יש קונסולות אמולטורים, כמו קונסולות רטרו ניידות או קונסולות מיני שהיו פופולאריות בשנות ה 2010 המאוחרות, ויש קונסולות FPGA, כמו הקונסולות היקרות של אנלוג. קונסולות FPGA תמיד נחשבו בעיני כמוצר יוקרה שאין באמת צורך בו, כי אמולטורים היום עושים עבודה כל כך טובה עד שאי אפשר באמת להבחין בהבדל. האמנם?
חבר קבוצת הפייסבוק רטרו ישראל, אור ביטון, העלה בקבוצה כמה פוסטים על טכנולוגיית FPGA ועל אביזר ה MiSTer שמדמה קונסולות רטרו. מאחר ואור הוא מומחה בנושא הצעתי לו לכתוב כתבה כאן בבלוג, בין היתר כדי שהמידע המעניין הזה יהיה זמין לתמיד ולא יקבר באלגוריתם של פייסבוק :/
כתב אורח: אור ביטון
על מנת להבין טוב יותר מהו MiSTer FPGA (להלן: ״מיסטר״) יש להבין את המונח FPGA – שהוא ראשי תיבות ל-Field Programmable Gate Array שזה בעצם שבב אלטרוני המורכב מתאים לוגיים אותם ניתן לתכנת מחדש ובכך לשנות את הייעוד שלהם בהתאם לצורך שלנו.
המיסטר הוא פרוייקט קוד פתוח הנבנה במקור סביב לוח פיתוח בשם DE10-Nano (כיום יש לוחות פיתוח נוספים כמו Mister pi של Taki udon ו-QMTech מאליאקספרס). על הלוח הזה מרכיבים תוספות שונות כמו USB Hub (לחיבור שלטים, מקלדת ודונגל WiFi), לוחות I/O אנלוגיים ודיגיטליים, יציאת VGA המאפשרת חיבור למסכי CRT, יציאת אודיו, חריץ לכרטיס Micro SD, לוח SDRAM ועוד.
על המיסטר מותקן שבב FPGA בשם Cyclone V5 SE שמכיל 110,000 שבבים לוגיים שבאמצעותם ניתן לשחזר פעולה של שבבים אחרים, מעגלים חשמליים ומעבדים. כך מייצרים ליבות (Cores) של מה שאנו רוצים לשחזר, כמו קונסולות ישנות, מחשבים ישנים ולוחות ארקייד. כל ליבה כזאת מורכבת ממערכת של שבבים, מעגלים חשמליים ומעבדים שעובדים במקביל בהרמוניה על מנת לייצר את הפעילות של אותן מערכות שאנו רוצים לשחזר.
אפשר לחשוב על התאים הלוגיים של שבב ה FPGA כמעין לגו של חומרה, כך שסידור של הלגו בצורות כאלה ואחרות ייצור לנו קונסולות שונות עם פעולה של שבבים, מעבדים ומעגלים חשמליים בהתאם לצורך. כך ניתן לבנות קונסולות כמו פלייסטיישן, מגה דרייב, סגה סאטורן, נינטנדו 64, לוחות ארקייד וכו׳. כאשר מפתחים עובדים על ליבה בצורה של הנדסה לאחור ויודעים בדיוק אילו שבבים מרכיבים את המערכת אותה רוצים לשחזר ומה דרך פעולתם והאינטגרציה בינהם – התוצאה תהיה שחזור של כמעט 100% של פעילות החומרה המקורית.
הסיבה לכך היא כי ה FPGA מייצר עבודה במקביל (Parallel) של כל אותם שבבים, מעבדים ומעגלים חשמליים בדיוק כפי שאותה ליבה (קונסולה, לוח ארקייד, מחשב ישן) עבדה במקור. זאת לעומת אמולטורים שהפעולות שלהם מתבצעות באופן טורי.
החשיבות היא עצומה! זה לא רק מאפשר לנו לשחזר בצורה מיטבית את חווית המשחק של אותן קונסולות ולוחות ארקייד ששיחקנו בהם בתור ילדים, אלא גם מאפשר את שימור החומרה לתמיד. כי אותן קונסולות בעתיד הרחוק כבר לא יעבדו והחומרה המקורית שלהן תלך ותדעך.
פרויקט המיסטר התחיל רשמית ביוני 2017. הוא המשך של פרויקט אחר בשם MiST שהתחיל ב-2012 ושחזר באמצעות FPGA שני מחשבים ישנים – Atari ST ו-Amiga ולאט לאט תפס תאוצה. בשנים הראשונות יצאו ליבות לקונסולות היותר פופולריות כמו: נינטנדו נס, סופר נינטנדו וסגה מגה דרייב. עם השנים התווספו קונסולות מורכבות יותר כמו: פלייסטיישן 1, סגה סאטורן ונינטנדו 64. במהלך אותה תקופה יצאו ליבות גם לחומרות ארקייד מרכזיות כמו CPS1 של Capcom ו System 16 של סגה.
כיום יש לנו ליבות של מגוון רחב של לוחות ארקייד וקונסולות מהיותר פופולריות ליותר איזוטריות (כמו Panasonic 3DO או Atari Jaguar). אך הפרויקט לא עוצר כאן, והתקדמות ה AI יוצרת קצב התפתחות אדיר למיסטר וכל יום יוצאות ליבות חדשות, תוכנות עזר חדשות ואף פרויקטים שאפתניים כמו פיתוח ליבה לסגה דרימקאסט (כנראה קונסולת הדור השישי הראשונה שתזכה לליבת FPGA).
איזו חומרה מוצעת למכירה?
יש מגוון רחב של מיסטרים אותם ניתן לרכוש בשוק אז אציין כמה מרכזיות; האופציה הזולה היא ה QMTech מאלי אקספרס שעל פי ביקורות משתמשים עובדת לא רע בכלל.
האופציה הבטוחה שמאזנת איכות עם מחיר הוא ה MiSTer Pi של המפתח Taki Udon. ויש כמובן את המיסטר שיכול להתחבר למכונת ארקייד הלוא הוא ה MiSTer Cade של MiSTer Addons.
בנוסף ראוי לציין את ה SuperStation One (גם של Taki Udon) שהוא מיסטר בעיצוב פלייסטיישן 1 שנותן חווית משתמש שדומה יותר לקונסולת משחק.
נראה כי למרות יתרונותיו הרבים המיסטר לא צבר מספיק פופולריות וזה בעיקר מכיוון שהוא נתפס כמסובך עבור המשתמש הממוצע. יכול להיות שבעבר הדבר היה נכון, אך כיום אחרי שנים של פיתוח וכלי עזר שיצאו וערוצים רבים שמסקרים אותו, הוא נהפך להרבה יותר פשוט להגדרה ותפעול. סיבה נוספת היא המחיר שבעבר היה גבוה, אך היום מאחר וההיצע גדל ויש יותר חברות שמייצרות אותו המחיר ירד משמעותית וכבר אפשר להזמין קיט מלא ומורכב מאלי אקספרס סביב ה 500-600 שח (בסכומים כאלה מומלץ מאד גם לחפש קופונים שיכולים להוריד את המחיר בעשרות שקלים).
למה FPGA עדיף על אמולציה?
למיסטר יש יתרונות רבים שלא אוכל לעבור על כולם במאמר זה, אך אציין את המרכזיים בהם:
רמת דיוק – כפי שציינתי קודם, בליבות שעבדו עליהן כמו שצריך רמת הדיוק קרובה מאד ל 100% ופה כדאי להדגיש יתרון זה בהשוואה לאמולציה. אמולטור, בשונה מ FPGA, עובד בצורה סדרתית (Sequential): הוא קורא שורת קוד מהרום של המשחק, מפענח מה היה צריך להתבצע בחומרה המקורית, מתרגם לפעולות שהמחשב יכול להבין ואז המחשב צריך לסנכרן בין כל הפעולות, גרפיקה, סאונד, עיבוד וכו׳. כל זה יוצר שיהוי (Lag, להלן: לאג) שמורגש כפער הזמן בין לחיצה על הכפתור בשלט ומה שקורה על המסך.
כמובן שככל שהמעבד מהיר יותר, הכרטיס הגרפי חזק יותר יותר והמערכת שאנו מנסים לחקות פשוטה יותר הלאג יהיה נמוך יותר, אך במבחן המציאות כשמדובר במערכות יותר מתקדמות, למהירות המעבד, הכרטיס הגרפי ואף אילוצי מערכת ההפעלה יש מגבלות שיגרמו ללאג שבו לא נרגיש ב FPGA וכתוצאה מכך במיסטר נקבל תוצאה שיותר נאמנה למקור.
חיסכון ונוחות – המיסטר מאפשר לנו להריץ מגוון רחב Cores רבים הכוללות מאות לוחות ארקייד, כל הקונסולות עד דור 5 (כולל) ומחשבים ישנים דוגמת Sharp X68000, קומדור אמיגה, MSX וכו׳
כל אלו במערכת הפעלה אחת נוחה שמנהלת לנו את כל הליבות, כל המשחקים ומאפשרת נוחות רבה. זה כמובן מהווה חיסכון משמעותי כי לשחק במגוון כזה רחב היה דורש הרבה מקום וכסף.
חדשנות – המיסטר הולך ומתפתח מדיי יום, אין כמעט יום שלא יוצאות ליבות חדשות (בעיקר של משחקי ארקייד) ואפליקציות שונות כמו למשל :
MiSTer FiN – אפשרות להזרים סרטים וסדרות משרת Jellyfin למיסטר ולצפות בהם ישירות דרך המיסטר (ואפילו מתאים גם ל-CRT).
MiSTer HiFi – נגן אודיו דרך המיסטר בדגש על פורמטים באיכות גבוהה כמו wav ו flac אך גם פורמטים רגילים כמו mp3.
Physical Disk Support – מאפשר לחבר כונן חיצוני דרך המיסטר ולנגן את המשחקי CD שלכם דרכו ואף לצרוב רומים מהמיסטר לדיסקים או לחלץ רומים מהדיסקים למיסטר.
שיפור המקור – בקונסולות מסוימות המיסטר ״חוסך״ לנו מודים מסוימים שהיינו רוצים לבצע על החומרה המקורית כמו RGB bypass ל-Neo Geo או RGB mod ל-N64, או קריאה מהירה יותר של הקבצים בקונסולות שהקריאה היא איטית (Neo Geo CD הוא דוגמא טובה) ועוד. כלומר החוויה לפעמים טובה יותר מהקונסולה המקורית.
אבל למיסטר יש גם 2 חסרונות מרכזיים אם כי הם ילכו ויצטמצמו עם הזמן:
מגוון – במיסטר כרגע אין את מגוון משחקי הארקייד שיש ב-Mame אך הפער הולך ומצטמצם מדי יום.
מגבלה חומרתית – המיסטר לא יכול לשחזר כל קונסולה או לוח ארקייד. כך למשל ליבות של קונסולות מדור 6 (דור הפלייסטיישן 2) ומעלה לא אפשריות בדור הנוכחי של המיסטר (אך בהחלט יהיו אפשריות בדורות הבאים של מעבדי ה FPGA). כך גם לוחות ארקייד מסוימים (דוגמא טובה היא לוח ה CV-1000 של Cave).
אסכם ואומר כי המיסטר מהווה כיום את הגולד סטנדרט לשחזור חווית המשחק בכל אותן קונסולות רטרו, לוחות ארקייד ומחשבים ישנים שנתמכים בו. בנוסף, הוא יכול גם לשמש כנגן אודיו וסרטים ומי יודע מה יוכל לבצע בעתיד, כי הוא משתפר מיום ליום.
לדעתי המיסטר הוא מוצר שיכול לעניין כל גיימר וכל אספן שרוצים לשפר את חווית המשחק שלהם.
