Czy granie "z płyty" na konsolach byłoby dzisiaj możliwe?

Pamiętamy czasy kiedy granie na konsolach wyglądało inaczej niż dzisiaj. Mowa tutaj o sposobie w jaki uruchamialiśmy gry. Część osób z nostalgią wspomina generacje konsol gdy do uruchomienia gry wystarczyło umieścić płytę w napędzie, odczekać chwilę i "voila".

Dlaczego dzisiaj wygląda to inaczej? Czy byłoby to zrobienia w obecnych realiach? Jak musiałaby być skonstruowana konsola aby uruchamiać gry w sposób w jaki robiły to Sega Dreamcast czy PSX.



Architektura pamięci

W czasach PlayStation 1 (PSX), dane z płyty CD trafiały niemal bezpośrednio do pamięci RAM, ponieważ ich objętość była bardzo mała. Dzisiaj architektura konsol opiera się na tzw. DirectStorage, gdzie procesor graficzny (GPU) pobiera gigabajty danych z dysku SSD w ułamku sekundy.

A gdyby tak spróbować doczytywac dane z płyty? Jak musiałby wyglądać pozostałe podzespoły konsoli aby było to możliwe?

O ile procesor w zupełności wystarczyłby ten sam bo przez większość czasu nudziłby się czekając na doczytanie danych o tyle pamięć RAM musiałaby ulec gigantycznej zmianie. W PS5 mamy 16 GB współdzielonej pamięci GDDR6. W konsoli "bezinstalacyjnej" potrzebowalibyśmy pamięci rzędu 150-250 GB. Dlaczego? Ponieważ napęd Blu-ray jest zbyt wolny, by doczytywać tekstury w trakcie biegu postaci przez miasto. Konsola musiałaby "zasysać" całe poziomy gry do RAM-u na zapas a my czekalibyśmy 40 minut na jej uruchomienie.

Napęd optyczny czyli fizyki nie przeskoczymy

Problem z płytami polega na tym, że są one nośnikiem mechanicznym. Aby odczytać dane szybciej, płyta musi kręcić się szybciej. Plyty w PSX czy SDC kręciły się stosunkowo powoli, co pozwalało na stabilny odczyt. Dzisiejszy Blu-ray przy odczycie danych kręci się już z ogromną prędkością. Gdybyśmy chcieli osiągnąć prędkość dysku NVME umieszczonego w PS5 (ok. 5000 MB/s) za pomocą płyty, napęd musiałby się kręcić z prędkością kilkuset tysięcy obrotów na minutę. Efekt byłby taki że siła odśrodkowa rozerwałaby plastikową płytę wewnątrz konsoli na drobne kawałki. Płyty mają swoje fizyczne limity wytrzymałości, których technologia laserowa nie jest w stanie przeskoczyć.

Projektowanie gier

Gry na PSX były projektowane "pod płytę". Jeśli grałeś w Resident Evil, pamiętasz animację otwieranych drzwi między pokojami. To nie był zabieg artystyczny, był czas, w którym konsola rozpaczliwie kręciła płytą, by wczytać dane kolejnego pomieszczenia do swoich 2 MB pamięci RAM. Dzisiejsze gry z otwartym światem (GTA czy Cyberpunk) nie mają takich przerw. Świat buduje się wokół gracza dynamicznie. 

Gdyby doczytywać te dane z płyty biegłbyś przez miasto, a budynki przed Tobą byłyby szarymi bryłami bez tekstur przez bardzo długi czas. Samochody i postacie pojawiałyby się znikąd po równie długim postoju w jednym miejscu. Muzyka zaś i dialogi zacinałyby się, bo laser musiałby co chwilę przeskakiwać z sektora z grafiką do sektora z dźwiękiem (tzw. seek time). 

Gdybyśmy uparli się na granie prosto z płyty Blu-ray (bez instalacji i bez gigantycznego RAM-u), gry musiałyby mieć bardzo małą ilość detali aby napęd zdążył je przeczytać. Musiałby również posiadać ekrany ładowania co 2 minuty przy przejściu do każdego nowego pokoju oraz mieć zduplikowane dane. Na płytach PS2/PS3 ten sam model drzewa był nagrywany 500 razy w różnych sektorach płyty, tak aby żeby laser nie musiał "skakać" po całej powierzchni (co niszczyło napędy). Przy grach 100 GB zabrakło by miejsca na płycie na taką duplikację.

Więc może kartridże? Nintendo przecież daje sobie radę.

Skoro Nintendo Switch używa kartridży (pamięci flash), to teoretycznie powinien być "duchowym następcą" PSX-a. Wkładasz kartę i grasz. Dlaczego więc wciąż oglądamy paski ładowania w Zelda: BotW czy w Wiedźminie 3 i dlaczego nie sprawdziłoby się to na PS5/XboxSX? Sekret tkwi w tym, że kartridż Nintendo to nie jest ten sam rodzaj pamięci, który masz w szybkim dysku SSD w komputerze czy PS5. To technologia bliższa karcie SD używanych np. w telefonach i tu zaczynają się schody.

Mimo że kartridż nie ma ruchomych części (nie musi się kręcić jak płyta), wciąż jest dość wolny w porównaniu do nowoczesnych standardów. Osiąga on prędkość odczytu na poziomie około 60-100 MB/s. Choć jest szybszy niż płyta Blu-ray to nadal 50-80 razy wolniejszy niż dysk w PS5.

Niestety aby cieszyć się grafiką i szybkością ładowania taką jaką oferują PS5 czy XboxSX branża musiałaby zrezygnować z płyt na rzecz super-szybkich kartridży które musiałaby posiadać własny kontroler NVMe. Wyprodukowanie płyty Blu-ray kosztuje około 1-2 dolarów. Wyprodukowanie modułu pamięci 100 GB o szybkości 5 GB/s to koszt rzędu 40-60 dolarów (sama produkcja!). Łatwo policzyć jak przełożyłoby się to na ceny gier.

Podsumowanie parametrów "Współczesnego PSX":

• Napęd: Brak (zastąpiony slotem na szybkie i bardzo drogie karty Flash) lub napęd Blu-ray działający tylko jako "podajnik" do gigantycznego RAM-u.
• RAM: 256 GB GDDR7 (brzmi zabawnie przy obecnych cenach pamięci RAM)
• Przepustowość złącza nośnika: Minimum 5-7 GB/s.

Podsumowanie

Reasumując, to że obecnie gry na konsolach sa instalowane w taki sposób jak na PC to nie wybór producentów konsol a koniecznośc wynikająca z rozwoju poszczególnych technologii w taki a nie inny sposób. Instalowanie gier na dysku, choć może nie tak "konsolowym" doznaniem jak granie "z płyty" w czasach PSX jest powodem dla którego dzisiejsze gry mogą wyglądać i działać tak świetnie. Płyta czy kartridż po prostu nie nadążają za mocą obliczeniową współczesnych procesorów graficznych.