Timing-Probleme bei SNES führen zu Herausforderungen im Speedrunning

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Welt der Speedruns, in der Präzision und Timing entscheidend sind, steht vor einer unerwarteten Herausforderung: Die Super Nintendo Entertainment System (SNES) Konsolen zeigen eine bemerkenswerte Abweichung in ihrer Audioverarbeitungseinheit (APU), die sich auf die Genauigkeit von Tool-Assisted Speedruns (TAS) auswirkt.

Die Super Nintendo Entertainment System (SNES) Konsolen, einst als Inbegriff der Konsistenz in der Spielewelt angesehen, stehen nun im Mittelpunkt einer technischen Debatte. Die TASBot-Community, die sich auf präzise, automatisierte Speedruns spezialisiert hat, kämpft mit unerwarteten Synchronisierungsproblemen zwischen Emulatoren und echter Hardware. Der Grund dafür liegt in der Audio Processing Unit (APU) der SNES, die aufgrund billiger keramischer Resonatoren unvorhersehbare Schwankungen zeigt.

Während Nintendo in seiner Dokumentation angibt, dass die APU mit einer konstanten Frequenz von 24.576 Hz laufen sollte, zeigt die Praxis, dass diese Frequenz je nach Hitze, Alter und physischen Variationen der Konsolen leicht variieren kann. Diese Abweichungen führen dazu, dass die Musik und Soundeffekte im Spiel eine leicht höhere Tonhöhe aufweisen, was für den durchschnittlichen Spieler kaum wahrnehmbar ist. Für die TASBot-Community jedoch stellt dies ein erhebliches Problem dar, da es die Frame-genaue Konsistenz von Speedruns beeinträchtigt.

Allan “dwangoAC” Cecil, ein führendes Mitglied der TASBot-Community, begann 2016 mit der Untersuchung dieser Probleme, als er bemerkte, dass seine eigene Konsole schneller lief als von Nintendo spezifiziert. Diese Diskrepanz kann dazu führen, dass die Konsole unvorhersehbare “Lag-Frames” erzeugt, wenn die CPU- und APU-Lastzyklen nicht wie erwartet übereinstimmen. Diese Lag-Frames können die Eingaben von TASBot auf echter Hardware von den Ergebnissen auf einem Emulator desynchronisieren.

Im Gegensatz zu den in vielen Elektronikgeräten verwendeten Quarzkristallen, die eine höhere Stabilität bieten, sind die keramischen Resonatoren in der SNES APU dafür bekannt, im Laufe der Zeit zu degradieren. Dokumentationen zu diesen Resonatoren deuten auch darauf hin, dass übermäßige Hitze die Taktrate beeinflussen kann, was bedeutet, dass die APU schneller laufen könnte, wenn sich die Konsole erwärmt.

Die TASBot-Community ist nicht die erste, die diese Art von Audio-Inkonsistenz bemerkt hat. Bereits in den frühen 2000er Jahren stellten einige Emulator-Entwickler fest, dass bestimmte SNES-Spiele der späten Ära nicht korrekt liefen, wenn die DSP-Sample-Rate des Emulators auf den von Nintendo angegebenen Wert von genau 32.000 Hz eingestellt war. Tests auf echter Hardware ergaben, dass der DSP tatsächlich mit 32.040 Hz lief, und das Einstellen des emulierten DSP auf diese spezifische Rate löste plötzlich die Probleme bei den kommerziellen Spielen.

Um das Ausmaß des Problems zu verstehen, führte Cecil eine informelle Online-Umfrage durch, bei der er die Teilnehmer bat, eine DSP-Taktmessungs-ROM auf ihren SNES-Konsolen auszuführen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Temperatur nur einen minimalen Einfluss auf die gemessene DSP-Geschwindigkeit hatte, während die natürliche Taktvariation zwischen verschiedenen Konsolen erheblich war. Diese Unterschiede sind zwar für menschliche Spieler kaum wahrnehmbar, können jedoch für die TASBot-Community erhebliche Kopfschmerzen verursachen.

Selbst der Austausch des keramischen APU-Resonators gegen eine genauere Quarzversion führte nicht zu den erwarteten perfekten Ergebnissen. Weitere Untersuchungen deuten darauf hin, dass ein “Jitter-Muster” in der APU-Sampling vorhanden ist, das zu nicht-deterministischem Verhalten selbst auf derselben Hardware führt. Diese Art von Timing-Problemen macht das SNES zu einer überraschend komplexen Konsole, die sich den Versuchen widersetzt, sie vollständig zu modellieren und konsistent zu verhalten.

Die TASBot-Community bleibt jedoch optimistisch, dass sie letztendlich einen Weg finden wird, das SNES-Verhalten so wiederherzustellen, wie es die Spieleentwickler erwartet haben, ohne invasive Änderungen vorzunehmen. Trotz der Herausforderungen hat Cecil eine gewisse Bewunderung für die unvorhersehbare Architektur des SNES entwickelt, die zu solch zufälligem Verhalten führt.

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