisch Klänge in Dolby Surround Pro Logic II aus 5.1 Kanälen erschallen zu lassen - einen entsprechenden Verstärker vorausgesetzt. Mit einer gewöhnlichen Surround-Anlage wird nur ein monofoner Surround-Kanal wiedergegeben. Auch wenn Pro Logic II einen Fortschritt darstellt, reicht dessen Matrix-Surround-Format nicht an Dolby Digital mit seinen bis zu 5.1 diskreten Kanälen heran. Bei ‘Star Wars: Rogue Leader’ ist im Rückraum jedenfalls wenig los.

Wer über ein Monofernsehgerät spielt, sollte auch den Spielesound in mono von der Konsole ausgeben lassen. Da Dolby Surround Pro Logic in beiden Varianten den Surroundkanal mittels phasengedrehter Signale im Stereosignal ‘versteckt’, kommt es ansonsten zu Auslöschungseffekten und damit zu ungewollter Stille. (nij)

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Videospielkonsolen
Name Xbox GameCube PlayStation 2
Hersteller Microsoft Nintendo Sony Computer Entertainment
Webseite www.xbox.de www.nintendo.de http://de.playstation.com
Preise
Konsole 479 EUR 249 EUR 299 EUR
Controler 40 EUR 40 EUR 30 EUR
Speicherkarte 50 EUR 20 EUR 40 EUR
AV-Kabel 30 EUR (RGB) 30 EUR (RGB) 30 EUR (S-Video)
Spiele 69 EUR 60 EUR 60 EUR
Termin Europa 14. März 2002 3. Mai 2002 bereits erhältlich

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