超級任天堂

超級任天堂（スーパーファミコン，Super Nintendo Entertainment System），簡稱超任、SFC、SNES，是由遊戲公司任天堂繼紅白機後開發的16位元家用遊戲機。超級任天堂於1990年11月21日在日本開始發售，北美於1991年8月13日發售，歐洲於1992年4月11日發售。手柄改進之處在於第一次加入了肩部按鍵L/R，並形成了ABXY四個按鍵的手柄布局。超級任天堂全球累計銷量為4910萬台。超級任天堂的下一代產品為任天堂64。

## 歷史

為了與日本流行的家用電腦競爭，NEC家用電子產品於1987年推出了PC Engine，世嘉於1988年推出了Mega Drive。這兩個平臺後來於1989年在北美推出，分別為TurboGrafx-16和Sega Genesis。這兩個系統都建立在16位架構上，並在8位NES上提供了進階的圖形和聲音處理能力。然而，世嘉的主機花了幾年時間才取得成功。1987年9月9日，當時的任天堂社長山內溥在《京都新聞》說明超級任天堂的發展情況。1988年8月30日在接受《TOUCH》雜誌採訪時，宣布開發電子遊戲《超級瑪利歐兄弟4》（即後來的《超級瑪利歐世界》）和《勇者鬥惡龍V》。該雜誌和艾尼克斯都對它產生濃厚的興趣，超級任天堂遊戲機於1988年11月21日和1989年7月28日向日本媒體展示。

超級任天堂由時任任天堂開發第二部部長，亦是紅白機的設計師上村雅之設計，於1990年11月21日在日本發行，售價為25,000日元。隨著超級任天堂超過同世代其他家用機的競爭對手並成為立竿見影的成功，任天堂確立自己作為日本遊戲機市場的領導者的地位。任天堂的成功部分歸功於第三方開發商，包括卡普空、科樂美、特庫摩、史克威爾、光榮和艾尼克斯。

超級任天堂在北美以199美元的價格發佈新設計版本，並於1991年8月23日開始限量販售，全國官方發行日期為1991年9月9日。隨後在1992年4月於英國和愛爾蘭發行，而多數PAL區的主機都使用日本版本超級任天堂的設計。

超級任天堂上的任天堂遊戲很少，但這些遊戲很受歡迎。在日本最初只有《超級瑪利歐世界》和《F-Zero》，其中《F-Zero》和1個月後發行的《飛行俱樂部》是結合Mode 7和偽3D渲染處理技術下所設計出來的遊戲。

### 32位時代後

1994年11月Rare發佈《超級咚奇剛》其特點是在圖形工作上能渲染3D模型和紋理。憑藉精緻的圖形，流暢的動畫和高水準的音樂，在1994年的最後的45天總共售出610萬份使其成為當時在短時間內銷量最快的遊戲產品。這款遊戲為超級任天堂上幾乎無法呈現的效果，然而Rare實現了，這種效果在接下來世代的家用遊戲機市場成為遊戲開發主流。根據TRTS的報導，1996年12月美國最暢銷的五款遊戲中有兩款是超級任天堂遊戲。

1997年10月，任天堂在北美以99美元的價格發售超級任天堂的新型號「New-Style Super NES」同時附贈《超級瑪利歐 耀西島》遊戲一同販售。New-Style Super NES缺少S-Video和RGB輸出，但比起其前身更為輕薄。

任天堂於1999年停止在北美生產超級任天堂主機，最後一款遊戲《金屬之光 Director's Cut》於2000年11月29日發行。

2001年上市的第六世代掌上型遊戲機Game Boy Advance具備完全支援超級任天堂遊戲的圖像處理能力，任天堂及其他第三方廠商決定將一部分的遊戲移植至Game Boy Advance平台。2003年9月30日，因必要零件停產導致採買困難，日本停止生產遊戲主機。2005年Wii可以通過Virtual Console進行下載超級任天堂遊戲。2007年10月31日，因重要的零件短缺而停止主機維修服務。2016年3月3日，3DS、3DS XL可通過eShop取得超級任天堂遊戲。2019年9月4日任天堂官方宣佈精選的超級任天堂遊戲引入任天堂Switch Online。

## 規格

### 技術規格

超級任天堂為16位家用遊戲機結合執行平鋪和類比3D效果的圖形和聲音協處理器，32,768種顏色的和8聲道ADPCM音訊。通過電路板內部的12塊晶片提升超級任天堂的各項能力

### 主機規格

- 中央處理器CPU: 理光5A22 65C816的16位元CPU
- 運行速度: 分為1.79MHz、2.68MHz、3.58MHz
- RAM: 128KB DRAM
- VRAM: 64 kB main RAM 512 + 32 bytes sprite RAM 256 × 15 bits palette RAM
- ARAM: 64 kB
- 圖像處理器PPU：S-PPU1 和 S-PPU2
- 解析度依遊戲而有所不同，其中256x224較為多數，大致分為下列幾種
- 256×224, 512×224, 256×239
- 512×448, 512×478, 512×239
- 像素: 70的PPI
- 色彩: 32,768色（15 bpp）
- 畫面: 最大四枚BG
- BG 字元大小： 32×32 - 128×128
- BG 區：1,024×1,024
- FPS影格率
- 絕大多數遊戲為 60.0988138974405 Hz
- 極少數 (例子：《星際火狐》《Doom》)利用遊戲卡匣額外放置的Super FX強化晶片以提升圖像的處理能力來運行遊戲FPS為 50.0069789081886 Hz
- 聲音: S-DSP （DSP）和 S-SMP （SPC700 內核）頻率 1.024 MHz
- RAM: 64KB SRAM（連接到 S-DSP）
- 聲音取樣率: 32.768kHz
- 同時發音數: 8聲道
- 16-bit stereo PCM （ADPCM）
- AV 輸出：RGB21端子、S 端子、RF端子
- 主機尺寸：200mm（寬）×242mm（長度）×72mm（高度）
- 重量：約600克

### 卡匣

- 遊戲容量係根據遊戲卡帶而有所不同，官方推出的卡匣容量為 0.512 MBit ~ 48 MBit（如:時空幻境 幻想傳奇）之間。包括程序代碼、圖象和聲音數據。
- 用來保存記錄的靜態隨機存取記憶體（S-RAM），使用電池維持。
- 10.5/21MHz RISC CPU（Super FX）用來在遊戲中執行3D多邊形或其他特效。
- 一個數學核心處理器（DSP1）用於處理一些包含大量物理計算的遊戲（飛行俱樂部），或者作為保護裝置（超級瑪利歐賽車）。
- 其他用來提高遊戲運行速度、增強圖像效果或者對ROM中數據進行保護的定製晶片。

## 硬體細節

- 超級任天堂的標誌
- 超級任天堂的主機板
- 超級任天堂的主機板背面
- 超級任天堂的主機背面
- 超級任天堂的主機後方接口
- 超級任天堂Jr.

### 處理器

中央處理器（CPU）型號為 Ricoh 5A22，該晶片為16位WDC 65C816微型處理器的衍生版本。在NTSC區域中，其速度為3.58 MHz，但是在處理複雜圖形時，其運行速度減慢至2.68 MHz或1.79 MHz.

主CPU採用65c816，是一枚8/16位元的CPU，是基於6502改進而來的，它有一個可以如同6502一樣運行的仿真模式。毫無疑問，任天堂曾經期望讓超任兼容紅白機的遊戲，但是因為成本問題被迫放棄了。

這枚CPU有24位的地址總線和8位的數據總線，支持16MB的尋址空間。它有一個計算器和兩個寄存器，可以在8元位或16元位模式之間切換。

地址空間分割成256塊，每塊大小為64KB，另外也有一種尋址模式可以把整個地址空間視為一個連續的區塊。0號塊是棧專用的，一些尋址模式、中斷和復位向量都存放在這裡，棧的指針寬度為16位。

6502有一個叫做「ZERO-PAGE」的尋址模式，可以讓1位元組長度的地址在指令中直接指定記憶體的最初256位元組，這樣可以讓一些雙字節的指令提高運行速度。65c816擴展了這個模式，可以通過16位直接頁寄存器轉到0號塊的任何部分。

還有一些能將塊指定為資料庫寄存器的其他尋址模式，能起到縮短代碼長度並加快運行速度的作用。

在同一時間內，代碼通常只在一個單獨的塊中運行。當前的塊編號儲存於一個8位的可編程塊寄存器中。有一些能讓呼叫其他塊中子程序或者直接跳到其他塊裡的代碼的命令。

65c816的運行速度是3.58MHz，不過當CPU嘗試讀寫其他硬體時，這些硬體能臨時將CPU的速度降到2.58MHz甚至1.56MHz。實際上，卡匣裡的程序常常是高速和低速ROM的混合體，只能在2.58MHz的速度下訪問低速的ROM。

65c816能對128K的工作記憶體和在卡匣中可能存在的其他記憶體直接響應，而顯存和聲音記憶體則不行。

### 聲音處理

輔助CPU採用一顆由索尼設計和製作的SPC700，是一個8位的CPU核心，很接近6502，但有一些不同的尋址模式和複數/分割指令，與一個定製的數字聲音信號處理器共同整合在一個模塊中。SPC700和65c816通過一個4路雙向通道（8位I/O埠）通訊。SPC700有自己獨立的64K記憶體，可以用來存儲聲音採樣或者從65c816下載的程序。

CPU有一個內建的64K ROM開機碼，用來通過65c816從遊戲ROM里載入更多的複雜程序或者採樣數據。這個ROM可以關閉，以存儲開機碼的64K RAM來代替它的工作。

聲音數位訊號處理器（Sound DSP）只能播放壓縮的聲音採樣。這種使用一固定比率的壓縮演算法，可以將16個16位聲音採樣壓縮成8位元組加一字節標題的形式。一個採樣的最小單位是一個區塊，區塊的標題字節包含一個移位和一個過濾值（演算法解壓資訊），再加上一個最後區塊標記和一個循環標記。循環標記僅僅在最後區塊標記存在時才使用。

在同一時間內，最多允許有8個聲音通道同時播放聲音採樣，每個聲音通道都有單獨的左右聲道音量和頻率的調節。每個通道都可以定義一個硬體音量調節，並各自設定其回聲效果，不過複合的回聲效果必須受制於一個8路的FIR聲音分流器。一個通道的聲音輸出可以用來調整在數字序列上的下一個聲音通道的頻率。

DSP也有一個白噪音源，可以播放一個替代採樣數據的聲音通道。所有的8個音源連同回聲數據最後都混合到一個雙通道的主音量控制下。

DSP有3個間隔定事器，頭兩個運行在8KHz下，最後一個是64KHz。遊戲通常只使用三個中的一個來輸出一個恆定的音樂回放頻率。

### 圖象顯示

超任有一個256塊的15位色調色板，允許在同畫面上顯示32768色中的256色。不過遊戲可以在某一幀中改變色塊，再加上硬體的色彩值追加/減少和整體亮度調節，可以很容易地將螢幕上的色彩增加到數千之多。

### 像素

超任全部的圖象數據都是由色塊構成的，一個色塊由8×8的像素組成，每個像素則占用2、4或者8位，允許由4、16或者256色構成。

詳細地說，超任的硬體本身是按平面格式存儲色塊數據的，一個像素的頭一位數據存儲在一起，第二位數據存儲在一起，依次類推，就象一個1位的8×8縱深像素區塊序列一樣。

如果色塊用在背景數據裡的話，每個色塊都將關聯一個3位的調色板起始數據地址。程式設計師可以從系統調色板里選擇每個色塊的色彩。活動塊只能使用4位深度（16色）的色塊，但每個活動塊都有自己的調色板起始地址。

## 手柄及配件

- 零售包裝及配件
- 日本版的手把
- 北美版的手把
- 歐洲版的手把
- 專用的視訊端子

超任手柄的數據在主機和手柄之間連續傳輸，遊戲可以選擇其中某一個位元來讀取，或者由主機里一個定製的晶片來自動讀取手柄里每個幀的值，而讓遊戲來讀儲存在寄存器裡的值。

超任的手柄有一方向鍵和8功能鍵，分別是A、B、X、Y、L、R、選擇和開始。

## 區域限制

- 截然不同的兩種超級任天堂卡匣接腳
- 日本版與歐洲版的超級任天堂卡匣統一外型

## 週邊商品、選購品

- 超級任天堂滑鼠
- 超級任天堂光線槍
- Super Game Boy
- Super Game Boy 2
- Satellaview初始機型
- 二鍵的滑鼠（Super Famicom Mouse）：1992年7月14日發售，最初用來支援同步發行的《瑪利歐繪圖》遊戲。
- 步槍外型的光線槍（Super Scope，在歐洲和澳洲稱為「Nintendo Scope」）：1992年於北美和PAL區發售（日本於1993年6月21日發售），可以對著螢幕射擊，大約有10個遊戲支援。
- 五人遊戲接口（Super Multitap）：由Hudson Soft開發並在1993年發售的轉接器，如果遊戲支援，最多可以讓五個人同時遊玩。
- Super Game Boy (外設)：1994年6月14日發售的Game Boy轉接卡匣，可以讓使用者在超任上玩彩色的Game Boy遊戲（Game Boy Color專用卡匣除外）。
- Super Game Boy 2：1998年1月30日在日本發售的第二代Game Boy轉接卡匣，新增一個聯機線插孔，可以和Game Boy進行聯機遊戲（不包括Game Boy Color專用卡匣）。
- 衛星訊號接收器（Satellaview）：可以接收在日本地區經由衛星訊號傳送的多媒體內容並存儲在與設備一同配套的記憶用模塊。當初任天堂以「自宇宙前來的遊戲」作為宣傳，由於宣傳不足（多數人誤以為接受資訊必須付高額費用）加上該硬體套裝價格過於昂貴，導致這個計畫在很短的時間內就遭到淘汰。
- 外加磁碟機：盜版廠商推出非經官方允許外加於主機上的磁碟機（內置轉換器和記憶體），以磁碟片代替卡匣遊玩遊戲（超級任天堂只有推出以卡匣為媒介），並把遊戲依照其記憶體容量主要分為4Mb、8Mb、10Mb、12Mb、16Mb、24Mb、32Mb、48Mb。一張4Mb的遊戲需要一片磁碟片，一款16Mb遊戲需要兩張磁碟片，一款24Mb與32Mb的遊戲分別需要三張及四張磁碟。部份外加磁碟機不能將卡匣中的ROM抽取出來除存至磁碟片中，因此廠商先以專用器材將卡匣資料轉錄至CD-ROM，再將CD-ROM轉售至各零售店，零售店再將指定的遊戲從CD-ROM複製到磁碟片中販售，這些都屬盜版行為。顧客可以數港元一張的價錢購買已含有遊戲的磁碟（此為香港售價）。磁碟機需要先讀取磁碟片資料至磁碟機以後才能執行遊戲，如遊戲容量較大，則需要多張磁碟片儲存，所以讀取遊戲至磁碟機中需要較長時間。雖然讀取消耗較長時間，但以磁碟片玩遊戲較卡匣便宜，因而帶動磁碟機的流行。附帶一提，由於卡匣的資料讀取不完全，導致轉寫至磁碟上的資料也異常的情形時有所聞（例如遊戲過程取得的道具無法記憶等）。外加磁碟機在台灣、香港廣為流行，許多遊戲開始被非法轉錄至磁碟片上複製流通，但也形成在台灣、香港SFC熱賣的現象。後期的磁碟機甚至可以接上網路線，將所有磁片Image儲存於一部電腦主機Server進行管理，遊戲時以下載方式丟給Client端的SFC進行遊戲。

## 影響

超級任天堂在全球共售出約4910萬台。儘管仍是這一世代中售出最多的遊戲機，但世嘉 Mega Drive與NEC PC Engine的有力競爭使超級任天堂未能獲得前代FC主機獨佔家用主機市場8到9成的成績。超級任天堂在16位元主機市場中偏晚的販售日期給予其他競爭者先一步搶占市場的機會，其中最大的挫敗發生在北美市場，Mega Drive在以性能擊敗了較遲在美紮根的FC主機後擁有整整兩年的時間經營市場，以至做為追趕者的超級任天堂直到最後都無法在市佔率上超過對方。但在日本本土及歐洲市場，超級任天堂依然穩穩地佔據者主機的主導地位。

## 基本資料

- 頭銜：超級任天堂
- 別稱：Super Famicom、Super Nintendo Entertainment System
- 域：上：日版遊戲機（Super Famicom）標誌、下：歐美版遊戲機（Super Nintendo Entertainment System）標誌
- 開發者：任天堂開發第二部
- 製造商：任天堂
- 類型：家用遊戲機
- 產品世代：第四世代
- 生命週期：1990年－2003年
- 中央處理器：理光 5A22
- 媒體：卡匣
- 控制器輸入：2個手把
- 線上服務：Satellaview（日本）、XBAND（美國）
- 銷售量：全球：4,910萬部、日本：1,717萬部、北美：2,335萬部、其他：858萬部
- 最暢銷遊戲：超級瑪利歐世界（2061萬套）
- 前任：紅白機
- 繼任：任天堂64