Seit dem 24. November 2000 wird die PlayStation2 nun auch in Deutschland verkauft. Allerdings stehen vorerst laut Sonys eigenen Angaben nur 70.000 bis 80.000 Konsolen zur Verfügung. In den USA waren es zum Start 500.000, in Japan für das erste Wochenende knapp 1 Million. Noch vor Weihnachten soll eine weitere Lieferung in Deutschland insgesamt über 100.000 Konsolen verfügbar machen. Sony will bis dahin in allen EU-Staaten, Norwegen und der Schweiz zusammen eine Million Exemplare ausliefern, zum Launch waren es nach Angaben des Unternehmens 500.000.
Nach über einem Jahr Serienfertigung dürften für diese Lieferschwierigkeiten nicht mehr Probleme mit der Produktion der riesigen PS2-CPU "Emotion Engine" verantwortlich sein. Mit fast 240 Quadratmillimetern Die-Fläche ist er einer der größten Prozessoren in Serienfertigung - und damit auch einer der teuersten.
Vielmehr kaschiert Sony mit der vorgeblichen "Knappheit" der deutschen PS2 geschickt die Tatsache, dass der Preis für ein Spielgerät mit DVD-Player schlicht überzogen ist.
Die nackte Konsole kostet 869 Mark - doch darin sind weder ein Spiel (rund 120 Mark) noch eine Video-DVD enthalten. Wer seine Spielstände außerdem auch sichern möchte, braucht eine Memory-Card für weitere 100 Mark. Und so wird aus der PlayStation2 schnell die PayStation: Zirka 1000 Mark hat jeder PS2-Käufer ausgegeben, wenn er den Laden verlässt und mit der Konsole auch etwas anfangen will. Die Early-Adopters werden von Sony kräftig geschröpft.
Mehr als nur Spiele
Der Erfolg der Konsole ist für den Elektronikriesen Sony zwingend. Schon heute macht Sony mit der originalen PlayStation (PSX), dem Zubehör und der Software 40 Prozent des gesamten Konzerngewinns weltweit. Segas Dreamcast ist zwar nicht annähernd so erfolgreich, doch mit Nintendos Gamecube und Microsofts Xbox sind für 2001 mächtige Herausforderer angekündigt.
Mit der PS2 nimmt Sony neben den Videospielen das gesamte Feld der Multimediatechnik ins Visier. DVD-Videos kann das Gerät schon jetzt abspielen, an Erweiterungen zum digitalen Videorekorder und Internetzugangsgerät ist gedacht. Da mit Sony Music so nebenbei auch noch die zweitgrößte Plattenfirma der Welt zum Konzern gehört, soll die PS2 ebenso als Plattform für den digitalen Musikvertrieb dienen.
Doch all das ist Zukunftsmusik. Aktuelle Spiele nutzen das Potenzial der PS2 nicht annähernd, sinnvolles Zubehör für die zahlreichen Schnittstellen ist noch Mangelware. Für einen Test der schon verfügbaren Spiele sei an dieser Stelle auf das Sonderheft zur PS2 und andere Next-Generation-Konsolen unserer Schwesterpublikation GameStar verwiesen, das derzeit an den Kiosken erhältlich ist.
Im Folgenden geht es vor allem um das, was die PS2 technisch unter der Haube hat.
Bitte beachten Sie: Die Bilder zeigen die japanische Version der PS2, da Sony uns vor dem Verkaufsstart der Konsole keine deutsche Version zur Verfügung stellen konnte. Unterschiede zwischen beiden Modellen nennt der Text.
Das Konzept: Zwei CPUs, alte PSX inklusive
Anders als PCs sind Spielekonsolen in der Regel rein proprietäre Systeme. Die Hersteller entwickeln eigene Hardware, die vor allem kostengünstig zu fertigen sein muss und über Jahre hinweg für flexible Anwendungen geeignet sein soll. So ist der Vorläufer der PS2, die originale PlayStation (PSX), schon seit sechs Jahren auf dem Markt. Auch wenn die Platine der PSX durch vier große Revisionen ging - die neuesten Konsolen sind immer noch voll abwärtskompatibel.
Mit der PlayStation2 will Sony erstmals nicht nur eine reine Spielekonsole vorstellen, sondern eine Multimediakonsole schaffen. Dazu hat Sony vor allem den Prozessor, der zusammen mit Toshiba entwickelt wurde, sehr flexibel designt. Die Emotion Engine (EE), so der Name der CPU, wird von dem Grafikchip Graphics Synthesizer (GS) unterstützt.
Dazu kommt noch der Ein-/Ausgabe-Prozessor IOP. Er ist direkt mit der EE gekoppelt und enthält unter anderem den Kern der CPU der ursprünglichen PlayStation. Dadurch ist die PS2 abwärtskompatibel - fast alle PlayStation-Spiele laufen auch auf der PlayStation2.
Neben EE, GS und IOP werkelt in der PlayStation2 ein dedizierter Soundchip namens SPU2. Dazu kommen noch ein Speichersystem mit Rambus-Technologie, ein DVD-Laufwerk und ein Steckplatz für PC-Cards. Als besondere Neuerung verfügt die PS2 über Schnittstellen aus der PC-Welt: Zwei USB-Ports und ein Firewire-Stecker sind geboten.
Blockschaltbild: Sechs Bussysteme I
Das Herz der PS2 ist die Emotion Engine. In diesem Prozessor befinden sich auch die Bus-Interfaces für den Graphics Synthesizer, den IOP (Input/Output Processor) und der Memory-Controller für den Rambus-Speicher.
Den schnellsten Bus in der PS2 stellt das Rambus-Interface dar. Die Anbindung mit 400 MHz entspricht in der Geschwindigkeit PC800-Modulen. Über die Details der Rambus-Architektur hat tecChannel.de bereits in einem eigenen Artikel berichtet. Jeder der beiden Rambus-Kanäle in der PS2 verfügt über eine maximale Bandbreite von 1,6 GByte pro Sekunde, sodass insgesamt 3,2 GByte/s erreicht werden. Die beiden Rambus-Chips der PS2 verfügen zusammen über 32 MByte Speicher.
Auf der Emotion Engine selbst sind die acht Funktionseinheiten über einen On-Chip-Bus verbunden, der 128 Bit breit ist und mit 150 MHz getaktet wird. Die Bandbreite dieses Busses beträgt 2,4 GByte pro Sekunde. Die Grafikdaten werden über einen 64-Bit-breiten Bus mit 150 MHz an den Graphics Synthesizer übergeben.
Blockschaltbild: Sechs Bussysteme II
Der IOP wird auch von der Emotion Engine angesteuert und hängt über einen 32-Bit-breiten Bus mit 37,5 MHz am Hauptprozessor. Dieser Bus lässt sich auch auf 33,8 MHz umschalten, ebenso wie der IOP. Der Grund für diese beiden Taktfrequenzen ließ sich noch nicht eindeutig klären. Sony dürfte die Option aus Kompatibilitätsgründen zur PSX eingebaut haben.
Interessant an der Anbindung des IOP ist auch, dass der "alte" PlayStation-Chip nicht über eigenen Speicher oder einen direkten Pfad zum Graphics Synthesizer verfügt. Sony bürdet damit bei Spielen, die für die PSX entwickelt wurden, den gesamten Datentransfer der Emotion Engine auf.
Am IOP selbst hängt schließlich ein weiterer Bus, über den noch nicht mehr bekannt ist, als dass er die Peripherie inklusive der proprietären Gamepads steuert. Daneben wird auch der Soundchip SPU2 über diesen Bus mit Daten gefüttert. Die PC-Schnittstellen USB und 1394 (Firewire) stellt der IOP schlussendlich auch zur Verfügung.
Emotion Engine: Superskalare CPU mit SIMD
Die Emotion Engine (EE) ist mit knapp 240 Quadratmillimetern einer der größten Prozessoren in Serienfertigung. Der Chip ist mehr als doppelt so groß wie Intels Coppermine, der aber auch schon in 0,18 Mikron gefertigt wird. Die EE wird noch mit 0,25 Mikron Strukturbreite hergestellt. Mit diesem riesigen Die verbraucht sie bis zu 15 Watt Leistung.
Der Hauptprozessor der PS2 basiert auf einem MIPS-Kern und wird mit 294,912 MHz getaktet. Zwar besteht die EE im Wesentlichen aus zwei 64-Bit-Integer-Einheiten und einer FPU, die mit einfacher Genauigkeit arbeitet. Sony hat der CPU aber 128-Bit-breite Register spendiert und einen eigenen SIMD-Befehlssatz entwickelt. Dieser besteht aus 107 neuen Befehlen, die dann von den beiden Integer-Einheiten ausgeführt werden. Durch den alten Trick der Registerverbreiterung, den Intel schon beim 80286 benutzt hat, kann Sony die PlayStation2 leicht als "128-Bit-Konsole" vermarkten. Im Kern ist die EE aber ein 64-Bit-RISC-Prozessor.
SPR: Notizblock für Videoadressen
Der im Blockschaltbild als CPU-Core bezeichnete Teil der EE enthält neben den drei Ausführungseinheiten (2 Integer, 1 FPU) auch noch einen 16 KByte großen Instruktions-Cache und 8 KByte Daten-Cache. Beide Caches sind zweifach assoziativ ausgeführt. Hintergründe zur Cache-Organisation einer CPU bietet ein eigener Artikel von tecChannel.de.
Neben diesen beiden Caches, die sich auch in anderen CPUs finden, verfügt der Kern der EE über 16 KByte Scratchpad RAM, kurz SPR genannt. Das SPR dient vor allem zur Zwischenspeicherung von Videoadressen, die nicht innerhalb eines Frames wieder verwendet werden. Würden diese Adressen im normalen Daten-Cache zwischengespeichert, so wäre dieser bei Spielen fast nur noch mit der Grafik beschäftigt. Am Beispiel des SPR zeigt sich, dass die EE dezidiert als Spieleprozessor entwickelt wurde.
Die Image Processing Unit
Dass DVD-Videos, und damit MPEG-2, zentraler Bestandteil der Strategie für Spiele und andere PS2-Anwendungen sind, belegt ein anderer Funktionsblock in der PS2. Die Image Processing Unit (IPU) dient als MPEG-2-Decoder. Rechenintensive Operationen wie IDCT oder Farbraumkonvertierung erledigt die IPU selbst - ähnlich wie ein Grafikchip für PCs. Dass also der Hauptprozessor der PS2 die MPEG-2-Dekodierung erledigen muss, ist nur zum Teil richtig. Im Vorfeld der Markteinführung war immer wieder bemängelt worden, dass die PS2 mit knapp 300 MHz für die EE zu langsam für DVD-Wiedergabe während eines Spiels sein könnte. In Wirklichkeit erledigt die IPU die Dekodierung selbst, die Integer- und FPU-Einheiten werden dadurch nicht belastet.
Die bisher beschriebene Ausstattung der PS2-Chips deutet noch nicht auf überragende Grafikleistung hin. Dafür sind vor allem die Vector Processing Units (VPU) verantwortlich. Die beiden VPUs sind nicht identisch. Die VPU-0 arbeitet synchron zum Kern der Emotion Engine als Koprozessor. Die VPU-1 dagegen arbeitet asynchron und füttert vor allem das Interface zum Grafikchip.
Graphics Synthesizer mit 64-Bit-Bus
Ein eigener Funktionsblock in der Emotion Engine heißt Graphics Interface oder GIF - hier nicht mit dem Dateiformat zu verwechseln. Das GIF erstellt Displaylisten der zu zeichnenden Polygone und übergibt sie an den Graphics Synthesizer (GS). Der Bus dafür besitzt mit 64 Bit Breite bei 150 MHz eine Bandbreite von 1,2 GByte pro Sekunde - das ist mehr als AGP 4x.
Der GS ist die Pixel-Schleuder der PlayStation2. Bei Details über den Chip hält sich Sony immer noch bedeckt. Fest steht aber, dass er von MIP-Mapping über trilineares Filtering bis zum Full-Scene-Antialiasing (FSAA) alles beherrschen soll, was ein moderner 3D-Chip braucht.
Embedded DRAM als Tempobringer
Technisch interessant ist, dass der GS über 4 MByte RAM verfügt, die in den Chip integriert sind. Derartiges multiport embedded DRAM wird nicht etwa über einen eigenen Bus angesteuert, sondern direkt vom Grafikprozessor. Dadurch kann die GS parallele Zugriffe von 1024 Bit auf den Bildspeicher ausführen, bei Texturen sind es noch 512 Bit. Zusammengerechnet ergibt das bei 150 MHz eine gigantische Speicherbandbreite von 48 GByte pro Sekunde. Zum Vergleich: Der DDR-Speicher auf GeForce-Grafikkarten kommt gerade auf ein Zehntel dieses Wertes.
Hersteller von Grafikchips machen immer wieder fabulöse Angaben zur Performance, die allesamt mit Vorsicht zu genießen sind. Laut Sony soll der GS maximal 75 Millionen Polygone pro Sekunde rendern können, bei Ausnutzung aller Effekte sollen es immer noch über 20 Millionen sein. Angesichts dieser Zahlen und der technischen Eigenschaften enttäuscht die Qualität der derzeit verfügbaren Spiele noch. Zwei dieser Titel haben wir in unserem Praxistest der PS2 vorgestellt.
Deutsche Version ohne PC-Cards
Die PlayStation2 verfügt über eine Vielzahl von Schnittstellen: USB 1.1 (maximal 12 MBit/s) und 1394 (maximal 400 MBit/s) stechen besonders hervor. In unserem Praxistest mit der japanischen Version stellte sich aber heraus, dass diese beiden Interfaces aus der PC-Welt derzeit noch funktionslos sind - Sony sieht sie lediglich als "Option" für die Zukunft. Auch die deutsche PS2 soll nicht über Universaltreiber für diese Ports verfügen.
Das galt bei der japanischen Version auch für den Einschub, in dem PC-Cards Platz finden sollen - IBMs Microdrive wollte darin ebenso wenig wie Modems oder Ethernet-Karten laufen.
Inzwischen hat Sony diesen Slot für die europäische Version der PS2 gestrichen und durch einen proprietären Steckplatz ersetzt, der Platz für ein wesentlich größeres Modul bietet. Dafür ist unter anderem eine Karte für breitbandigen Internetzugang per Kabelmodem oder DSL in Entwicklung. Außerdem hat der Elektronik-Riese hier gegenüber tecChannel.de auch eine Festplatte für 2001 versprochen: Microsofts Xbox lässt grüßen.
Digitalton nach AC-3
So bleiben derzeit nur die Ports für die Gamepads (bei Sony Controller genannt), die Memory-Cards sowie der Digital- und Videoausgang übrig. Für den Videoausgang liefert Sony auch in Deutschland nur ein Composite-Kabel mit. Strippen für RGB- und SVHS-Eingänge, die wesentlich bessere Bildqualität bieten, sind als Zubehör ab 40 Mark zu haben.
Der Firewire-Port, der bei Sony i.Link oder S.400 heißt, weist den i.Link-Stecker auf. Anders als beim normierten Firewire-Stecker ist darüber keine Stromversorgung der Geräte vorgesehen, sodass zum Beispiel externe Festplatten an der PS2 ein eigenes Netzteil benötigen werden. Das ist für ein Consumer-Gerät wenig elegant. Über den Status und die Technik von Firewire hat tecChannel.de bereits ausführlich berichtet.
Der optische Digitalausgang für den guten Ton liefert nicht nur bei DVD-Wiedergabe Daten für einen digitalen Surround-Verstärker. Auch bei Spielen und CDs lässt sich der Ausgang über das Startmenü der PS2 aktivieren und arbeitet dann mit 44,1 kHz oder 48 kHz - je nach Programmierung. Die MPEG-Decoder der PS2 verarbeiten Digitalsound von DVDs nach Dolby Digital (AC-3) und DTS, geben diesen aber nur digital aus, so dass ein externer Decoder Pflicht ist, um den Mehrkanalton hören zu können.
Als letztes Ein-/Ausgabe-Medium bleibt die Memory-Card mit 8 MByte Kapazität: Darauf werden Spielstände und Teile der Firmware wie der DVD-Treiber gespeichert.
DVD-Laufwerk: Performance und Kompatibilität
Mit der Entscheidung, ein DVD-Laufwerk in die PS2 einzubauen, schlägt Sony viele Fliegen mit einer Klappe. Zum einen erhöht sich die Performance drastisch: Die PSX nervte mit ihrem Doublespeed-Laufwerk durch zu lange Ladezeiten. Im CD-Betrieb erreicht das Laufwerk der PS2 maximal 24x, bei DVDs sind es 4x. Das DVD-Laufwerk wurde bei der deutschen Version der PS2 gegenüber dem abgebildeten japanischen Modell nicht geändert.
Die CDs von Spielen für die PlayStation2 weisen eine neue, vollständig blaue Beschichtung auf und verhalten sich anders als die CDs für die PSX. Diese Mode-2-Scheiben waren am PC mit geeigneten Programmen leicht zu kopieren, wiesen aber defekte Sektoren auf und verlangten nach spezieller Software zum Duplizieren.
Die Spiele der PS2 verfügen über diese Art von Schutz nicht mehr - direkte Eins-zu-Eins-Kopien sind dennoch nicht lauffähig. Ob sich der neue Schutz in der Beschichtung, im Datenformat oder etwa dem Barcode versteckt, wollte Sony natürlich nicht verraten.
Schwere Zeiten für Raubkopierer
Unbestätigten Berichten aus Japan zufolge lassen sich die PS2-CDs aber kopieren - der alte Wettlauf zwischen Softwarefirmen und Raubkopierern hat also wieder begonnen.
Ganz so einfach wie bei der PSX wird es aber diesmal für die Piraten nicht: Hier konnte man noch durch Wechseln der CD im Betrieb tricksen, die Schublade der PS2 verhindert das. Außerdem ist für jeden Kopierversuch ein neuer Rohling fällig, denn die PS2 kann keine CD-RWs lesen. Sony hat den zweiten Laser-Pickup, der dafür nötig wäre, einfach eingespart. CD-Rs lassen sich aber wiedergeben, was tecChannel.de bei der japanischen Version mit einer selbst gebrannten Audio-CD überprüft hat.
Aufgeschraubt: Raffiniertes Kühlsystem
Bei so viel Beschäftigung mit den technischen Daten der PlayStation2 und einem Praxistest wollte tecChannel.de natürlich auch wissen, wie es im Inneren der 2,1 Kilogramm schweren Konsole aussieht. Besonders die Wärmeabfuhr ist dabei interessant: Die gesamte Konsole zieht im Betrieb über 60 Watt und verfügt über einen recht leisen Lüfter.
Die Hauptplatine der PS2 sitzt unter einem Blech, das aber nur der Abschirmung dient. Der eigentliche Kühlkörper besteht aus einem einzigen Teil aus massivem Alu-Druckguss. Über ein Wärmeleitpad sitzt dieser Kühlkörper auf den beiden Prozessoren (EE und GS) und den Speicherchips - auch Rambus-Chips werden im Betrieb ziemlich warm.
Auf dem obigen Bild sind Board und Kühlkörper von hinten abgebildet. Eine Heatpipe an der Unterseite des Kühlkörpers leitet die Wärme nach vorne, wo dann die Kühlrippen sitzen. Bei der zusammengebauten Konsole liegt dieses Teil vorne vor den Belüftungsschlitzen. Der Lüfter saugt Frischluft quer durch das ganze Gehäuse an. Solch ein aufwendiges und damit teures Konzept hat sich Sony sicherlich nicht gerne ausgedacht. Spannend bleibt, ob die Konsole mit einem Die-Shrink der Emotion Engine auf 0,18 Mikron und damit verbunden weniger Abwärme ein neues Design erhalten wird.
Zum Abschluss noch ein Bild vom kompletten Mainboard der japanischen PlayStation2. Links liegen die Emotion Engine und der Graphics Synthesizer, darunter der IOP. Oben rechts ist der Slot für PC-Cards zu sehen, der in der deutschen Version fehlt.
Fazit
Sony beweist Mut damit, eine Konsole mit derart großen und also teuren Chips auf den Markt zu bringen - anscheinend wollte man Nintendos Gamecube und Microsofts Xbox unbedingt zuvorkommen.
Die Eigenschaften von Emotion Engine und Graphics Synthesizer versprechen viel mehr, als die Spiele derzeit halten. Vor allem die flexiblen Vektoreinheiten und der schnelle Grafikchip sollten Spiele möglich machen, die die Welt so noch nicht gesehen hat.
Derzeit ist die PlayStation2 die technisch beste lieferbare Spielekonsole mit der Zusatzfunktion einer DVD-Wiedergabe - nicht mehr und nicht weniger. Und auch wenn von einer Multimediazentrale der Zukunft noch nichts zu sehen ist: Technisch gerüstet ist die PlayStation2 dafür heute schon. (nie)