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[原创翻译]：N64硬件规格
9A文章来源：vgsky.com

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资料来自：http://www5a.biglobe.ne.jp/~ninten/n64-spec.html

（译注1）因为比较少接触日文IT内容，所以翻译可能会有不当，错误之处请指正。文中尽量给出专有名词的原文英文，供参照。

N64部件图(*1)

<h3>高性能与低成本兼顾</h3>

主处理单元由CPU、媒体处理器的RCP以及2个16M的Rumbus DRAM共4个部件构成。因为主板是两面2层，相当简化，因此压低了材料费用。同期的PS有11个处理单元、SS有20个处理单元，4层主板。
N64从一开始硬件就是赢利的。

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<h3>CPU</h3>

R4300i（NEC生产VR4300改良型）
122MIPS　SPECInt92-60　SPECfp92-45
主频最小10MHz/最大67MHz
传输频率 93.75MHz　系统频率 62.5MHz
指令高速缓存 16KB　数据高速缓存 8KB
外部总线带宽32bit（数据、地址多路复用总线(*)）

PS的CPU为R3000(34MHz)30MIPS　SS的CPU为SH2(28.7MHz)25MIPS
与PS和SS相比速度快很多。
因为采用多路复用总线达到64bit，所以引脚数量(*)为121根，也比32bit的SH2的144根要少。
也可以使用32bit模式(*)。
第一台搭载浮点运算单元的游戏机。能够有效率地进行波纹与烟等效果的物理计算。

(*)数据、地址多路复用总线
地址总线与数据总线共用，是可以减少信号线的数量，使简化整体系统的控制成本的设计。但是不能同时调用数据与地址。

(*)引脚
IC芯片上的金属端子，用来插入主板的接口。

(*)实际上使用32bit模式的情况很多。

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<h3>RCP(Reality Co-Processor)</h3>

RCP构成(*1)

RCP成品芯片照片(*1)

N64的心脏部分。进行画面与声音的处理。能够解析微指令，生成原始的微指令，进行完整的调节处理。外壳是160pin的QFP（塑料），电耗2.8W、相当于260万晶体管，芯片面积81mm^2。
分成被称为SP与DP的两块区域。SP负责几何运算，DP负责渲染。
内藏Rambus Interface与记忆体控制器（Memory Contorller）。

(*1)转载自竹田玄洋「电视游戏机「N64」内的系统LSI」（子情笸ㄐ叛Щ嵴I９８年１１月号）。

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<h3>SP(Signal Processor) </h3>
32bitCPU核心（MIPS4命令的纯量单元），搭载了能够同时8列进行16位固定小数点的积和运算器（最大500MIPS），可以进行多边形顶点、光源、Z值等等的计算。而且更可以进行副像素定位（Sub Pixar Positioning），以计算出更高精度的顶点座标以及生成色彩填补数据。
N64游戏中的多边形不会闪烁，角色等运动平滑，这些都为副像素处理机能所赐。

*积和运算单元以同时进行8组固定小数点(ax+b)运算为一单循环。能够以2个循环处理使用了4×4行列的座标变换。能看见远处的小物体时，使用透视投影等方法会用到4×4的行列运算。

*副像素定位(Sub Pixar Positioning)
像素无法描绘在线上的时候，只有转移到离那条线最近的的像素上。这样就会引起定位错误，画面会发生抖动和闪烁。吸引离线最近的副像素，用比在内存中表示的像素更细小的副像素分割开，以此方法填补后变换成显示用的像素。

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<h3>DP(Display Processor) </h3>
这是通常被称做实现渲染处理的部分。

-三线过滤（trilinear）、MIP映射（MIPMAP）插值计算（interpolition）纹理帖图（texture）
-透视修正（Perspective Correction）
-环境映射帖图（Environment Mapping）（计算出材质座标的行列变换以描绘周围景色反射在镜面上的映像，例如金属马力欧）

具有这些强大的纹理处理能力。

-<u><b>Flat/Gouraud/Phong（虚拟多边形分割形态）shading</b></u> （译注2）
-Z缓冲(Z-BUFFER)
-LOD过滤（LOD是Level-of detail的缩写。这是将物体划分清晰度的设定，视点越近的物体越高、越远的越低。根据各清晰度使用相应的建模数据（清晰度低的建模多边形数量就少），能够提升描绘速度。
-采用独立方式的抗边缘锯齿（Edge Anti-Aliasing）。

更重要的是，搭载了最大8bit阶段的颜色混合机能。这与PS和SS的半透明机能有了等级上的差异。
PS和SS的半透明机能只能将背景物体与半透明物体进行2D合成。而N64可以通过丰富而精细的透明度表现三维物体。实际情况在Mario64等游戏当中便可以看到，这些游戏中出现了很多火、烟、水、雾、云等具有透明度细微差异的物体。

*MIPMAP
MIP映射。它可以在内存中保存不同分辨率和尺寸的纹理图形，当3D对象移动时允许纹理光滑变化。

纹理映射的时候，为了填充多边形深部，必须要将纹理帖图扩大或缩小。但是，如果这样扩大或缩小，多边形的尺寸会引起画面的混乱。MIPMAPPING能够准备相差整数倍尺寸的纹理帖图，用作填充画面上多边形深部的合适纹理，补充像素。比单纯扩大或缩小画面数据能得到更高品质的画面。据我所知，使用这个机能的软件有Pilot Wing 64。Mario64并没有使用。

*Z-BUFFER
消除多边形遮盖面的方法。这是能够保存构成多边形的像素中一定bit数的方式。尽管计算量大，但能够保证正确的显示。
PS等游戏机消除遮盖面的方法被称作Z SORT。就是将显示的多边形每以阶段的Z值逐一记录，从最里面的多边形开始在帧缓存中描绘，计算量小但无法显示多边形面交汇之类的画面，而且会引起座标错误以及多边形丢的现象。N64因为可以自身更替微代码，所以也可以不使用Z-BUFFER，转而使用Z SORT。PILOT WING 64是将18bit中的3bit当作指数部分（不是整数）的特殊产品。

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<h3>存储</h3>
容量为4MB。可以扩展。是第一台采用UMA(*)方式的游戏机。主内存、图形内存、音效内存都全部用一块主记忆体处理。

(*)UMA
Unified Memory Architecture.

内存并非不好，这具有扩展之后所有的内存同时增加容量等优点。然而，为了集中所有的处理，不能采用至今速度较慢的RAM。
N64用超高速的存储系统Rambus实现这一设计。

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<h3><U>Rambus</U></h3>
Rambus公司开发的超高速存储系统。拥有取代センスアンプ(*)的单独Cache System、可以传输包裹式数据，虽然只有9bit幅(*)但拥有超高速传送能力。
检测时钟的两端，在1个时钟周期中可以进行2次访问。N64采用的最大传输能力500MB/sec（时钟频率250Mz）。
Rambus的缺点在于随机访问能力，不过32Byte单位的随机访问的传输能力也达到200MB以上。
增加存储容量的同时，高速缓存也一并增加。

(*)センスアンプ
DRAM的数据以微小的电荷表示，所以通常无法访问。センスアンプ是将那种电荷增幅使之能够被访问的装置。SRAM没有这个需要所以比DRAM要快。

(*)bit幅少是为了减少信号线的数量，可以简化主板设计，降低成本。

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<h3>卡带槽</h3>

卡带槽是RCP与16bit的专用总线相连（最大20MB/sec）。
N64使用的Mask ROM具有5.3MB/sec的传输能力。是用减少芯片数的ASIC类似方法所制造的产品。

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参考文献

竹田玄洋ビデオゲ`ムC「Ｎ６４」におけるシステムＬＳＩ」（子情笸ㄐ叛Щ嵴I９８年１１月号所В
「ＮＩＮＴＥＮＤＯ６４を作った竹田玄洋氏にくリアリティエンジンを子供たちの手に！」(月刊アスキ`９６年７月号)
ドクタ`Ｋ「NudeなHard」(セガサタ`ンマガジン)
月刊アスキ`94年7月号

（译注2）
Flat/Gouraud/Phong shading 原文没有给注释，在此填加，内容来自博客中国。
Flat Shading：一种基本的绘制技术，用它绘制的每个三角形内部都使用同种颜色。
Gouraud Shading：用三角形顶点的颜色来进行插值(Interpolation)得到三角形内部每个点颜色。
Phong Shading（补色渲染）：这是目前最好、最复杂的着色方法，效果也要优于Gouraud Shading。它的优势在于对“镜面反光”的处理，通过对模型上每一个点都赋予投射光线的总强度值，因此能实现极高的表面亮度，以达到“镜面反光”的效果。

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