SPC700
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1. 개요
SPC700은 닌텐도 슈퍼 패미컴에 탑재된 음원 칩으로, DSP와 S-SMP(SPC700 코어)로 구성된다. 6502를 확장한 명령 집합을 가지며, 당시 소니의 엔지니어였던 쿠타라기 켄이 설계를 담당했다. 1988년 당시 매우 고성능으로, 32kHz 샘플링 레이트의 폴리포닉 PCM 음원을 게임기에 탑재한 것은 이례적이었다. 메모리 용량, 초기 드라이버의 어려움 등으로 제작 난이도가 있었으나, "R의 서재"와 같은 작품에서 활용되었다. SPC700을 개량하여 PlayStation 시리즈의 SPU가 개발되었다. SPU는 플레이스테이션에 탑재된 PCM 음원으로, SPC700에 비해 성능이 대폭 강화되었다. SPU2는 플레이스테이션 2에 탑재된 PCM 음원으로, 메모리, 샘플링 주파수, 동시 발음 수 등에서 SPU보다 향상된 사양을 갖는다.
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2. SPC700 (슈퍼 패미컴)
닌텐도의 슈퍼 패미컴에 탑재된 음원은 DSP와 제어용 칩 S-SMP (SPC700 코어)로 구성된다. SPC700은 6502를 확장한 명령 집합을 가지지만 객체 호환성은 없으며, 본체의 CPU와 별도로 동작한다.[1]
당시 소니의 하드웨어 엔지니어였던 쿠타라기 켄이 설계를 담당했다. 원래 슈퍼 패미컴에는 다른 음원이 채용될 예정이었으나, 닌텐도 담당자 앞에서 쿠타라기 켄이 SPC700의 데모를 시연하며 성능을 어필하여 채용되었다.[1]
슈퍼 패미컴의 음원 성능은 다음과 같다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| SRAM | 64KB |
| 샘플링 주파수 | 32kHz |
| 동시 발음 수 | 8채널 |
| 음원 | 16bit PCM 스테레오 (ADPCM) |
| SPC700 클럭 주파수 | 2.048MHz |
| DSP (이펙터) 기능 |
1988년 슈퍼 패미컴 사양 정식 발표 당시 기준으로, SPC700은 매우 뛰어난 성능을 보였다. 특히 음악 업계에서 PCM 음원이 보급되기 전 시대에 이펙터가 있는 32kHz 샘플링 레이트 데이터를 처리할 수 있는 폴리포닉 PCM 음원을 게임기에 탑재하려는 시도는 이례적이었다. 이로 인해 SPC700을 사용한 슈퍼 패미컴만의 게임 음악이 탄생했다. (동시기 경쟁 게임기인 PC 엔진과 메가 드라이브의 음원은 외장 CD 드라이브로부터의 PCM 데이터 스트림을 제외하면 파형 메모리 음원이나 FM 음원이었다.)
하지만 초기에는 메모리 용량, 동시 발음 수, 데이터 크기 제한, 초기 라이브러리의 음원 드라이버(간키치군) 사용의 어려움, 슈퍼 패미컴 표준 개발 장비였던 소니 NEWS의 UNIX 환경에 제작진이 익숙하지 않았던 점 등 제작 노하우 측면에서 난이도가 높았다. SPC700의 능력을 발휘하기 위해서는 드라이버 자체 제작이나 개조가 가능한 고도의 기술을 가진 프로그래머나, 이에 대응할 수 있는 사운드 작곡가의 실력이 필요했다. 따라서 슈퍼 패미컴 게임 사운드는 소프트웨어에 따라 음질이 달랐다.
새턴뷰의 게임 "R의 서재"는 SPC700의 성능을 살린 예시이다. 새턴뷰에서 수신한 데이터를 메모리 팩에 일시 저장하면서 SPC700으로 재생하는 방식을 사용하여, CD-ROM 기기 외에는 불가능하다고 생각되었던 음성 분기를 실현했다. 참고로, PlayStation 시리즈의 SPU와 SPU2는 이 SPC700을 개량한 것이다.
2. 1. 개요
닌텐도의 슈퍼 패미컴에 탑재된 음원은 DSP와 제어용 칩 S-SMP (SPC700 코어)로 구성된다. SPC700은 6502를 확장한 명령 집합을 가지며(객체 호환성은 없음), 본체의 CPU와 별도로 동작한다.[1]당시 소니의 하드웨어 엔지니어였던 쿠타라기 켄이 설계를 담당했다. 처음에는 슈퍼 패미컴에 다른 음원이 채용될 예정이었으나, 닌텐도 담당자 앞에서 쿠타라기가 SPC700의 데모를 시연하며 그 성능을 어필했고, 그 능력이 인정받아 슈퍼 패미컴에 채용되었다.[1]
슈퍼 패미컴의 음원 성능은 다음과 같다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| SRAM | 64KB |
| 샘플링 주파수 | 32kHz |
| 동시 발음 수 | 8채널 |
| 음원 | 16bit PCM 스테레오 (ADPCM) |
| SPC700 클럭 주파수 | 2.048MHz |
| DSP(이펙터) 기능 |
1988년 슈퍼 패미컴의 사양이 정식 발표되었을 당시의 기준으로 볼 때, 이는 매우 고성능이었다. 특히 음악 업계에서 PCM 음원이 보급되기 전 시대에 이펙터가 있는 32kHz 샘플링 레이트 데이터를 처리할 수 있는 폴리포닉 PCM 음원을 게임기에 탑재하려는 시도 자체가 이례적이었다. SPC700을 사용한 슈퍼 패미컴만의 게임 음악이 탄생하게 된 배경이다. (예를 들어, 동시기 경쟁 게임기인 PC 엔진과 메가 드라이브의 음원은 외장 CD 드라이브로부터의 PCM 데이터 스트림을 제외하면 파형 메모리 음원이나 FM 음원이었다.)
하지만 초기에는 제작 노하우 측면에서 난이도가 높았다. 메모리 용량, 동시 발음 수, 데이터 크기 제한, 초기 라이브러리의 음원 드라이버(간키치군)의 사용 어려움, 슈퍼 패미컴의 표준 개발 장비였던 소니 NEWS의 UNIX 환경에 제작 측이 익숙하지 않은 점 등 여러 요인이 있었다. SPC700의 능력을 발휘하기 위해서는 드라이버 자체 제작이나 개조를 할 수 있는 고도의 기술을 가진 프로그래머나, 이에 대응할 수 있는 사운드 작곡가의 실력이 필요했다. 그 때문에 슈퍼 패미컴의 게임 사운드는 소프트웨어에 따라 음질이 다르다.
SPC700의 성능을 살린 작품 예시로 새턴뷰의 게임 "R의 서재"가 있다. 새턴뷰에서 수신한 데이터를 메모리 팩에 일시 저장하면서 SPC700으로 재생하는 방식을 사용하여, CD-ROM 기기 외에는 불가능하다고 생각되었던 음성 분기를 실현했다. PlayStation 시리즈의 SPU와 SPU2는 이 SPC700을 개량한 것이다.
2. 2. 개발 배경
소니의 하드웨어 엔지니어였던 쿠타라기 켄이 SPC700 설계를 담당했다. 초기에는 슈퍼 패미컴에 다른 음원이 채용될 예정이었으나, 쿠타라기 켄이 닌텐도 담당자 앞에서 SPC700의 데모를 시연하여 그 성능을 어필했고, 그 결과 슈퍼 패미컴에 채용되었다.[1]2. 3. 기술 사양
- SRAM: 64KB[1]
- 샘플링 주파수: 32kHz[1]
- 동시 발음 수: 8채널[1]
- 16bit PCM 스테레오 (ADPCM)[1]
- SPC700 클럭 주파수: 2.048MHz[1]
- DSP(이펙터) 기능:[1]
- Bit Rate Reduction|BRR|비트 레이트 감소영어 압축된 파형 데이터 복원
- ADSR
- 가우스 분포보간
- 에코
- 딜레이 (최대 240ms)
- 리버브 (8차 FIR 필터 포함)
- 피치 모듈레이션 (1채널만 불가)
- 노이즈 (발생 주파수: 0~32kHz)
- 피치 벤드
2. 4. 특징 및 한계
1988년 슈퍼 패미컴 정식 사양 발표 당시 기준으로 볼 때, SPC700은 매우 뛰어난 성능을 자랑했다. 특히 PCM 음원이 대중화되기 전, 32kHz 샘플링 레이트의 데이터를 처리하고 다양한 이펙터를 활용할 수 있는 폴리포닉 PCM 음원을 게임기에 탑재한 것은 매우 드문 시도였다. 이러한 SPC700의 성능 덕분에 슈퍼 패미컴만의 독특한 게임 음악이 탄생할 수 있었다. 당시 경쟁 기기였던 PC 엔진과 메가 드라이브는 외장 CD 드라이브를 제외하면 파형 메모리 음원이나 FM 음원을 사용했다.[1]하지만 초기에는 여러 제약과 어려움이 존재했다.
- 메모리 용량 및 동시 발음 수, 데이터 크기 제한
- 초기 라이브러리 음원 드라이버(간키치군)의 사용 어려움
- 슈퍼 패미컴 표준 개발 장비였던 소니 NEWS의 UNIX 환경에 대한 제작진의 낮은 숙련도
이러한 문제들로 인해, SPC700의 성능을 최대한 활용하기 위해서는 음원 드라이버를 자체 제작하거나 개조할 수 있는 뛰어난 프로그래머와, 이에 맞춰 작곡할 수 있는 실력 있는 사운드 작곡가가 필요했다. 이 때문에 슈퍼 패미컴 게임의 음질은 소프트웨어에 따라 차이가 있었다.
2. 5. 활용 사례
새턴뷰의 게임 "R의 서재"는 SPC700의 성능을 활용한 예시이다. 이 게임은 새턴뷰에서 받은 데이터를 메모리 팩에 일시 저장하면서 SPC700으로 재생하는 방식을 사용했다. 이를 통해 CD-ROM 기기에서만 가능하다고 여겨졌던 음성 분기를 구현할 수 있었다.[1]3. SPU (플레이스테이션)
SPU는 플레이스테이션에 탑재된 PCM 음원이다. SPC700에 비해 성능이 대폭 강화되었으며, CD-ROM 사용으로 파일 크기 제한이 완화되어 다양한 음색을 사용하는 게임 음악이 탄생했다.
3. 1. 기술 사양
3. 2. 특징
플레이스테이션에 탑재된 PCM 음원이다. SPC700에 비해 성능이 대폭 강화되었으며, CD-ROM 사용으로 파일 크기 제한이 완화되어 다양한 음색을 사용하는 게임 음악이 탄생했다.
4. SPU2 (플레이스테이션 2)
SPU2는 플레이스테이션 2에 탑재된 PCM 음원이다.
4. 1. 기술 사양
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 메모리 | 2MB |
| 샘플링 주파수 | 48kHz (DVD-Video와 동일) 또는 44.1kHz |
| 동시 발음수 | 스테레오, 48채널 |
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