Super FX - Qual O Poder De Processamento Do Super Nintendo (SNES) Com O Chip Especial
Veja: O que o Super FX faz pelo Super Nintendo
O chip Super FX é um processador RISC de 16 bits destinado ao 3D. Ele funciona como um acelerador gráfico, que modela e renderiza polígonos, sprites e efeitos 2D avançados, para um buffer de quadros na RAM, que ele usa para, posteriormente, enviar para a arquitetura principal do Super Nes para ser exibido na tela de jogo.
O hardware do Super Nintendo, projetado no final dos anos 1980, no Japão, era um sistema primariamente destinado à geração de sprites na tela, em duas dimensões. Naquela época, máquinas 3D eram caras e experimentais, ainda não disponíveis ao público no formato de videogames domésticos.
Protótipo Starglider (Argonaut)
Em 1989, a Argonaut Games deu início a um projeto para desenvolver um chip especial capaz de aprimorar as capacidades gráficas e computacionais do Nintendo 8 bits. De acordo com seu fundador, Jez San, a Argonaut pretendia lançar esse hardware especial, juntamente com uma versão para o Nes do simulador de vôo em primeira pessoa Starglider, desenvolvido para os computadores pessoais alguns anos antes. Ele mostrou o protótipo à Nintendo em 1990, e o projeto impressionou alguns da parte japonesa. Então, Jez sugeriu que a Argonaut desenvolvesse algum jogo com esse chip especial para o novo sistema que a Big N lançaria em breve, o Super Famicom. Anos depois, Jez comentaria em uma entrevista:
O hardware do NES
"Eu disse a eles que isso é o melhor possível, a menos que eles nos deixem projetar algum hardware para tornar o Super Famicom melhor no 3D. Surpreendentemente, embora eu nunca tivesse feito nenhum hardware antes, eles disseram SIM e me deram um milhão dinheiro para fazer isso acontecer."
O hardware do Nes já estava defasado no final dos anos 1980, e não poderia competir com sistemas mais recentes, como o Sega Genesis e o TurboGrafx-16. Pouco depois da Consumer Electronics Show de 1990, realizada em Chicago, Illinois, a Argonaut portou a versão de nintendinho de Starglider para o Super Famicom, um processo que levou cerca de uma semana, de acordo com San.
A Argonaut então contratou uma equipe de designers de chips especializados de Cambridge para fazer o primeiro acelerador gráfico 3D e um dos primeiros microprocessadores RISC. A equipe de design do chip foi composta pelos engenheiros Ben Cheese, Rob Macaulay e James Hakewill.
"Todo o mercado de aceleração 3D que a NVidia e a ATI agora dominam, o Argonaut chegou primeiro...", expressa Jez, "...e temos as patentes para provar isso."
O protótipo mal documentado do Super Famicom, teve que passar por engenharia reversa pela equipe para integrar o chip ao hardware de 16 bits o máximo possível, em um esforço para melhorar o desempenho de todo o sistema. Eles conseguiram, mas tiveram que se contentar em montar a unidade especial no cartucho e não no console. Isso se mostrou vantajoso, pois aumentaria apenas o custo do jogo e não do console. O resultado de todo esse trabalho foi o chip "Mathematical Argonaut Rotation & Input Output" ou "MARIO", um backronym ou acrônimo. Posteriormente o chip foi renomeado como "Super FX" pela Nintendo.
Cartucho com o Chip Especial FX (1993)
"Mas não era apenas um chip gráfico. Era um microprocessador construído para rodar software gráfico, mas também fazia outras coisas (como matemática rápida)", explica Jez.
O chip Super FX é um processador RISC de 16 bits destinado ao 3D. Ele funciona como um acelerador gráfico, que modela e renderiza polígonos, sprites e efeitos 2D avançados, para um buffer de quadros na RAM, que ele usa para, posteriormente, enviar para a arquitetura principal do Super Nes para ser exibido na tela de jogo. O chip tem uma variedade de efeitos à sua disposição, como:
Objetos que podem ser girados em 3D.
Dimensionamento e alongamento de sprites em fundos 3D.
Camadas de paralaxe em 2D, auxiliando o Super Nes em efeitos avançados.
Mapeamento básico de textura para modelos poligonais durante a renderização.
Na segunda versão do chip Super FX, o acesso à ROM e à RAM foi aprimorado por meio de um design melhorado e pelo fato de que mais pinos foram adicionados à placa do cartucho. Essa versão ficou conhecida como Super FX GSU (Graphics Support Unit), que ao contrário da primeira versão do chip Super FX, é capaz de atingir 21 MHz. Todas as versões do chip Super FX são funcionalmente compatíveis em termos de seu conjunto de instruções. A Argonaut também co-desenvolveu o jogo 3D de tiro espacial Star Fox, juntamente com a Nintendo, com objetivo de demonstrar os recursos adicionais de renderização de polígonos que o chip proporcionaria no Super NES. Star Fox usa o chip para renderizar centenas de polígonos 3D simultâneos. O jogo usa também bitmaps 2D em escala, para os lasers, asteroides e outros obstáculos na tela, mas outros objetos, como navios e robôs, são renderizados com polígonos 3D. Super Mario World 2: Yoshi's Island usa a versão GSU-2-SP1 para efeitos gráficos 2D, como dimensionamento e alongamento de sprites.
Por causa dos altos custos de fabricação e aumento do tempo de desenvolvimento, poucos jogos foram lançados para o Super FX, se comparados com o restante da biblioteca do Super NES. Devido a esses custos, os jogos com o chip especial tinham um preço mais alto.
Star Fox 2, deveria fazer uso do Chip FX 2
Especificações básicas do Chip Super FX (16 bits)
Taxa de clock: 21MHz (com divisor de 10,5 MHz).
Número de contatos na placa: 100 pinos.
Rom: 1MB.
RAM: 32 KB.
Chip Super FX 2 (16 bits).
Taxa de clock: 21 MHz.
Número de contatos a bordo: 112 pinos.
SRam: 64 KB a 128 KB.
As capacidades do minúsculo chip Super FX de até 21MHz ainda é muito impressionante hoje, apesar de suas limitações serem inaceitáveis para padrões atuais. O mais notável é sua taxa de quadros incrivelmente irregular e saída de vídeo de baixa resolução que se traduz em uma borda preta ao redor da tela. Ainda assim, esses problemas não afetam a jogabilidade de maneira séria de jogos como Star Fox e Stunt Race FX.
O chip foi usado em 8 jogos SNES lançados, em Star Fox 2 (não lançado) e em várias demos tecnológicas:
Starfox utilizou o chip mario. Dirt Racer, Dirt Trax FX, Stunt Race FX, Vortex (apenas demonstração), e Powerslide (apenas demonstração) utilizaram o chip G S U 1.
Doom, Star Fox 2, Super Mario World 2: Yoshis Island e Winter Gold utilizaram o chip G S U 2.
A versão de Star Fox 2 nunca foi lançada para o Super Nintendo, mas sua versão mostra gráficos ainda mais aprimorados para a máquina 16 bits, tirando o máximo de seu hardware e demonstrando o potencial do chip especial somado as capacidades visuais e computacionais do sistema.
Enfim, o chip Super FX chegou no momento certo para a Nintendo. Em plena guerra dos consoles, sua principal rival naquele momento, a Sega, vinha ganhando cada vez mais espaço na cena dos videogames, como o Gênesis e Sega CD. O jogo que serviu para demonstrar as capacidades do chip especial adicionado ao Super Nes, Star Fox, tornou-se rapidamente um sucesso. Apesar de proporcionar gráficos 3D rudimentares, o Super FX serviu para demonstrar o que estava por vir. Proporcionando uma jogabilidade muito melhor que outros motores gráficos, como o FMV, o 3D poligonal com textura mapeada rapidamente mostrou-se a tecnologia do futuro.