Sega Saturn: dlaczego przegrał z PlayStation
Sega Saturn to konsola, która w latach 90. rywalizowała najpierw z pierwszym PlayStation, a później z Nintendo 64. W Japonii była hitem, w Europie pozostała niemal niewidzialna. Dziś zajmę się tym, co w tej historii najciekawsze: architekturą, sprzętem i pytaniem, dlaczego Saturn przegrał z PlayStation, mimo że na papierze był od niego mocniejszy.
W skrócie:
- Saturn ma osiem procesorów, z czego dwa główne dzielą jedną szynę danych i nawzajem na siebie czekają.
- Układ graficzny rysuje czworokąty, nie trójkąty, przez co porty z PlayStation wymagały przebudowy modeli.
- Konsolę projektowano pod gry 2D, a trzeci wymiar doklejono w panice po przeciekach o PlayStation.
- Sony dobiło Segę ceną: 299 dolarów kontra 399 za Saturna.
- Mój egzemplarz z Japonii przeszedł konwersję na USB-C i dostał kartridż Saroo.
Czym właściwie jest Sega Saturn
Saturn zadebiutował w listopadzie 1994 roku w Japonii, a w maju 1995 trafił do Ameryki. Pod względem architektury był prawdziwym potworem, tyle że niekoniecznie w pozytywnym znaczeniu tego słowa.
Swój egzemplarz kupiłem w Japonii za około 10 000 jenów, czyli mniej więcej 230 zł, i przeszedł on kompletną przebudowę. Zamiast oryginalnego zasilacza na 100 V dostał płytkę USB-C z obsługą Power Delivery, wymieniłem baterię podtrzymującą zapisy gier i dołożyłem kartridż Saroo, który obchodzi blokadę regionalną i pozwala uruchamiać kopie zapasowe.
Po otwarciu obudowy w oczy rzucają się dwa procesory Hitachi SH-2, dwa układy graficzne VDP i ogólna złożoność, która przerastała większość ówczesnych programistów.
Jak w ogóle do tego doszło
Wczesne lata 90. to era gier dwuwymiarowych i właśnie pod nie Saturn był projektowany. Miał być najpotężniejszą konsolą 2D na rynku i tę rolę spełniał znakomicie. Problem w tym, że era gier 2D dobiegała końca akurat wtedy, gdy konstrukcja się krystalizowała.
Gdy Sega dowiedziała się z przecieków, co szykuje Sony, w firmie zapanowała panika. Zamiast gruntownie przeprojektować sprzęt, inżynierowie doklejili do niego drugi procesor SH-2, żeby na szybko podbić moc obliczeniową. Efekt był taki, że trzeci wymiar dostał się do Saturna tylnymi drzwiami, jako łatka na konstrukcję pomyślaną do czegoś innego.
PlayStation projektowano od pierwszego dnia jako maszynę do grafiki trójwymiarowej. To różnica między podejściem strategicznym a reaktywnym i tak naprawdę wyjaśnia całą resztę tej historii.
Architektura ośmiornicy
Określenie nie jest moje. Tak konstrukcję Saturna nazywają autorzy analiz technicznych i trudno o lepsze porównanie, bo w środku pracuje osiem osobnych układów obliczeniowych, każdy ze swoim zakresem obowiązków.
| Układ | Rola |
|---|---|
| 2 × Hitachi SH-2 | Główne procesory, kod gry i logika |
| Saturn Control Unit (SCU) | Koprocesor wektorowy z DSP, obsługa DMA |
| VDP1 | Sprite’y i wielokąty 3D |
| VDP2 | Tła, przewijanie i efekty |
| Motorola 68EC000 | Sterowanie podsystemem dźwięku |
| Yamaha SCSP (YMF292) | Synteza dźwięku, 32 kanały |
| Hitachi SH-1 | Obsługa napędu CD i zabezpieczeń |
Dwa procesory, które sobie przeszkadzają
Sercem konsoli są dwa procesory RISC Hitachi SH-2, ale nie działają one tak, jak dzisiejsze układy wielordzeniowe. Oba korzystają z jednej szyny danych, więc kiedy jeden z nich sięga po pamięć, drugi musi czekać. Dwa procesory nie oznaczały tu podwojonej wydajności, tylko podwojoną liczbę problemów do rozwiązania.
W praktyce większość gier używała jednego SH-2 do głównego kodu, a drugiego do zadań pobocznych. Albo nie używała go wcale. Rezultat był taki, że gry wyglądały gorzej niż na PlayStation, a sam sprzęt kosztował więcej.
Grafika: czworokąty zamiast trójkątów
Saturn ma dwa układy graficzne. VDP1 rysuje sprite’y i geometrię trójwymiarową, VDP2 zajmuje się tłami. I tu zaczyna się prawdziwy ból, bo VDP1 nie operuje na trójkątach. Jego podstawową figurą jest czworokąt.
Cała współczesna grafika trójwymiarowa opiera się na trójkątach i tak samo działało PlayStation. Na Saturnie trójkąt trzeba było przedstawić jako czworokąt ze zdegenerowanym wierzchołkiem, czyli takim, w którym dwa narożniki nakładają się na siebie. Marnowało to moc obliczeniową, a co gorsza oznaczało, że modele przygotowane pod PlayStation nie dawały się po prostu przenieść. Trzeba je było przebudowywać od podstaw.
Do tego dochodzi sposób nakładania tekstur. VDP1 stosuje forward texture mapping, co przy ruchach kamery powoduje charakterystyczne falowanie tekstur, widoczne choćby w saturnowym Quake’u.
Pamięć podzielona na kawałki
Saturn dysponuje 2 MB pamięci roboczej, ale nie jest to jedna spójna pula. Pamięć dzieli się na dwa bloki po megabajcie, z których jeden jest szybszą kością SDRAM, a drugi wolniejszą DRAM, i każdy dostępny jest przez inną szynę. Do tego dochodzi osobna pamięć wideo oraz 512 KB przypisane bezpośrednio do VDP1.
Część gier, jak X-Men vs Street Fighter, wymagała dodatkowego rozszerzenia w postaci kartridża z 4 MB pamięci. Bez niego po prostu nie ruszały.
Teoretycznie Saturn mógł być mocniejszy od PlayStation. W praktyce złożoność architektury sprawiała, że programiści nie potrafili wykorzystać jego potencjału, a każdy port z PlayStation czy peceta wymagał indywidualnego podejścia. Koszt produkcji gier rósł, a czas potrzebny na naukę sprzętu wydłużał się. Jeśli chcesz zagłębić się w temat, polecam szczegółową analizę architektury Saturna autorstwa Rodrigo Copettiego.
Cena: ostatni gwóźdź do trumny
Techniczne bolączki to jedno, ale dobiła Segę zwyczajna arytmetyka. Podczas targów E3 w 1995 roku przedstawiciel Sony wyszedł na scenę, powiedział „299″ i zszedł. Tyle wynosiła cena PlayStation w dolarach, czyli o sto mniej niż za Saturna. Jedno słowo wystarczyło, żeby przesądzić o losach obu konsol.
W co zagrasz na Saturnie
Bijatyki
Virtua Fighter 2 działa w 60 klatkach na sekundę i wygląda naprawdę dobrze, choć postacie poruszają się w ten charakterystyczny sposób, jakby walczyły na Księżycu. To zresztą cecha wspólna trójwymiarowych bijatyk z tamtego okresu. Największym zaskoczeniem okazał się jednak Dead or Alive, który spośród przetestowanych tytułów wypadł najciekawiej.
Wyścigi
Daytona USA ma zaskakująco przyjemną fizykę jazdy, ale pozostaje typową grą z automatów: trzy tory, brak progresji, zero rzeczy do odblokowania. Idealna na jedno posiedzenie, gorzej z dłuższą zabawą.
Strzelanki na szynach
Panzer Dragoon Zwei zapisuje postępy, czego brakowało pierwszej części, i prezentuje się bardzo przyzwoicie jak na możliwości konsoli. Lecisz na smoku, strzelasz do wrogich maszyn, a przytrzymanie przycisku uruchamia automatyczne namierzanie. Prosta mechanika, która wciąga.
Czy odpali Dooma?
Odpali, i to w pełnej wersji ze wszystkimi poziomami, ale historia tego portu świetnie podsumowuje cały problem Saturna. Jim Bagley napisał wersję korzystającą ze sprzętowego renderowania przez VDP1, jednak John Carmack ją zawetował, obawiając się zniekształceń tekstur, i wymusił renderowanie wyłącznie na procesorze. Efekt jest opłakany: gra nie zbliża się do 30 klatek i widać to gołym okiem. Carmack po latach przyznał, że była to jego pomyłka.
Ciekawostką jest ścieżka dźwiękowa, bo zamiast kultowych kawałków z peceta dostajemy niepokojące ambientowe tło. Quake w wykonaniu studia Lobotomy Software wypada znacznie lepiej, choć przy ruchach kamery widać falowanie tekstur wynikające wprost z konstrukcji VDP1.
Resident Evil
Resident Evil na Saturnie wygląda bardzo podobnie do wersji z PlayStation. To dobra ilustracja tezy całego artykułu: konsola nie odstawała znacząco mocą, po prostu znacznie trudniej było ją wykorzystać.
Modyfikacje i akcesoria
Zasilanie przez USB-C
Japoński Saturn jest przystosowany do napięcia 100 V, więc nie wepniesz go po prostu do europejskiego gniazdka. Możliwości są trzy: konwerter napięcia, który działa, ale wiąże się z ryzykiem, oryginalny zasilacz europejski, którego trudno dziś szukać, albo chińska płytka zasilacza USB-C o parametrach 15 V i 3 A. Wybrałem trzecią opcję i konsola zasila się dziś ładowarką z Power Delivery.
Uwaga przy montażu: płytka ma przełącznik napięć, który trzeba ustawić zgodnie z wymaganiami konkretnej rewizji konsoli, bo Saturn doczekał się ich kilku.
Kartridż Saroo, czyli Saturn w XXI wieku
Saturn ma blokadę regionalną, przez co japoński egzemplarz nie uruchomi gry z regionu PAL. Kiedyś jedynym wyjściem było wylutowanie kości BIOS-u i wgranie programatorem wersji bez blokady. Dziś sprawę załatwia kartridż Saroo, który jest właściwie kombajnem:
- Emuluje karty rozszerzenia pamięci, zarówno 1 MB, jak i 4 MB
- Uruchamia kopie zapasowe gier z karty microSD
- Przechowuje zapisy gier, co ratuje przed ich utratą przy rozładowanej baterii
- Omija blokadę regionalną, więc japońska konsola bez oporów łyka gry PAL
Adapter Bluetooth do padów
Niewielki adapter pozwala podłączyć do Saturna kontroler od PlayStation 5, Xboksa albo Nintendo Switch. Co ciekawsze, potrafi też emulować oryginalnego pada analogowego, który jest dziś drogi i słabo dostępny. Koszt adaptera to ułamek ceny oryginału.
Ile to wszystko kosztowało
| Pozycja | Koszt |
|---|---|
| Konsola (kupiona w Japonii) | ok. 230 zł |
| Kartridż Saroo | 200 zł |
| Adapter zasilania USB-C | 77 zł |
| Adapter Bluetooth | 55 zł |
| Kabel SCART RGB | 20 zł |
| Drugi kontroler (kupiony w Japonii) | ok. 7 zł |
| Razem | ok. 589 zł |
Werdykt
Sega Saturn nie przegrał z PlayStation z powodu braku mocy. Przegrał, bo był piekielnie trudny w programowaniu i kosztował o sto dolarów więcej. Osiem procesorów wyglądało imponująco w materiałach prasowych, ale w rękach studia z ograniczonym budżetem i terminem oznaczało wyłącznie kłopoty.
To klasyczne studium przypadku pokazujące, jak skomplikowana architektura, świetnie wyglądająca na papierze, potrafi zabić produkt na rynku. Trzydzieści lat później pozostaje lekcją dla każdego, kto projektuje złożony sprzęt. Zresztą samo Sony powtórzyło ten błąd, wypuszczając PlayStation 3 z procesorem Cell, na który deweloperzy narzekali przez pół generacji.
Najczęstsze pytania
Czy Sega Saturn był mocniejszy od PlayStation?
W grach dwuwymiarowych zdecydowanie tak, i to z dużym zapasem. W grafice trójwymiarowej teoretycznie dorównywał PlayStation, ale wykorzystanie tej mocy wymagało tak dużego nakładu pracy, że w praktyce niewiele studiów potrafiło tego dokonać.
Dlaczego gry na Saturna wyglądały gorzej?
Złożyły się na to trzy rzeczy: czworokąty zamiast trójkątów, przez co modele z PlayStation nie dawały się przenieść bezpośrednio, dwa procesory dzielące jedną szynę danych oraz pamięć rozbita na osobne bloki z odrębnymi szynami. Każdy z tych elementów z osobna dawał się obejść, ale razem tworzyły barierę nie do przeskoczenia w typowym cyklu produkcyjnym.
Czy japoński Saturn uruchomi gry PAL?
Nie bez modyfikacji, bo konsola ma blokadę regionalną. Najprostszym rozwiązaniem jest kartridż Saroo, który omija ją bez ingerencji w płytę główną. Alternatywą pozostaje wymiana kości BIOS-u na wersję bez blokady.
Ile kosztuje dziś Sega Saturn?
W Japonii sprawne egzemplarze kupisz za około 10 000 jenów, czyli mniej więcej 230 zł. W Polsce ceny są wyraźnie wyższe. Do kwoty za konsolę trzeba doliczyć akcesoria, bo doprowadzenie japońskiego Saturna do wygodnego użytku kosztowało mnie łącznie niecałe 600 zł.
Czy japoński Saturn działa w polskim gniazdku?
Nie bezpośrednio, bo jest przystosowany do 100 V. Potrzebny jest konwerter napięcia albo, wygodniej, wymiana wewnętrznego zasilacza na płytkę USB-C zasilaną współczesną ładowarką z Power Delivery.