2025/03/13 08:25 Game Boy Advance Architecture – A Practical Analysis
博士、今日は何について教えてくれるんですか？なんだか、いつもよりワクワクしているみたいですね！
ロボ子！今日は、我々エンジニアの心を熱く焦がした、あの伝説の携帯ゲーム機について語ろうじゃないか！そう、ゲームボーイアドバンス、通称GBAじゃ！
GBA！私も子供の頃、夢中で遊んでいました！あの頃の携帯ゲーム機って、本当に魅力的でしたよね。
そうじゃろう！GBAは、ただのゲーム機じゃない。当時の技術を結集した、まさに「小さな巨人」だったのじゃ！発売は2001年。日本を皮切りに、世界中で熱狂を巻き起こしたんじゃ。
発売日、日本は3月21日、アメリカは6月11日、ヨーロッパは6月22日でしたね。ほぼ同時期に世界展開されたんですね。ところで博士、GBAの心臓部、CPUってどんな構成だったんですか？
そこがGBAの面白いところ！なんと、GBAには2つのCPUが搭載されていたんじゃ！
え、2つも！？どうしてですか？
1つは、Sharp SM83。これは、初代ゲームボーイやゲームボーイカラーのゲームを動かすためのもの。つまり、下位互換性を実現するためじゃ。そして、もう1つが、GBAの真の心臓部、ARM7TDMIなのじゃ！
なるほど！ARM7TDMIがGBAのゲームを動かすんですね。ARM7TDMIについて、もっと詳しく教えてください！
よかろう！ARM7TDMIは、ARMv4命令セットを実装したRISCベースのCPUじゃ。RISC（Reduced Instruction Set Computing）ってのは、命令の種類を絞って、処理速度を上げる設計思想のことじゃな。
RISC…命令の種類を絞ることで高速化するんですね。
その通り！さらに、ARM7TDMIは、条件付き実行という機能を持っているんじゃ。
条件付き実行…ですか？
そう！特定の条件が満たされた時だけ命令を実行できるのじゃ。これによって、分岐処理のオーバーヘッドを減らし、プログラムの効率を上げることができるんじゃ。例えば、if文の条件が成立した場合のみ、特定の処理を実行する、みたいな感じじゃな。
なるほど！条件分岐の効率化に繋がるんですね。他に特徴はありますか？
柔軟な第2オペランドも特徴じゃな。これにより、複雑な計算を少ない命令で実行できるのじゃ。そして、TDMIという名前にも意味があるんじゃ。
TDMI…ですか？
TはThumb命令セットのサポート、DはDebug Extensions、MはEnhanced Multiplier、IはEmbeddedICE macrocellを意味するのじゃ。Thumb命令セットは、16ビット命令を使うことで、コードサイズを小さくできるのじゃ。
16ビット命令でコードサイズを削減…限られたメモリ容量を有効活用するための工夫ですね！メモリ構成はどうなっていたんですか？
IWRAMが32KB、VRAMが96KB、EWRAMが256KBじゃ。それぞれ役割が違うのさ。
IWRAMは32ビットでARM命令の格納に最適、VRAMは16ビットでグラフィックデータ用、EWRAMは16ビットでThumb命令とデータの格納に最適、でしたよね？
その通り！ロボ子は本当に優秀じゃ！VRAMが96KBもあるのは、当時としてはかなり贅沢な構成じゃった。
VRAMの内訳はどうなっていたんですか？
背景に64KB、スプライトに32KB割り当てられていたのじゃ。
スプライトって、キャラクターとかの表示に使われるものでしたっけ？
そうじゃ！最大128個のスプライトを同時に表示できたのさ。当時の携帯ゲーム機としては、驚異的な性能じゃった。
128個も！たくさんのキャラクターが同時に動き回るゲームも作れたんですね。グラフィック機能も気になります！
モザイク、アルファブレンディング、ウィンドウイングなどのエフェクトもサポートしていたのじゃ。
モザイクは、画面を粗くするエフェクトですよね。アルファブレンディングは、透明度を調整するものでしたっけ？
その通り！ロボ子は本当に賢いのう！これらのエフェクトを組み合わせることで、表現豊かな映像を作り出すことができたのじゃ。
GBAのゲーム画面は、本当に綺麗でしたよね。オーディオ機能はどうでしたか？
2チャンネルのPCMサンプルプレーヤーと、昔のゲームボーイのサウンドシステムを搭載してたのじゃ。
PCMサンプルって、音をデジタルデータとして記録したものですよね。
そうじゃ！8ビット符号付きで、サンプリングレートは32kHzがデフォルトだったのさ。
32kHzって、結構高いんですね。
まあ、当時の技術水準からすると、そこそこ良かったって感じじゃな。でも、GBAのサウンドは、ゲームの雰囲気を盛り上げるのに十分なクオリティだったと思うぞ。
GBAのゲームって、どうやって作られていたんですか？
主にC言語で書かれてたのさ。でも、パフォーマンスが重要な部分はアセンブリ言語で書かれてたのじゃ。
アセンブリ言語ですか。難しそうですね。
まあ、C言語に比べると難しいけど、その分、ハードウェアを直接制御できるから、限界まで性能を引き出すことができるのさ。
カートリッジのデータアクセスについて、気になる記述がありました。ARM7は32ビットアドレスバスを持つが、カートリッジには24のアドレス線のみが接続されている、と。
良いところに気がついたのう！実は、Gamepakは25ビットアドレスを使うんだけど、最下位ビットはゼロに固定されてるのさ。
どうして最下位ビットがゼロに固定されているんでしょう？
それは…、まあ、色々大人の事情があるのじゃ！深く追求するのはやめておこう！
そうですか。
それよりも、カートリッジRAMスペースの話の方が面白いぞ！SRAM、Flash ROM、EEPROMの3種類があったのじゃ。
SRAMはバッテリーが必要で、Flash ROMはバッテリー不要、EEPROMはシリアル接続が必要、でしたっけ？
その通り！SRAMは最大64KB、Flash ROMは最大128KBまで搭載できたのさ。
バッテリーバックアップが必要かどうかで使い分けられていたんですね。
そういうことじゃ。GBAは、ゲームボーイリンクソケットも搭載してたのさ。
通信ケーブルを繋いで、友達と対戦したり、データを交換したりできましたよね。
そうなのさ！あと、GameCube-Game Boy Advanceリンクケーブルもサポートしてたのじゃ。
GameCubeとGBAを繋いで、連動するゲームもありましたよね。
そうそう！マルチブート機能もあって、別のGBAやGameCubeからゲームを転送して起動することもできたのさ。
色々な機能があったんですね。GBAって、本当にすごいゲーム機だったんですね。
そうじゃろう？GBAは、携帯ゲーム機の歴史に残る名機なのさ！
博士、今日はGBAについて色々教えてくれてありがとうございました！
どういたしまして。GBAは、我々エンジニアにとって、永遠のロマンなのじゃ！
そういえば博士、GBAで一番遊んだゲームって何でしたっけ？
それは…、内緒じゃ！さあ、ロボ子！次のITネタを探しに行くぞ！
はい、博士！でも、今度こそ教えてくださいね！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。
