PlayStation 2: alla scoperta dell'hardware della storica console Sony

Retrospettiva e analisi dell'hardware della Playstation 2 di Sony, la leggendaria console più venduta di sempre.

PlayStation 2: alla scoperta dell'hardware della storica console Sony
Articolo a cura di

Sony è entrata quasi per caso nel mondo delle console. La sua Playstation, come raccontiamo nel nostro approfondimento, è nata dopo il fallimento di una partnership commerciale con Nintendo e, grazie a scelte tecniche vincenti e al marketing aggressivo, ha saputo imporsi arrivando ad essere totale dominatrice della quinta generazione di console.
Storicamente Sega e Nintendo, che avevano guidato le generazioni precedenti a quella di Playstation, non sono mai riuscite a ripetere il successo delle loro console per due cicli consecutivi, sicuramente anche a causa della continua voglia di cambiamento e innovazione da sempre insito nell'utenza.
Sony, ben consapevole che sarebbe stato difficile ripetere un così grande successo, per scardinare questa maledizione con la sua Playstation 2 decise di fare le cose in grande, con un lancio entrato ormai nella storia.

Il lancio di Playstation 2

La presentazione di PS2, avvenuta nel marzo del 1999, rappresentò un punto di svolta rispetto a quella contenuta e per soli addetti ai lavori con la quale annunciarono PS1. Al Tokyo International Forum arrivarono circa 1500 giornalisti, per un evento in pompa magna, che seppur non mostrasse altro che una serie di tech demo, forse anche leggermente fuorvianti, mise in evidenza il totale cambio di intenzioni da parte di Sony.
Il colosso giapponese infatti per la sua prima console aveva scelto di non associare il suo nome al brand Playstation, proprio per evitare, in caso di cadute rovinose, di mettere in cattiva luce tutto il marchio Sony.

Ma dopo l'enorme successo di Playstation, sul palco il presidente di Sony Norio Ohga annunciò che con Playstation 2 il marchio Sony sarebbe stato associato direttamente al brand Playstation. In quel periodo erano state piazzate circa 50 milioni di console (numero che sarebbe successivamente raddoppiato) e la divisione Playstation aveva generato un quarto di tutti i profitti di Sony in quell'anno fiscale, diventando un asset centrale per tutta l'azienda.
L'annuncio al pubblico avvenne durante l'E3 1999 e per mostrare i muscoli della nuova console Sony fece vedere l'iconica scena del ballo di Final Fantasy VIII, inoltre era possibile provare una stupefacente demo di Gran Turismo 2000, titolo che poi sarebbe diventato Gran Turismo 3 A-spec.

Un motore per le emozioni

Con l'architettura di Playstation 2 Ken Kutaragi, il padre della prima Playstation, fece un enorme scommessa a livello di investimenti e complessità. Il 1° aprile 1999 Sony e Toshiba formarono una società, controllata al 49% da Sony, per produrre il chip di Playstation 2 direttamente nella prefettura di Nagasaki e grazie all'influenza di Kutaragi venne stanziato un miliardo di dollari per finanziare i primi due anni di produzione.
L'obiettivo del team di Kutaragi era quello di creare un chip che si occupasse non solo della mera gestione dei calcoli, ma che fornisse agli sviluppatori le capacità matematiche necessarie a suscitare emozioni nei giocatori. Nacque così l'Emotion Engine.

L'Emotion Engine o EE era un chip straordinario, capace di performance senza precedenti nelle operazioni in virgola mobile. Con i suoi 294.91 MHz (che sarebbero diventati 300 nelle ultime versioni della console) era capace di generare 6.2 gigaflops di potenza di calcolo, valori che lo rendevano veloce quasi il doppio dei migliori processori per PC presenti in quel momento sul mercato. Il processore era un RISC (Reduced Instruction Set Computer) a 64 bit, questo tipo di CPU sono in grado di svolgere poche semplici operazioni ma molto velocemente, inoltre nel SOC era presente un superscaler che raddoppiava queste possibilità.

Le operazioni su numeri non interi avrebbero rallentato tremendamente la console, quindi gli ingegneri di Sony decisero di integrare un'unità FPU per la gestione di tutti i calcoli su numeri a virgola mobile, inoltre l'EE era coadiuvato da due velocissime unità di calcolo vettoriale: VPU0 e VPU1. La presenza delle unità vettoriali permetteva un enorme risparmio computazionale sulla CPU, le geometrie che andavano a comporre la scena, infatti, non dovevano essere precodificate ma venivano generate proceduralmente così da ottenere una moltitudine di benefici: gli asset pesavano molto meno, il motore di rendering veniva alleggerito e la potenza di calcolo risparmiata poteva essere impiegata nella simulazione della fisica o in effetti più accurati.

Per la gestione dei flussi video e delle texture in alta risoluzione Kutaragi aveva introdotto un sottoprocessore chiamato Image Processing Unit o "IPU". L'IPU si occupava di decomprimere i flussi video MPEG2 o le texture più complesse senza andare a gravare sulla CPU. Ad affiancare il potente processore c'erano due blocchi da 16 MB di RAM del tipo RDRAM ai quali le componenti accedevano tramite un bus a 16 bit.
Questa scelta avrebbe potuto essere un problema dato che tutte le componenti interne lavoravano su bus a 128 bit e i "soli" 16 bit delle RAM avrebbero potuto creare un importante collo di bottiglia, ma anche in questo caso venne fatta una scelta intelligente: la RAM era molto veloce (400 Mhz) e configurata in dual channel, questo permetteva una banda teorica di 3.2 GB/sec, più che sufficiente a non creare problemi di latenza alla console.

Altra questione importante per una console con configurazione UMA (cioè a memoria unificata) era il fatto che molte componenti dovevano accedere contemporaneamente alla RAM creando una possibile congestione, ma anche in questo caso il problema venne aggirato in modo intelligente.
Ogni componente di sistema con accesso alla RAM aveva una cache molto veloce che permetteva alla console di accedere alla memoria solo se strettamente necessario.

Il Graphics Synthesizer

A differenza dell'Emotion Engine, che era un mostro di potenza e di complessità, il chip grafico di Playstation 2 era molto semplice e veloce. Il Graphics Synthesizer o GS lavorava a 147.46 MHz e aveva 4 MB di DDRAM integrata che utilizzava come buffer, gli sviluppatori poi potevano decidere quanta memoria dei 32 MB totali assegnare al rendering. A dispetto di altre console di quel periodo, avere alle spalle un processore potente come l'EE che permetteva di emulare moltissimi effetti lato software lasciava una manciata di effetti gestiti dall'hardware. Tra questi ci sono alpha channel, Bezier surfacing e mip mapping.
L'alpha channel è un effetto che scompone il canale di colore a 32 bit in una parte da 24, che gestisce l'effettiva colorazione dell'oggetto, e in una parte da 8 con la quale viene creata una maschera in scala di grigi: in base al tono di grigio scelto è possibile rendere un oggetto totalmente trasparente, oppure creare speciali effetti su acqua o nebbia. Il Bezier surfacing è un processo di modellazione 3D che calcola quanti poligoni sono necessari per creare un oggetto curvo in modo tale da far sembrare l'oggetto il più possibile liscio. Il Mip Mapping invece si occupa di scalare automaticamente la qualità di un oggetto in base al punto di osservazione, così da mantenere un buon compromesso tra fedeltà grafica e carico sulla GPU.

Innovazioni e conferme

Per il comparto audio Sony decise di confermare e migliorare quanto fatto di buono con la sua prima console. L'SPU2, diretta evoluzione dell'SPU di Playstation, gestiva ben 48 canali tramite due processori e 2 MB di RAM integrata. Poteva anche gestire flussi in Dolby digital e DTS per il comparto di riproduzione video. La scelta del formato DVD come supporto principale per i suoi contenuti fu una delle chiavi del successo di Playstation 2, infatti la compatibilità con questi supporti non solo garantiva agli sviluppatori ampio spazio di manovra grazie all'enorme capacità rispetto alle generazioni precedenti (4.7 GB per i single layer e 8.5 GB per i dual), ma rendeva la PS2 il lettore DVD più economico sul mercato al momento della sua commercializzazione.

Durante il ciclo di vita di PS1 furono rilasciate molte revisioni del controller, che introdussero via via sempre più feature, come i controlli analogici e la vibrazione, ma che andarono inesorabilmente a frammentare il mercato. Sony decise di convogliare il "know how" accumulato nel DualShock 2, un controller in diretta continuità con il passato ma con alcune introduzioni molto interessanti (anche se in alcuni casi poco utilizzate), come i tasti sensibili alla variazione dell'intensità della pressione e motori di feedback più potenti.

Anche la retrocompatibilità totale con la passata generazione è stata implementata in modo molto intelligente: il chip che animava la prima console di Sony fece il suo ritorno sotto forma di controller I/O (il controller che si occupa della comunicazione interna tra tutti i dispositivi) e all'occorrenza veniva utilizzato per riprodurre i software di Playstation 1.
Per quanto riguarda i supporti di memorizzazione Sony mantenne delle schede di memoria rimovibili, ma oltre ad aumentarne la capienza passando da 1 a 8 MB, andò a introdurre una tecnologia di protezione chiamata MagicGate, che tramite un chip andava a crittografare i contenuti passati alla console in modo tale da aumentarne la sicurezza. Sulla console erano inoltre presenti due porte USB 1.1 che permettevano l'utilizzo di una moltitudine di periferiche esterne come, ad esempio, i controller personalizzati per i vari Guitar Hero, Microfoni, Light Gun e tappetini per giochi tipo Dance Dance Revolution.
Sulla scheda madre della console era installato un chip di memoria da 4 MB dove era ospitato il sistema operativo interno, che permetteva la gestione dei salvataggi e di configurare alcuni semplici parametri come il segnale di uscita video e la data.

Un successo planetario

Furono molti i fattori che determinarono il successo di Playstation 2. Oltre al design accattivante e futuristico e la piena retrocompatibilità, elemento da sempre molto caro all'utenza, dopo la commercializzazione avvenuta in Europa il 24 novembre 2000 arrivarono una serie di titoli di grande successo, come Final Fantasy X, Metal Gear Solid 2, Grand Theft Auto 3, Gran Turismo 3 e molti altri, fattore che ha pesantemente indirizzato l'utenza.
Altra freccia all'arco di Sony è stata rendere PS2 il lettore DVD più economico disponibile in commercio, fattore che ha reso il monolite nero un cavallo di troia con il quale colonizzare anche i salotti degli appassionati di cinema. Nel corso degli anni, grazie a produzioni first party di assoluto spessore, e al continuo supporto delle terze parti, Sony è riuscita a mettere insieme un parco di titoli esclusivi che ha fatto la storia, come God of War, Ratchet and Clank, Jak and Daxter, Ico, Shadow of the Colossus, le saghe di Metal Gear Solid e Final Fantasy e molti altri. Playstation 2 è diventata un'icona, nel suo ciclo vitale durato ben tredici anni è riuscita a vendere oltre 150 milioni di unità ed è ancora oggi la console più venduta di sempre.