问题

如何比较GBA与SFC的硬件性能?

回答
话说,老玩家们提起任天堂的游戏机,除了红白机,那绝对绕不开超级任天堂(SFC)和Game Boy Advance(GBA)这两位传奇。虽然一个属于主机时代,一个开创了掌机新纪元,但它们在硬件设计上的思路碰撞,以及由此带来的游戏体验差异,可是够玩味儿的。今天咱们就来掰扯掰扯,SFC和GBA这对“隔代兄弟”的硬件性能到底咋个比法。

CPU:核心的较量,速度的飞跃

首先,咱们得看它们的大脑——中央处理器(CPU)。

SFC(超级任天堂) 用的是一颗 Ricoh 5A22 CPU,基于ARM v2指令集,主频大概在 3.58MHz。这个数字听起来不高,但当时在主机领域已经算是不错的了。它被设计成能处理多任务,同时还要兼顾图像和声音的处理,所以它其实是个多面手,虽然不算特别快,但足够强大。它的设计理念是让CPU承担更多的逻辑运算,解放专门的协处理器。

GBA(Game Boy Advance) 则搭载了一颗 ARM7TDMI CPU,主频更是达到了 16.78MHz。看到了吗?直接翻了将近五倍!这颗CPU是ARM公司在掌机领域非常成功的一款产品,性能强劲,效率也很高。这意味着GBA在处理游戏逻辑、AI运算等方面,比SFC有了质的飞跃。你可以想象,同样的代码,GBA能更快地跑完,给开发者留下了更大的发挥空间。

结论: 在CPU这块,GBA明显是碾压SFC的。更快的时钟频率意味着更快的指令执行速度,这直接影响到游戏的流畅度、AI的复杂度、物理模拟的精细度等等。当年玩SFC上的《超级马里奥世界》和玩GBA上的《超级马里奥Advance》系列,那种感觉上的顺滑程度和细节的丰富度,CPU的差异是其中一个重要原因。

图形处理:像素的艺术与色彩的盛宴

然后,咱们再来看看让游戏画面“活起来”的图形处理能力。这俩货在这方面可以说是各有千秋,但也体现了时代的技术进步。

SFC的图形系统 主要由一个叫做 PPU (Picture Processing Unit) 的芯片负责。它的亮点在于:
多层背景(BG):SFC可以同时支持最多4个背景层,而且这些背景层可以独立滚动,甚至以不同的比例缩放(Mode 7)。这让SFC的游戏能够创造出非常丰富的景深效果和伪3D空间感,比如赛车游戏里的旋转地图,或者角色扮演游戏里宏大的世界地图。
Sprite(精灵):它能处理的Sprite数量也相当可观,并且支持硬件缩放和旋转。这使得在屏幕上显示大量活动的单位成为可能。
调色板:SFC拥有一个非常庞大的调色板,理论上可以同时显示 256个颜色(每条扫描线最多256色,但整体屏幕能用到的颜色就受限于显存)。要知道,FC(紅白机)一次只能显示几个颜色,SFC的进步是巨大的。它采用的是256级RGB调色板,使得色彩表现非常细腻。

GBA的图形系统 也是一大进步,但它的设计思路更侧重于掌机本身的特性:
更强的Sprite能力:GBA可以同时显示 128个Sprite,每个Sprite可以支持 8种调色板,并且允许Sprite的透明度变化。Sprite的大小也比SFC更灵活。
背景层:GBA支持 4个可滚动的背景层。虽然没有SFC那样极致的Mode 7,但GBA的背景层可以实现更流畅的缩放和平移,而且硬件上也做了优化。
色彩深度:这是GBA的一个重要升级。它支持 15位色(5:5:5 RGB),这意味着屏幕上可以同时显示 32768种颜色。虽然比SFC理论上的色彩数量要少,但实际表现出来的色彩过渡更自然,尤其是对于表现皮肤、渐变色等细节场景,GBA的色彩饱和度和真实感会更强一些。
亮度控制:GBA还能通过软件实现亮度调节,这在早期掌机上是很先进的功能。
无内置背光:这是GBA相比后续机型(如GBA SP)的一个主要缺点,但也限制了它的功耗和成本。

结论: 在图形表现力上,它们各有侧重。SFC的Mode 7技术是其招牌,创造了独特的视觉风格,色彩也相当丰富。GBA的优势在于更灵活的Sprite控制、更流畅的背景缩放以及更自然的色彩过渡。如果单论“游戏画面有多炫”,SFC的某些独特效果(如Mode 7的3D感)是GBA难以直接复制的。但如果看整体色彩表现和细节呈现,GBA凭借更高的色彩深度和更优化的Sprite处理,在很多方面能带来更细腻的视觉体验。可以说,SFC更像是“像素艺术的极致”,而GBA则在“更丰富色彩”和“更流畅动态”之间取得了平衡。

内存(RAM):数据处理的缓冲带

内存大小直接影响了游戏能加载多少数据,包括纹理、地图、音乐等等。

SFC 的主内存(WRAM)是 128KB。另外还有显存(VRAM) 64KB。这个数字在当年主机里不算小,但和现在比起来就显得捉襟见肘了。很多SFC游戏为了解决内存不足的问题,会利用到卡带内置的特殊芯片(如Super FX),来辅助处理图形和逻辑。

GBA 的主内存是 32KB,但它的视频内存(VRAM)是 96KB。注意,这里和SFC的分配不一样。GBA的CPU本身更强,很多计算是CPU直接完成的,所以主内存需求相对较低。而GBA的VRAM比SFC的WRAM还大,这说明它的图形系统对显存的需求更高,也暗示了它在图形数据处理上的侧重。

结论: 单看WRAM,SFC的内存容量是GBA的四倍。但这并不意味着SFC在“能装多少东西”上一定占优。GBA的CPU性能更强,可以更高效地处理和压缩数据,并且有专门的图形协处理器进行辅助。所以,虽然GBA的WRAM看起来小,但配合其强大的CPU和更优化的图形处理,它能够实现的细节和复杂度是相当可观的。很多GBA游戏能够表现出比SFC更精细的动画和更多的角色,一定程度上也是得益于这种整体硬件效能的提升。

声音:从Chip tune到更真实的模拟

声音系统也是游戏体验的重要组成部分。

SFC的声音芯片 是 Sony SPC700,它内置了 64MB 的采样ROM。这个芯片设计非常出色,它可以进行多通道的数字采样播放,并且支持一些简单的效果处理,如回声、混响等。很多SFC游戏的配乐至今仍被奉为经典,其音质细腻,音乐层次感强。

GBA的声音系统 则相对“朴素”一些。它没有一个专门的声音处理芯片,而是由 CPU和DMA控制器 来负责音频数据的处理和播放。它的音频能力主要体现在能够支持 8个通道 的数字音频流,可以播放ADPCM格式的音频。与SFC相比,GBA的声音在音色和采样质量上可能略逊一筹,更偏向于电子合成的声音效果,缺少SFC那种丰富的采样和细致的音色表现力。

结论: 在声音方面,SFC的设计明显更胜一筹。SPC700芯片的出色表现,使得SFC拥有了远超同期主机乃至GBA的音质和音乐表现力。很多SFC游戏的音乐就像一场音乐会,而GBA的声音则更像是在用软件模拟。如果你是音乐爱好者,你会更倾向于SFC那饱满、有质感的声音。

其他特性:

扩展性:SFC卡带支持内置特殊芯片,如Super FX(用于2D到3D的转换,《星际火狐》就是代表)、SA1(提升CPU性能和内存)等,这极大地扩展了SFC的游戏表现力。GBA卡带本身也支持一些记忆卡或闪存芯片,但相对来说,SFC在卡带内的硬件扩展方面玩得更花样。

游戏类型适应性:SFC凭借其Mode 7和多层背景,非常适合制作一些具有伪3D效果的动作、赛车、RPG游戏。GBA则凭借其更强的CPU和Sprite能力,在制作横版动作、解谜、策略类游戏时,能够呈现更流畅的角色动画和更复杂的游戏机制。

总结一下:

把SFC和GBA放在一起比,就像是比一位技艺精湛的传统工艺大师,和一位效率极高、能够快速适应新技术的青年才俊。

SFC 代表了那个时代主机设计的巅峰,它通过巧妙的硬件设计(如Mode 7、强大的声音芯片)和卡带内置协处理器,在有限的条件下创造出了令人惊叹的游戏体验。它的色彩丰富,音乐动听,画面富有艺术感。

GBA 则是一次技术上的飞跃,它继承了ARM架构的强大,带来了更快的CPU和更灵活的图形处理能力。虽然在声音方面有些妥协,但整体而言,它在处理复杂游戏逻辑、流畅的动画表现和更细腻的色彩呈现上,比SFC有了显著的进步。

如果你问我哪个更好玩,那真的取决于你玩的是什么游戏,以及你对画面和音效的侧重点。要我说,这两台机器都是游戏史上的不朽之作,它们各自用自己的方式,为玩家带来了无与伦比的快乐。这种跨代的比较,与其说是比个高低,不如说是感受技术进步的脉络,以及不同时代设计理念的碰撞。

网友意见

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为啥高票答案把 SFC 说的跟 FC 一样垃圾?

给 SFC 平反一下:SFC CPU 没楼上形容的那么弱,什么不能计算乘除法的说法都出来了,SFC 的 WRMPYA / WRMPYB 寄存器就是用来做乘法的,寄存器 WRDIVH / WRDIVL 就是用来做除法的,何来无硬件乘除法一说?

所以没必要把 SFC 的处理能力说的好像 FC一样弱智,毕竟一个8位,一个16位;FC 工作内存只有 2KB,SFC 有128KB;二者主频差 5+ 倍,相隔十多年的两代产品,居然 SFC 处理器是 FC打了个补丁的说法都出来了。

所以就主机处理能力而言(刨去图形和声音):

不是:FC <------> SFC <-----------------------------------> GBA

而是:FC <-----------------------------------> SFC <-------> GBA


其次,SFC 最大的特点是主机被设计成可以方便的同各种 增强芯片(协处理器)进行协作,从双总线(A总线+B总线)设计到卡带引脚布局开始,都在围绕这个主题。主处理器和协处理器不当可以方便的交换数据,还能便捷的互相触发各种 IRQ,这是 SFC 最有特点的设计。

用的最多的 SFC 增强芯片有下面几种:


DSP - DSP 1-4 系列芯片

数字信号处理系列芯片(DSP-1 ,DSP-1a,DSP-1b,DSP-2,DSP-3 和 DSP-4),提供快速定点数(模拟浮点数)运算,可以让游戏具备各种快速矢量运算以及位图变换的能力,使用 DSP 系列芯片的游戏包括:飞行俱乐部(Pilotwings),超级3D棒球,马里奥赛车,SD高达GX,网球争霸战,顶级赛车3000,超级酷跑战士,。。。。等等


SuperFx - 图形增强芯片

SuperFx 包含一块16位增强 RISC 处理器,可以用来进行图形运算,直接在附带的 framebuffer 里面绘制多边形等,以及很多 SFC 主处理器(5A22)做起来不是那么顺畅事情。

卡带里附带了 SuperFx 芯片的游戏一般会把 SuperFx 当成图形处理器,这些游戏包含:耀西岛,星际火狐,立体黑暗摩托车,Doom,冬季滑雪,。。。等等


SA1 - The Super Accelerator (SA1)

应用最广泛的运算增强芯片,

SA1 芯片包含:

  • 类似 SFC主处理器(5A22) 的增强处理器(基于 65C816)
  • 高速片内内存
  • DMA模块用于并行传输数据
  • 增强算数运算功能
  • 硬件时钟模块

SA1 可以和 SFC主处理器并行工作。使用的游戏包括:马里奥 RPG,卡比梦幻岛 3,卡比明星,龙珠Z,SD高达,超级炸弹人,。。。。。等等


Cx 4 - 卡普空数学运算芯片

卡普空开发的数学运算增强芯片,主要用来做各种三角形相关代数运算,增强图块旋转等,这是一块在卡普空街机系统里使用比较广泛的芯片,应用到的游戏包括:洛克人X2,洛克人X3 等卡普空街机移植作品。


SDD-1

数据解压芯片,解压使用 ASIC 无算压缩算法压制的数据,它活跃在 SFC 主 CPU 和 ROM之间,负责透明实时数据解压工作,针对一些资源太大的游戏,为了节省卡带空间成本而引入了该芯片,使用游戏包括:星之海洋,街霸 Alpha 2 等。


除上所属外还有很多其他常见的增强芯片:

SPC7110:另一块数据解压芯片

ST010/ST011/ST018:用来做 AI运算的加速芯片

OBC-1:精灵特效处理芯片

S-RTC:提供精确时钟的芯片

MSU1:为 SFC 提供 MP3 音质的音频效果

。。。。


这种使用卡带内搭载增强芯片有两个显而易见的好处:初期成本控制(没必要搭载很昂贵的处理器) + 硬件生命周期的延长(后期提供卡带扩展各种协处理器)。

坏处是扩展芯片会增加游戏卡带的成本,好再随着硬件成本的不断下降,中后期游戏能以更便宜的成本,搭载能力更强的协处理器。

因此,在游戏卡里搭载各式各样的协处理器成为 SFC 平台上最喜闻乐见的事情,这是 GBA等平台上很难看到的,搭载增强芯片的 SFC 大作数不胜数。

最终导致模拟 SFC 的难度大大难于模拟 GBA,需要为每种扩展芯片写模拟代码,并且还需要把他们的时序模拟到位。故而,模拟 SFC 比模拟 GBA 更耗性能。至今为止,我就没见过哪个手持设备能把 SFC 模拟顺畅的,不管是 PSP 自带的 SFC 模拟器,还是各种国产山寨掌机自带的模拟器,模拟 GBA 很流畅,但是 SFC 就有不同程度的延迟,或者流畅度不对。

连 PC 平台上,snes9x 模拟都不是那么精确,只有巨耗资源的 higan (bsnes) 能够做到准确模拟,连模拟器王者的 mame (合并了 mess后),完美模拟 cps1-3, mvs, fc, md 等众多硬件的情况下对 SFC的模拟兼容性都很低,更别说什么 catsfc no$SNS 等垃圾了。

看看上面的 accuracy,最高级的周期性模拟只有少数几个模拟器做得到,同时,移动平台至今为止没法准确模拟 SFC 游戏。这个成绩单比起 MD, GBA 等模拟器差远了。

所以要玩原汁原味的 SFC,最好的方法是买一台 SFC 主机,或者买新出的便携 SFC 硬解掌机:

  • 硬解游戏,非软件模拟
  • 兼容几乎所有 SFC / SNES 卡带(日版和美版)
  • 兼容 super ufo pro 和 sd2snes 等烧录卡
  • 兼容 FC / NES 卡带(使用外接 FC / NES adapter,内带)
  • 兼容 MD / Genesis 卡带(使用外接 RetroGen adapter,另外购买)
  • 有 TV-OUT 接口(AV接口,硬解不支持 HDMI),可以把图像声音传递到电视上。
  • 可以外接两个标准 SFC 手柄
  • 充电后长达 8小时的续航时间(我亲自测试跑了 7.5小时)
  • 图像质量好,像素清晰,色彩鲜艳


你的各种老的 SFC / FC / MD卡带都可以用起来了,这是我买过最好的 SFC 硬解游戏机(之前买过另外两个品牌的 SFC 硬解设备),兼容性高,按键手感好,图像质量佳,做工精细。

你可以一个人的时候当掌机玩,还可以把 RDP 用支架架在桌子上插手柄两人对打,还可以接电视当成一台 SFC 主机玩。

最后推荐一下 8bitdo 出的 SFC 无线手柄接收器,接电视玩的必备神器。

超低延迟的无线接收神器

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