Les consoles de jeux : plate

1
Les consoles de jeux plate formes de
développement

• Elodie SAUZON
• Aurélien FRANCILLON

UJF/IMA/M2GI/SRR http//ufrima.imag.fr/
Année Universitaire 2003-2004
2
Sommaire

• Motivations
• Historique / Stratégies
• Consoles Architecture matérielle et logicielle
• Consoles de salon et consoles portables
• La future génération de consoles
• Comparatif
• Conclusion
• Documentation

3
Motivations

• Veille technologique et concurrentielle
• Positionnement par rapport au marché
• concurrents des PC Internet, Home Area Network
• ? Plate formes de développement
• 2 types de consoles
• Consoles de salon
• Consoles portables
• 2 grands types dimplémentation
• Réutilisation de composants  Génériques 
• Création de composants spécifiques

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Historique consoles de salon

• Consoles 1ère génération 1972 1977
• Arcade et consoles 4 bits
• Magnavox Odyssey (1972), Fairchild Channel F
  (1976)
• Introduction de Pong
• 70 fabricants
• En même temps apparition du micro en 1975,
  Apple 2 en 1977
• Consoles 2ème génération 1977 1983
• VCS, Cartouches
• Atari VCS2600 (1977), Bally Astrocade, Magnavox
  Odyssey 2, Milton Bradley/GCE Vectrex, Atari 5200
  SuperSystem (1978), Mattel Intelivision(1979),
  Emerson Arcadia 2001 et Coleco ColecoVision
  (1982)
• Diversification des consoles
• Arrivée des japonais

5

• 1983
• crash dAtari
• Sortie et succès de la NES au Japon
• Confustion PC / Consoles pour le grand public
• PC, Microsoft, Apple 2
• PC alternative au jeu
• Consoles 3ème génération 1983 1989
• PC familial (Commodore 64, Sinclair, Amstrad)
• Consoles Nintendo NES(1985), Atari 7800
  ProSystem et Sega Master System(1986)
• Jeux forte créativité, variété

6

• Consoles 4ème génération 1989 - 1995
• Consoles 16 bits
• NEC TurboGrafx-16, NEC TurboGrafx-CD (expansion
  de la TurboGrafx-16), Sega Genesis (1989), NEC
  SuperGrafx et SNK Neo Geo (1990), Nintendo SNES,
  Philips CDi, Fujitsu FM Towns Marty (1991), NEC
  TurboDuo (1992), Panasonic 3DO (1993), SNK Neo
  Geo CD, Atari Jaguar, Sega 32x (expansion de la
  Sega Genesis), NEC PC-FX(Japon) (1994)
• Consoles portables Game Boy (1988 au Japon),
  Sega Game Gear (1989), Nintendo Virtual Boy (1995
  Japon)
• Apparition des CD-ROM
• Guerre Nintendo Sega

7

• Consoles 5ème génération 1995 2001
• Consoles 32 bits et PC
• Sega Saturn, Sony PlayStation (1995), Nintendo 64
  (1996), Sega Dreamcast (1999), Sony PlayStation 2
  (2000)
• Consoles portables
• Game Boy Pocket (1996), Game Boy Color (1998),
  SNK Neo Geo Pocket (1998), Bandaï Wonderswan,
  SNK Neo Geo Pocket Color (1999), Bandaï
  Wonderswan Color (2000 Japon)
• Jeux on - line
• Consoles 6ème génération 2001 - ?
• Consoles de salon Nintendo GameCube, Microsoft
  Xbox (2001)
• Consoles portables Game Boy Advance(2001),
  Gamepark Inc. GP 32 Internet (2002 Japon), Game
  Boy Advance SP et Nokia N-Gage (2003)

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Nintendo

• 1983 NES
• nouveau jeu précédé d'une longue attente
• Revirement de situation Nintendo 64 FPS
  (First Person Shooting)
• ? nouveau public adultes
• prix élevés
• Erreur stratégique
• Nintendo Pokémon ou Pokémon gt Nintendo ?

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• Game Boy Advance recyclage de Nintendo
• support marketing
• puissante, nombreux jeux (mais reprise des jeux
  existants)
• Course à la réédition ? stratégie financière
• La GameCube
• Réelle nouveauté chez Nintendo? design, manette,
  format de CD.
• Annoncée par Nintendo comme une console
  pulvérisant la Playstation 2
• Ventes importantes, surtout au Japon

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• Ne mise pas sur le on-line comme  Microsoft mais
  reste à ce qui marche la GBA
• Complémentarité avec la GameCube
• 2003 remise en question

11
SEGA Spécialiste des jeux d'arcade

• Master System, 1ère console 8 bits de la marque.
  Débuta la guerre Sega/Nintendo.
• Erreurs stratégiques
• trop de matériel dans des délais trop courts
  Megadrive, Mega-CD... Saturn, 32-X ? Console
  Extension
• Saturn ms Playstation
• console est trop chère, les fonctions multimédias
  sont souvent jugées inutiles par les
  consommateurs (compatible CD-Photo, CDR,
  CD-vidéo, ...)
• ?produit mal adapté, vite dépassé par le
  concurrent, catalogue de jeux

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• Dreamcast...
• Association avec Hitachi (pour les composants) et
  Microsoft (pour le système d'exploitation)
• Faciliter adaptations des jeux PC vers la
  Dreamcast. Dreamcast devient la 1ère console qui
  ressemble à un PC.
• Equipée d'un modem ? surf sur Internet, première
  console à proposer le jeu on-line à l'échelle
  mondiale via les serveurs de Sega
• le jeu on-line représente encore une part
  marginale du parc de jeux
• Fin 2000, début 2001 éditeur de jeux
• ? avec quel constructeur?

13
Sony Arriver vite et bien

• Arrivé en 1994, a raflé le marché des consoles
  32/64 bits
• jeux vidéo ?? grand public
• Politique simple une console de jeux pour TOUS
  et pour TOUTES, avec de nombreux jeux de qualité.
• Communication (TV, radio, affichage, partenariats
  dans le monde) ? Cible ados et jeunes-adultes.
• 1999, Sony recentre la majorité de son activité
  sur la Playstation

14

• répartition par tranches d'âge début 2000

source Playstation Magazine N38 - janvier 2000
15

• Naissance de la Playstation 2
• Fin août 2000, mailing ciblé pour réserver la PS2
  en avant première
• 24 novembre 2000 toutes les consoles sont
  vendues
• Scènes démeute ? image de marque ?
• PS2 ! Attentes utilisateurs ? Lecteur DVD qui
  fait éventuellement console de jeux ?
• Attentes support puissant, fiable, dédié au
  jeu, abordable, titres rapidement disponibles
• Mais PS2, tout est en option carte mémoire,
  câble vidéo, câble de la manette

16
Microsoft Venu du monde du PC

• 1996 Microsoft rachète Exos, société
  spécialisée dans la fabrication de joysticks
• Puis se tourne vers les Wargames
• Marché sur lequel Microsoft nétait pas présent
• Association avec Sega pour la Dreamcast (Windows
  CE)
• Mais Dreamcast une étape avant SA console 128
  bits la Xbox

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• X-Box
• ambition détrôner toutes les autres consoles
  actuelles et à venir
• Public plus âgé
• Xbox et les jeux
• Console sans jeux japonais ?
• Console orientée jeux PC ?
• Prix
• Europe 480 , Japon 296
• 1 mois après la sortie de la console ? baisse des
  prix en Europe 299

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• X-Box Live
• jeu en ligne
• installation facile, micro-casque
• S'impose comme une console haut de gamme,
  technologiquement imbattable
• fin 2005, début 2006 nouvelles consoles ?

19
Consoles de salon

• Sega
• Dreamcast
• Sony PlayStation2

• Nintendo Game Cube
• Microsoft Xbox

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Les Consoles de salon

• Présentent un rapport Performances / Prix
  attractif
• La TV fait office décran
• Production en Grandes Séries
• Des architectures très performantes
• ps2/Xbox des conceptions  opposées 
• Ps2 -gt un processeur spécifique mais une
  architecture logicielle  ouverte  
• Xbox un PC  veroullié  pour exécuter uniquement
  les programmes signés numériquement par Microsoft

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Les Consoles de salon

• Nintendo Gamecube
• PowerPC 750  geko  ATI  Filpper  (3MB
  cache)
• Sony Playsation 2
• Mips III Emotion Engine
• Microsoft Xbox
• Intel Celeron 733 MHz CPU
• 64 MB of RAM
• nVidia GeForce 3
• Dreamcast
• processeur 200MHz Hitachi SH4 (360 MIPS)
• 16MB 64-bit SDRAM
• PowerVR2DC (8MB 100MHz 128-bit SDRAM)

22
Conception HW Ps2

• Processeur MIPS de puissance modérée
• Intégré dans une architecture hautement
  Spécialisée pour l'image et le son
• Deux unités vectorielles en virgule flottante
  (VU0 et VU1)
• Bus de communication a haute performance
• ? 3 éléments SIMD connectés par des bus à
  haute performance

23
Le processeur de la PS2
VU0 coprocesseur du cpu VU1 Création des
 display lists 
24
Conception HW de la Xbox

• Base dun PC de puissance moyenne a sa sortie
• Intel Celeron 733 MHz CPU
• 64 MB of RAM
• nVidia GeForce 3
• Bus hypertransport
• Concepts Comparable au TCPA et Paladium
• Une clef secrète est gardée dans le hardware

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Environnement logiciel des consoles

• Propriétaire
• Sony Playstation (kit linux existant)
• GameCube
• Windows
• Sega Deramcast Windows CE
• Xbox windows 2000 allégé
• Linux par des développeurs indépendants
• Dreamcast
• Xbox (100000 téléchargements)

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Environnement logiciel de la Xbox

• Xbox intègre un Windows NT allégé
• Pas de mémoire virtuelle
• Pas de gestion de mode utilisateur / mode Noyau
• Simplification
• Gère un processeur
• Pas de gestion des utilisateurs
• Xbox Live Acces internet pour le Jeu

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Environnements de développement disponibles

• Les SDK des fabricants
• Difficile à obtenir...
• Outils GNU...
• Autres SDK
• Metrowerks CodeWarior for Gamecube
• Metrowerks CodeWarior for GameBoy
• Nécessitent les SDK des constructeurs

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Consoles portables Monopole de Nintendo?

• Game Boy Advance
• Game Boy Advance SP

29
Game Boy Advance

• Architecture matérielle
• Processeur ARM7TDMI à 16 MHz (RISC 32 bits)
• 32 Ko de WRAM (Window Random Access Memory )
• 96 Ko de VRAM (Video RAM)
• Mémoire principale 256 Ko ( WRAM externe)
• Processeur graphique Intégré au processeur
  principal (32768 couleurs)
• Résolution 240 x 160
• Son Architecture stéréo PCM
• Poids140 g

30

• Environnement de développement
• Langages C et C
• Compilateurs C les plus populaires ARM/Thumb
  GCC, ARM/Thumb SDT (Software Development Toolkit)
• GCC compilateur gratuit
• ARM SDT outil accompagné du compilateur et
  d'une interface de développement. Compatible avec
  Microsoft Windows, Sun Solaris et HP/UX.
• Visual C 6.0 avec le compilateur SDT

31

• Contraintes daffichage 2 modes graphiques
• Modes bitmap
• Mode 3 (240 x 160 x 16 bits) plein écran,
  seulement une image. Buffer linéaire (tableau de
  pixels)
• Pas très utilisé pour les animations
• Mode 4 (240 x 160 x 8 bits) plein écran et
  double buffer de couleurs ( référence à une
  couleur de la palette)
• ? affichage 2X plus rapide, stockage 2x plus
  important.
• ? "double buffering ? animations fluides
• Mode 5 (160 x 128 x 16 bits) beaucoup de
  couleur
• Buffer linéaire de 16 bits, possibilité d'avoir
  un double buffer
• Redimensionnement ? imperfections
• Modes mosaïqueModes 0 à 2
• Ecran divisé en carrés de 8 x 8 pixels. (jusqu'à
  1024 dans la mémoire vidéeo)
• Ecran de 256 x 256 à 1024 x 1024 pixels

32

• Son PCM
• Pulse Code Modulation. Format d'échantillonnage
  du son mis au point par Sony et utilisé par les
  DAT (Digital Audio Tape), les CD audio et
  certains fichiers WAV . Il n'est pas compressé

33

• Communication
• GameCube
• Comme une manette de jeu
• Récupération des parties de jeux GameCube
• Internet
• Connexion à un téléphone portable afin d'accéder
  à Internet, téléchargement de jeux (démos ou jeux
  complets), jeux en réseau, chat, e-mails
• Multi - joueurs
• 4 GameBoy Advance. Pour certains jeux, une seule
  cartouche suffit pour jouer à 4.

34
Game Boy Advance SP

• Architecture matérielle
• Processeur 32-bit RISC
• 32 Ko de WRAM (Window Random Access Memory )
• 96 Ko de VRAM (Video RAM)
• Mémoire principale 256 Ko ( WRAM externe)
• Ecran Rétro éclairé TFT color LCD
• Processeur graphique Intégré au processeur
  principal (32768 couleurs)
• Résolution 240 x 160
• Son Architecture stéréo PCM

35
Game Boy Advance SP

• Dimensions
• 82 x 84,6 millimètres
• Epaisseur 24,3 mm
• Poids moins de 150 grammes
• Batterie ion-lithium rechargeable
• Compatibilité et jeu en réseau jusqu'à quatre
  joueurs via un câble dédié
• Compatible avec tous les jeux pour Game Boy et
  Game Boy Advance.

36
mais Nokia N-Gage

• téléphone haut de gamme ou console de jeu
  communicante ?
• Architecture matérielle
• processeur central technologie ARM, 104 MHz.
• DSP (Texas Instrument) tâches génériques
  (applications bureautiques et multimédia)
• Composants Hitachi partie téléphonie

• Large écran rétroéclairé, 4096 couleurs et 176 x
  208 pixels
• Dimensions Volume environ 139 cm3 Taille
  (longueur x largeur x épaisseur) 133,7 x 69,7 x
  20,2 mm Poids 137g

37

• Support des applications Java (Standard J2ME
  Java 2 Micro Edition)
• technologie SNAP (Sega Network Application
  Package)
• Technologie Bluetooth
• Nokia Audio Manager pour PC ? fichiers musicaux
• Téléphone mobile tribande (EGSM 900 et GSM
  1800/1900)
• WAP, GPRS

38

• Communication
• fonctions multimédia accès à un lecteur MP3 et
  AAC, à un lecteur vidéo de type RealOne et a un
  tuner FM avec possibilité denregistrement au
  format AAC
• tuner digital Philips TEA5767
• cartes mémoires de type MMC (MultiMedia Card)
• client mail compatible avec les protocoles IMAP,
  POP3, SMTP et MIME2
• Navigateur XHTML
• compatible avec le SMS de dernière génération et
  le MMS (MultiMedia Messaging)
• deux prises mini-jack pour brancher le kit
  piéton, ou séparément un casque et un micro ainsi
  qu'une prise USB compatible avec la norme 1.1.

39
Accessoires

• GameBoy Player
• module à connecter à la base de la GameCube ?
  jeux des consoles GameBoy (Advanced et Color)

40
GP 32 de Game Park Sortie uniquement en Corée
Wonderswan Color
41
Génération future

• PSX ? présentée au CEATEC JAPAN 2003
• Fonctionnalités de la Playstation 2, pourra
  graver les DVDs, enregistrer la télévision
• Directement reliée à Internet
• La console de base disque dur de 160 Go
• Version équipée d'un disque dur de 250 Go
• Phantom (Infinium Labs)
• prévue pour être connectée en permanence à un
  réseau haut débit

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Avant la PS3

• partenariat exclusif entre Sony et Wanadoo.
  Depuis le 1er octobre 2003 pack
  eXtense-PlayStation 2
• Modem ADSL Wi-Fi et adaptateur réseau Ethernet
  pour PS2.
• S'adresse aux joueurs qui ne possèdent pas de
  connexion ADSL.
• Les possesseurs de PC pourront se contenter de
  l'adaptateur Ethernet pour mettre en réseau leur
  console via n'importe quel fournisseur d'accès
  ADSL
• Lancement, en mars 2004, d'un disque dur pour
  PlayStation 2
• Capacité de 40 Go
• Lecture de MP3, affichage de photos sur TV

43
PS 3 ?

• Consortium entre Sony, Toshiba et IBM
• Selon des rumeurs il veulent  casser la loi de
  moore  1 Tflop 100 P4
• Un investissement colossal 400 Ingénieurs sur 5
  ans
• Comment ???

44
Nom de code  Cell 

• Pour arriver a de telles performances
•  Super-computer on a chip 
• Modulaire, universel

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COMPOSITION D'UNE CELL 
Cell
PE
8
384
APU
Memoire Locale 128 kb
256
1024
Floating Point Units
128
128 bits
384
Instruction
Integer Units
128 bits
128
46
Le Processeur de la ps3
DRAM
DRAM
IO ASIC
PU
PU
PU
PU
PU
PU
PU
PU
DMAC
DMAC
DMAC
DMAC
DMAC
DMAC
DMAC
DMAC
APU
APU
APU
APU
APU
APU
APU
APU
4x
8x
8x
8x
8x
8x
8x
Pixel engine
8x
APU
APU
APU
APU
APU
APU
Image Cache
APU
Vidéo
Mémoire Externe
CRTC
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Les CELLs Logicielles
Header
Global Unique ID

• Architecture hautement distribuée
• Les cells logicielles sont migrantes

APUs Needed
Sandbox Size
ID of prev. Cell
VID
load
addr
LSaddr
VID
load
addr
LSaddr
VID
kick
PC
VID
kick
PC
APU Program
APU Program
Data
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OS pour la ps3

• Os propriétaire comme sur la ps2
• Peu probable car les coûts de développement
  deviennent excessifs
• Nécessité d'intégration dûe à la migration des
   Cells logicielles 
• Linux ?
• IBM a une très grande expertise de Linux
• IBM est lun des principaux acteurs du
  développement du noyau linux
• Sony propose déjà un kit linux pour la PS2
• Avril 2003 Un vice président de CA annonce que
  Sony évalue de près linux ...

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Quelles utilisations ?

•  We plan to use the cell chips in other things
  besides the PlayStation 3 
•  IBM will use it in servers, and Toshiba will
  use it in consumer devices. You'd be surprised
  how much we are working on it now. 
•  The home server and the PS 3 may be the same
  thing 
• (Kunitake Ando, president and chief operating
  officer of Sony)

50
Future Xbox

• Peu dinformations
• Probablement une carte vidéo de chez ATI
• ATI a racheté ARTX
• Peut être un processeur de chez Transmeta
• Permettrait davoir un processeur qui traite
  directement les instructions DirectX
• Sûrement un Windows embarqué
• Probablement plus de fonctionnalités
  quactuellement

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Tapwave

• Zodiac
• Processeur Motorola i.MX1 ARM9
• Accélérateur graphique ATI Imageon
• Palm 5 OS
• Résolution 480x320 pixels, 64 000 couleurs
• Système PALM OS ? programmes palm
• Technologie Bluetooth
• Lecteur MP3, DIVX, AVI, Quicktime, MPEG

52
http//www.mobenta.com/images/news/tapwave-compare
-big.jpg

53
Console portable Sony PSP

• jeux, musique, vidéos
• Spécifications
• écran TFT LCD 480 x 272 pixels moniteur de 4,5
  format 16/9ème
• Codec vidéo MPEG4 LCD 16/9ème
• technologie Universal Media Disc (UMD)
• microprocesseur MIPS R4000 32 bits, 8 Mo de
  mémoire centrale,
• microprocesseur Bus 128 bits doté d'une largeur
  de bande de 2,6 Go/sec.
• moteur graphique
• bus 256 bits, avec 2 Mo de VRAM
• taux de remplissage 664 millions de pixels / s
  (33 millions de polygones texturés et éclairés /
  s)
• principe NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline)
• un joystick analogique
• Connectique
• connecteur USB 2.0,
• port infra-rouge,
• connexion réseau sans fil

54
UMD Universal Media Disc

• nouveau format de disque qui sera utilisé
  notamment par la nouvelle console portable PSP.
• disque optique de 60 mm à deux faces
• capacité de stockage de données s'élève à 1,8 Go.
  
• l'UMD est capable de stocker trois fois plus de
  données qu'un disque PS one environ 2 heures de
  vidéo à haute résolution qualité DVD

55
Comparaisons entre consoles

• Des Architectures très différentes
• Des politiques commerciales également très
  différentes
• Les constructeurs veulent garder le contrôle de
  ce que l'on peut développer pour leur matériel

56
Comparaisons entre consoles et Pc

• Le Coût d'achat
• Moins élevé pour les consoles
• Les Performances
• Consoles large choix de jeux, bien adaptées
  pour les jeux de sport
• Les Limitations d'usage du matériel
• PC autres utilités que le jeux
• plus de possibilité pour les jeux en ligne, les
  jeux multi players, plus facilement mis à jour
• Jeux de stratégie, stratégie temps réel et jeux
  de simulation
• Consoles
• Utilisation encore limitée, capacité de jeux
  multi player limitée

57
Enjeux

• Piratage
• Comment survivre face à Microsoft et Sony ?
• Rapports à laudio visuel
• licences des jeux ( Harry Potter, NBA, Star War,
  Mario, Final Fantasy, Pokemon, )
• Nouvelles technologies
• On line
• L'avenir de l'ordinateur de poche est-il mobile ?

58
Conclusion et Perspectives

• Volonté des fabricants de limiter lutilisation
  du matériel
• Peur de  casser  le marché du PC
• Prochaine génération?
• Course à la compétitivité
• Course aux Fonctionnalités
• Réduction des coûts
• Réel chalenge pour le PC
• Et les Set top Boxes ( Windows media center ... )
• Les consoles portables
• Intègrent un maximum de fonctionnalités
• Kits de développements accessibles plus
  facilement

59
Informations techniques

• Informations techniques
• www.arstechnica.com
• www.anandtech.com
• Hardware de la Xbox,
• http//ece.gmu.edu/crypto/ches02/talks_files/Huang
  .pdf
• Hardware CELL
• http//home.btconnect.com/cell/CELL.ppt
• Le web sur playstyation2
• http//news.bbc.co.uk/2/hi/technology/3053127.stm
• http//news.bbc.co.uk/2/hi/technology/3170392.stm

60

• E. Genty, M. Zaffagni,  Micro, consoles,
  terminaux les machines branchées internet ,
  Micro Hebdo, 16/11/2000
• C. Guillemin, L. Gaubert,  Xbox Live, l'arme de
  Microsoft pour domestiquer l'internet dans les
  salons , ZDNet France, 14 mai 2003