Изначально ввод/вывод PS2 не были особо сложными. Однако последующие ревизии этой консоли полностью изменили как внутренние, так и внешние дизайны. Так что в целом эта консоль демонстрирует множество форм ввода/вывода, распределенных по различным ревизиям.
Специальный ЦП
Для начала, есть специальный процессор, который арбитрирует связь между различными компонентами, этот ЦПУ не что иное, как оригинальное ядро на основе MIPS R3000, найденное в PlayStation 1. На этот раз он называется I/O Processor (IOP) и работает на частоте 37,5 МГц, подключаясь к 32-битной шине .
Основная схема архитектуры PlayStation 2. Обратите внимание, что процессор ввода/вывода имеет эксклюзивный доступ к большинству устройств ввода/вывода.
IOP общается с Emotion Engine с использованием специализированного интерфейса ввода-вывода под названием Системный интерфейс или 'SIF'. Оба конца используют свои DMA-модули для передачи данных друг другу. IOP также поставляется с выделенной памятью - 2 МБ EDO RAM (точно как в PS1) - используется в качестве буфера.
В общем, этот процессор обеспечивает доступ к фронтальным портам, контроллеру DVD, SPU2, BIOS ROM и слоту для PC-карт.
Особенный апгрейд
Как бы то ни было, через год после выхода ревизии "Slim" в 2005 году, ядро MIPS было заменено на очень необычный SoC, который вместо этого содержит :
- Процессор PowerPC 440x5. Этот чип является частью упрощённой линейки PowerPC 4xx, разработанной IBM и предназначенной для применения в микроконтроллерах.
- Auxiliary Processing Unit (APU), чип, состоящий из частей схемы MIPS R3000A (декодер и АЛУ), старого доброго Geometry Transformation Engine и дополнительных регистров для межпроцессорной коммуникации.
- Трансивер Ethernet (ранее продаваемый как внешний аксессуар).
Рядом с чипом также установлено 4 МБ SDRAM (на 2 МБ больше, чем ранее, и теперь это "SDRAM").
Новый процессор обозначается как PPC-IOP и работает на умопомрачительной частоте 440 МГц. Что любопытно, ЦП PPC все еще должен выполнять код MIPS . Это реализовано с помощью эмулятора MIPS под названием DECKARD (хранится в ПЗУ BIOS ), который использует дополнительную SDRAM и APU для ускорения.
Так как внутренние механизмы и скорость работы PPC-IOP значительно отличаются от оригинального IOP, существует дополнительная база патчей с записями для каждой затронутой игры . Более того, DECKARD пытается приближённо имитировать тайминги с помощью обработчика событий. Однако во время выполнения некоторых инструкций производительность ухудшается . К тому же по какой-то причине почти что 24% SDRAM осталось незадействованными .
Учитывая все это, я задаюсь вопросом, почему Sony переработала экосистему ввода-вывода таким образом, что она не только ухудшает производительность, но и лишает её всех своих преимуществ. Возможно, это было сделано только для снижения производственных расходов, сохраняя обратную совместимость (подробнее объясню в следующих абзацах). Стоит упомянуть, что незадолго до этого Sony заключила сделку с IBM по производству процессора Cell.
Наследственная совместимость
Для моделей с предшествующим процессором, можно предположить, что совместимость с PS1 будет частью комплекта. Как удобно, Sony действительно включила эмулятор PS1 (называемый PS1DRV), который загружается всякий раз, когда вставляется диск PS1. Когда это происходит, IOP работает на пониженной частоте, чтобы соответствовать скорости PS1, EE 'перепрофилируется' для эмуляции старого GPU, а SPU2 перенастраивается для работы как оригинальный SPU.
В случае моделей на базе PowerPC, PS1DRV работает поверх DECKARD.
Наличие интерфейсов
Эта консоль сохранила предыдущие фронтальные порты, которые были в оригинальной PlayStation, также включает пару 'экспериментальных' интерфейсов, которые поначалу казались многообещающими.
Фронтальная часть PS2 с общими портами, включая контроллеры и карты памяти. Плюс, новые USB и i.Link порты .
Самыми популярными дополнениями являются два порта USB 1.1. Теоретическая скорость их работы составляет 12 Мбит/с, но это сильно зависит от пропускной способности IOP (которая, как правило, значительно ниже). Тем не менее, этот интерфейс был широко принят сторонними аксессуарами.
Однако, были и некоторые 'эксперименты', которые долго не продержались. Например, фронтальный i.Link порт (также известный как IEEE 1394 - или 'FireWire' в мире Apple). Этот порт использовался для соединения двух PS2 для локального многопользовательского режима, но был удален после третьей ревизии (предположительно заменен на 'Сетевую карту', больше деталей ниже).
Необычный комбо Ethernet + HDD
На задней стороне консоли также был слот для PC карт. Для этого можно было купить 'Сетевую карту' от Sony, которая предоставляет два дополнительных интерфейса:
- Порт Ethernet для многопользовательской игры онлайн.
- Порт для фирменного внешнего жёсткого диска: Он продавался компанией Sony и включал типичный 3,5" ATA жесткий диск объёмом 40 ГБ. Он позволял играм сохранять временные данные (или постоянно устанавливаться там) для более быстрого времени загрузки. Тем не менее, лишь несколько игр использовали эту функцию.
В более поздних ревизиях, порт PCMCIA был заменен на Expansion Bay, куда теперь мог устанавливаться 3,5" жесткий диск внутри консоли. Сначала нужно было купить Сетевой адаптер, который не только предоставлял Модем и/или Ethernet порты (в зависимости от модели), но также включал разъемы для подключения ATA-66 жесткого диска.
Задняя часть PS2, показывающая отсек расширения (снята крышка) .
Внутри данные на HDD структурированы с использованием файловой системы под названием 'PFS' . Странно, но планировка не содержит таблицы разделов, только очень примитивный каталог под названием 'Aligned Partition Allocation' (APA). Возможно, это связано с тем, что Sony поставляла только жесткие диски на 40 ГБ. Таким образом, масштабируемость не входила в их список приоритетов.
Сетевой адаптер, вид спереди . Эта модель предоставляла порты модема и Ethernet.
Сетевой адаптер, вид сзади , с установленным жестким диском.
Эфирный трансивер в адаптере поддерживает скорость передачи до 100 Мбит/с (12,5 МБ/с). Однако, наблюдаемая скорость значительно ниже (в некоторых случаях до 2 МБ/с). Объяснение этому довольно простое: для достижения работоспособной сетевой связи требуется реализовать все уровни стандартной 'модели OSI'; и передатчик - это всего лишь одна часть головоломки. Остальное часто делегируется IOP (таким образом, выполняется в программном обеспечении), но из-за ограниченной производительности IOP это приводит к узким местам.
Уменьшение размеров
Ревизия Slim пересмотрела всю модель Ethernet + HDD: больше нет Expansion Bay, но Ethernet порт установлен на задней части консоли (определенные модели также включали Модем).
Задняя часть модели Slim с постоянным Ethernet портом.
Кроме того, новая ревизия добавила новый инфракрасный сенсор, который используется с фирменным пультом дистанционного управления Sony (продается отдельно).
Интерактивные аксессуары
Новая версия их контроллера, DualShock 2, немного улучшенная версия DualShock.
Контроллер DualShock 2 .
Официальная карта памяти (модель 8 МБ) .
Во времена оригинальной PlayStation были выпущены несколько ревизий оригинального контроллера с различными функциями (что также привело к фрагментации рынка). Теперь для удобства разработчиков появился единый контроллер, который объединил все предыдущие свойства.
По сравнению с оригинальным DualShock, новая версия имеет небольшой редизайн, включает два аналоговых стика и два вибрационных мотора для более богатого ввода и обратной связи соответственно.
Рядом со слотом для контроллера находится слот для карты памяти, теперь совместимый с картами для PS1 и PS2. Последние карты встраивают дополнительную схему для целей безопасности, которая называется MagicGate, что позволяет играм ограничивать передачу данных между различными картами памяти. IOP отвечает за шифрование и дешифрование содержимого, и делает это при помощи чипсета MagicGate (расположенного внутри карты памяти) и DVD-дисковода, последний содержит ключи шифрования.
Некоторые карты памяти от сторонних производителей не поддерживали MagicGate.