8, 16, 32 o 128 bits: qué significaban de verdad los bits de las consolas

NES, 8 bits. Mega Drive, 16 bits. PlayStation, 32. Nintendo 64, 64. Durante los 90 los bits fueron la forma de decir que una consola era mejor que otra, y todavía hoy hablamos de «juegos de 8 bits» o de «la época de los 16 bits». Pero ¿qué es un bit, y qué significaba de verdad que una consola fuera de 16 o de 32?

La respuesta corta: menos de lo que prometían los anuncios. La larga es una historia de procesadores, de departamentos de marketing muy creativos y de recreativas que, a partir de cierta época, eran consolas por dentro. Vamos generación por generación.

Qué es un bit (y por qué no es una sola cifra)

Un bit es la unidad mínima de información: un 0 o un 1. Cuando se dice que un procesador es «de 8 bits», se suele hablar de cuántos bits maneja de una vez, lo que se llama el ancho de palabra. Con 8 bits se pueden representar números del 0 al 255; con 16, hasta 65.535. Un procesador más ancho trabaja con números más grandes en un solo paso.

El problema es que dentro de un procesador hay varias cosas que se pueden medir en bits, y casi nunca coinciden:

• Los registros: las pequeñas memorias internas con las que trabaja la CPU.
• La unidad de cálculo (ALU), la parte que hace las sumas y las operaciones.
• El bus de datos: cuántos bits viajan a la vez entre la CPU y la memoria.
• El bus de direcciones: cuánta memoria puede alcanzar.

Tres ejemplos de las consolas que vienen a continuación. El Zilog Z80 de la Master System tiene registros de 8 bits, pero su unidad de cálculo es de solo 4. El Motorola 68000 de la Mega Drive tiene registros de 32 bits y un bus de datos de 16, y el propio fabricante lo describía como un procesador de 16/32 bits. Y el de la Super Nintendo trabaja por dentro con 16 bits, pero se comunica con la memoria a través de un bus de 8.

Así que «consola de X bits» depende de qué decidas medir. Y, como veremos, cada fabricante medía lo que más le convenía.

8 bits: NES y Master System

La tercera generación de consolas es la de los 8 bits de verdad. La NES (Famicom en Japón) usa un chip de Ricoh basado en el famoso 6502, a unos 1,8 MHz. La Master System de Sega lleva un Zilog Z80 a unos 3,6 MHz. Las dos tienen un bus de datos de 8 bits y pueden direccionar 64 KB de memoria de forma directa; para los juegos más grandes, los cartuchos llevaban chips que iban cambiando qué parte del juego era visible en cada momento.

En los salones recreativos, el Z80 era el rey desde años antes. Pac-Man (1980) y Donkey Kong (1981) funcionan con un Z80 a 3 MHz, una velocidad parecida a la de la Master System. La diferencia con las consolas de casa no estaba tanto en el procesador como en los chips de vídeo y de sonido de cada placa.

16 bits: empieza la guerra

Con la cuarta generación, los bits se convirtieron en el argumento de venta principal. Hasta tal punto que una consola llegó a llevarlos en el nombre.

Super Nintendo y Mega Drive

La Super Nintendo usa un procesador de Ricoh basado en el 65C816, el hermano mayor de 16 bits del 6502 de la NES. Sus registros pueden trabajar en modo de 8 o de 16 bits, y su bus externo sigue siendo de 8. Va a 3,58 MHz como máximo, y más despacio según la memoria a la que acceda.

La Mega Drive monta el Motorola 68000 a unos 7,6 MHz, más un Z80 que se encarga del sonido. Si había una consola de esa generación que podía presumir de bits, era esta: con registros de 32, Sega se quedaba corta al anunciarla como de 16. Eso sí, comparar los 7,6 MHz de la Mega Drive con los 3,58 de la Super Nintendo no dice gran cosa: son procesadores distintos, que hacen distinto trabajo en cada ciclo, y buena parte de lo que se ve en pantalla depende de los chips gráficos, no de la CPU.

En Estados Unidos, Sega llevó la guerra a la televisión con el famoso «Blast Processing». La expresión la inventó un productor de Sega of America, que años después la llamó «espantosa». Detrás había un truco real (mandar datos al chip de vídeo en mitad de cada línea de la pantalla para mostrar más colores), pero el anuncio no explicaba nada: era una palabra que sonaba rápida.

PC Engine y Neo Geo: los bits creativos

La PC Engine de NEC se vendió en Estados Unidos como TurboGrafx-16, con el 16 en el nombre. Su procesador, sin embargo, es de 8 bits, derivado también del 6502. El 16 venía de su chip gráfico, que sí trabaja con 16 bits. Según un artículo académico sobre la «guerra de los bits», fue precisamente ese lanzamiento el que convirtió la cifra en un arma de marketing.

SNK fue más lejos y anunció la Neo Geo como una máquina de 24 bits. Por dentro lleva el mismo tipo de procesador que la Mega Drive, un 68000 (a 12 MHz), más un Z80. En agosto de 1991, la revista estadounidense Electronic Gaming Monthly le respondía a un lector que esa cifra era engañosa.

Las recreativas de los 16 bits

En los salones, el 68000 estaba por todas partes. La placa CPS1 de Capcom (1988) lo usa a 10 MHz, y en ella salió Street Fighter II en 1991. Su sucesora, la CPS2 (1993), lo sube a 16 MHz. Y la Neo Geo MVS de los salones y la AES de casa son la misma máquina: cambian los mandos y las conexiones, no la arquitectura. Por eso la versión doméstica no tenía nada que envidiar a la recreativa. En esos mismos salones triunfaban clásicos como Golden Axe o Snow Bros.

La Mega Drive, por cierto, sigue recibiendo juegos nuevos: lo contamos en Maldita Castilla: Requiem.

32 y 64 bits: llega el 3D

En la quinta generación, los bits seguían en los anuncios, pero empezaban a decir cada vez menos.

• PlayStation: un procesador MIPS R3000A de 32 bits a 33,9 MHz, con un coprocesador dedicado a calcular la geometría 3D. Aquí los 32 bits eran verdad.
• Saturn: dos procesadores Hitachi SH-2 de 32 bits a unos 28,6 MHz. Dos chips de 32 no hacen una consola de 64: los bits no se suman, y menos cuando los dos procesadores comparten el mismo bus.
• Nintendo 64: su procesador NEC VR4300 sí es de 64 bits, pero el bus que lo conecta con el resto es de 32. Y en la práctica los juegos apenas usaban las instrucciones de 64 bits, porque las de 32 eran más rápidas.
• 3DO: un procesador ARM de 32 bits a 12,5 MHz.
• Atari Jaguar: el caso más famoso. Atari la vendió como la primera consola de 64 bits con el lema «Do the Math» («haz las cuentas»). Tenía un bus de 64 bits hacia la memoria y algunos chips gráficos de 64, pero sus procesadores programables eran de 32. Las revistas de la época no se pusieron de acuerdo: Electronic Gaming Monthly se burló diciendo que, con esas cuentas, la Saturn sería de 112 bits.

En los salones, Sega daba el salto al 3D con sus propias placas. La Model 1 (1992, Virtua Racing y Virtua Fighter) y la Model 2 (1993, Daytona USA y Sega Rally) no tenían equivalente en casa: sus juegos llegaron a Saturn como conversiones. Otras placas siguieron el camino contrario: la Namco System 11 (Tekken, 1994) y la Sony ZN-1 (Street Fighter EX, 1996) son, por dentro, una PlayStation adaptada a recreativa.

«128 bits»: Dreamcast, PS2 y el final de la guerra

La sexta generación fue la última que se vendió con bits, y también la que demostró que la cifra ya no tenía sentido.

• Dreamcast: un Hitachi SH-4 a 200 MHz. Sus registros de enteros son de 32 bits; lo único de 128 era una parte de la unidad de coma flotante, que procesa cuatro números de 32 bits a la vez para los cálculos 3D. En esa parte se apoyaba la etiqueta de los «128 bits».
• PlayStation 2: Sony presentó el procesador Emotion Engine en marzo de 1999 como «la CPU de 128 bits más rápida del mundo». Tiene registros de 128 bits para operaciones multimedia, pero su núcleo trabaja con enteros de 64, y la propia nota de prensa lo detallaba. Se anunció a 300 MHz y la consola salió a unos 295.
• GameCube: un procesador IBM de la familia PowerPC a 486 MHz. Nintendo no la vendió por bits.
• Xbox: un Intel Pentium III a 733 MHz, un procesador de PC de 32 bits. Microsoft tampoco habló de bits.

A partir de aquí, los fabricantes empezaron a presumir de otras cifras: polígonos por segundo, megahercios, ancho de banda. Como resume Rodrigo Copetti, autor de una de las referencias más completas sobre la arquitectura de las consolas, la GameCube ya tenía muchas de las ventajas de una máquina de 64 bits y nadie la llamó «consola de 64 bits». Resumir una máquina en un número de bits había dejado de tener sentido.

En los salones, esta generación cerró el círculo: muchas de las recreativas más conocidas eran ya consolas por dentro.

• Sega NAOMI (1998) y Sammy Atomiswave (2003): hardware de Dreamcast. The House of the Dead 2, Crazy Taxi, Marvel vs. Capcom 2 o Metal Slug 6.
• Namco System 246: una PS2 adaptada. Tekken 4 o Soulcalibur II.
• Triforce, de Sega, Namco y Nintendo: lleva una placa base de GameCube. F-Zero AX o Mario Kart Arcade GP.
• Sega Chihiro: una Xbox. The House of the Dead III u OutRun 2.

Tabla resumen: lo que se anunciaba y lo que había dentro

Los mitos que más se repiten

• «Más bits, más colores». Los bits del procesador no tienen nada que ver con cuántos colores se ven en pantalla. Eso depende del chip gráfico.
• «Dos procesadores de 32 bits hacen una consola de 64». No. Los bits no se suman, ni en la Saturn ni en la Jaguar.
• «La Neo Geo de casa era una versión recortada de la recreativa». Es la misma arquitectura; solo cambian los mandos y las conexiones.
• «El Blast Processing era humo». El truco técnico existía. Lo que no tenía contenido era el anuncio.
• «La Nintendo 64 aprovechaba sus 64 bits». Casi todos sus juegos trabajaban en modo de 32.
• «Más megahercios, más potencia». Solo vale para comparar procesadores de la misma familia. Entre una Super Nintendo y una Mega Drive, la cifra no dice quién es más potente.

Lo que quedó: «8 bits» como estética

Hoy «8 bits» ya no habla de procesadores, sino de un estilo: el pixel art de colores planos y la música chiptune, hecha con los chips de sonido de consolas y ordenadores antiguos, o imitando su sonido. Hay hasta conciertos con Game Boy modificadas como instrumento. Como curiosidad, no todo lo que se llama «música de 8 bits» sale de máquinas de 8 bits: el término se ha quedado como nombre del estilo, igual que «16 bits» se usa para hablar de los gráficos de la época de Super Nintendo y Mega Drive, como en los mejores juegos de Mario de esa época.

¿Y qué hace falta para emularlas hoy?

Aquí la intuición engaña: emular una máquina vieja no siempre es fácil. Un emulador tiene que imitar en tiempo real cada chip de la consola original, y cuanto más fiel quiere ser, más potencia necesita. El autor de bsnes, uno de los emuladores más precisos de Super Nintendo, explicaba en 2011 que imitarla con total exactitud pedía un procesador de unos 3 GHz.

Aun así, con un ordenador actual vas sobrado para casi todo lo que hemos visto:

• 8 y 16 bits (NES, Master System, Super Nintendo, Mega Drive, Neo Geo, CPS1 y CPS2): cualquier PC actual o una Raspberry Pi.
• 32 y 64 bits (PlayStation y Nintendo 64) y Dreamcast y NAOMI: un mini PC sencillo, del tipo Intel N100.
• PS2, GameCube y sus recreativas: ya hace falta un procesador más rápido, como un Ryzen con gráfica Radeon 780M para jugar a 1080p.

Lo tienes detallado sistema por sistema en ¿Qué PC necesito para emular?, y si dudas entre PC, Raspberry Pi o Pandora para tu máquina, en ¿Qué sistema para máquina arcade elegir?

Fuentes

• Rodrigo Copetti, Architecture of Consoles: NES, Master System, Super Nintendo, Mega Drive, PC Engine, Neo Geo, PlayStation, Saturn, Nintendo 64, Dreamcast, PS2, GameCube y Xbox.
• Manuales de los procesadores: Motorola 68000 y WDC 65C816.
• Nota de prensa de Sony sobre el Emotion Engine (marzo de 1999), copia en PSX2 Central.
• Electronic Gaming Monthly n.º 25 (agosto de 1991), en archive.org.
• Carl Therrien y Martin Picard, «Enter the bit wars», New Media & Society, 2016.
• El origen del «Blast Processing», contado por su autor: GoNintendo.
• Datos de las placas recreativas: código fuente de MAME.
• Kenneth McAlpine, Bits and Pieces: A History of Chiptunes, Oxford University Press, 2018.
• La música chiptune: Vice.
• La precisión de bsnes: Kotaku, 2011.