Commodore MOS 6581/8580 SID çipi ve Emülasyon Alternatifleri Hakkında

[Ref]

Bu konu, şu başlıktan kesilerek taşınmıştır: https://retrojen.org/pano/index.php?topic=1505.msg13124#msg13124

Sevgili Bora66,

Her ne kadar işin elektroniğine aklım ermese de, çalışmalarınızı büyük bir ilgiyle takip ediyorum. Titiz ve düzenli forum paylaşımlarınız için çok teşekkür ederim.

Tam olarak ne duymam gerektiğini bilmediğim için emin değilim

İkisi arasında ciddi ses tonu farkı olduğunu da iddia eden çok, o kısmını bilemiyorum.

MOS 6581 çipi ve türevleri, sayısal olarak kontrol edilebilen "analog" bir filtreye sahip.

Burada hem bir öneri (bora için) hem de bir soru (matahari için) üstelik ikisi de aynı cümlede olacak.

WinVice emülatörde 6581 ve 8550 için (sid menüsünde) ayrı seçenekler seçilerek test edilebilir ve acaba buradaki emülasyon (hydrogen reSid seçmemizi önermişti) gerçek sid ile ne kadar tutarlıdır?

[matahari]

Burada hem bir öneri (bora için) hem de bir soru (matahari için) üstelik ikisi de aynı cümlede olacak.

WinVice emülatörde 6581 ve 8550 için (sid menüsünde) ayrı seçenekler seçilerek test edilebilir ve acaba buradaki emülasyon (hydrogen reSid seçmemizi önermişti) gerçek sid ile ne kadar tutarlıdır?

Sevgili Ref,

İzninle, bu soruya WinVice özeline girmeden yanıt vermek isterim.

SID öykünmesi (emulation), küresel odyofil (audiophile) camianın yıllardır hasretle takip ettiği bir konu. Gerçeğe "yakın" öykünme için günü kurtaracak nitelikte çözümler mevcut, ancak SID gurularını memnun edecek mükemmellikte "accurate" bir donanım/yazılım maalesef henüz mevcut değil.

20 yılı aşkın süredir retro ses ekipmanlarının öykünmesi konusunda titizlikle çalışan Universal Audio, Arturia ve GForce gibi firmaların günümüzde ulaşabildiği nokta umut verici olsa da, henüz gerçek SID'e referans teşkil edecek ya da alternatif olacak nitelikte değil. (Bu durum, Moog Ladder Filter ve Oberheim SEM filter için de geçerli.) Bu yüzden profesyonel stüdyolarda retro donanımların bizzat kendisi kullanılmaya devam ediyor. Ben de bu ekolün bir üyesi olarak, her birinin içinde 4 tane SID olan custom soğutmalı 2 adet HardSID kullanıyorum.

Bu sebeple Sevgili Bora66'ya

Bu bağlamda, elinizdeki SID çipinin içindeki analog filtrenin arızalı olup olmadığını anlamanızın tek yolu, hem çalışırlığını hem de filtre karakterini referans olarak kabul ettiğiniz (aynı revision) başka bir SID çıktısı ile karşılaştırmak olacaktır.

önerisinde bulunmuştum. Zira, günümüzde SID'in tek alternatifi bizzat kendisi.

[Skate]

Elbette ki @matahari konuya kat be kat hakim. SID ve genel olarak analog çip/cihazlar ile ilgili benim de kişisel tecrübem şu yönde. Eğer parçayı Goat Tracker benzeri PC'deki doğrudan emülasyon olarak çalışan bir araç ile hazırlarsanız, en azından benim tecrübe ettiğim kadarıyla emülasyon ve orijinal SID arasında devasa bir fark hissedilmiyor. Yani yine ufak farklar olsa da orijinal SID çipi üzerinde duymak istediğini duyabiliyorsun. Ama orijinal SID'de bestelenmiş bir parçayı emüle ettiğinde iş epey değişiyor. Bazen bir enstrumanın hemen hemen hiç duyulamamasına kadar varıyor iş. Hydrogen de bu yüzden resid tavsiye etmiştir. En azından yok olmuyor enstrumanlar, yine duyuluyor. Ama birebir kesinlikle olmuyor. Ben bunu şuna benzetiyorum. Emülatörde bestelenmiş SID'in bir çözünürlüğü var ve analog SID'de çok daha yüksek bir çözünürlük var (hatta o çözünürlüğün tam bir sınırı yok analog film şeritlerinde olduğu gibi). Ama orijinal SID'de bestelenmiş bir parçayı emüle ederken bir nevi çözünürlük düşürüyoruz. Burada filtreler, çipin bugları gibi çok fazla detayı var işin. Ama günün sonunda alıp 4096x4096 texture'ı 256x256 yapıp "yine de güzel ya..." diyoruz gibi hissediyorum şahsen. İşin tam teknik açıklaması bu olmasa da kafamda oluşan bu oluyor.

Emülasyonun birebir yapmaya aşırı kasıldığı noktada da emülasyon ciddi CPU yiyor. Yıllar önce Vice Team ile bu konuda bir sohbetim olmuştu. 2010 yılı civarındaki donanım seviyesi üzerinden dönen muhabbette daha aşırıya kaçarsak emulasyon iyice yavaşlayacak, bu kadarı yeterli geliyor bize demişlerdi. Zaten ReSID / FastSID gibi seçenekler buradan geliyor. FastSID adı üzerinde, az CPU yiyor ama sonuç zayıf. ReSID çok daha iyi sonuç veriyor ama ona göre de CPU yiyor. Yani tek amacın birebir SID emüle etmekse sadece ona özel bir proje geliştirip, CPU'nun tamamı SID'indir, helali hoş olsun demek gerekiyor gibi, en azından çıkış felsefesi olarak. Sonrasında o projeyi optimize ede ede ReSID'den hızlı çalışır hale de getirebilirler belki ama ilk olarak kaynakları sınırsız bu işe odaklı kullanarak çok iyi bir sonuç elde edip, sonra o kaliteyi bozmadan optimize etmek en temiz çözüm gibi. Commodore 64 emülatörü yapan kişi ve ekiplerin tek derdi SID olmadığı için ReSID ulaşılan mantıklı bir nokta. Bu arada sadece SID'e özel de bir çok proje geliştirildi, uzaktan takip ettim, bazıları çok iyi sonuçlar da veriyor. Ama işte @matahari, @hydrogen gibi guruları tatmin edebilenini görmedim henüz.

Analog ses dalgalarının yayılımı gibi şeyler gitar pedallarında bile yeni yeni tatmin edici seviyelere ulaştı. Ben hala analog pedal kullanmaya devam ediyorum şahsen. 90'lı yıllarda zoom pedallar analogların yanından geçemiyordu. Artık aktif müzikle uğraşan çevrem "abi dijital pedallar da oldu, süper sonuç veriyor" diyorlar ama ben aktif uğraşmadığım için denemeye, özellikle de karşılaştırmaya vaktim olmadı. Beyanatlara güvenerek konuşabiliyorum ancak.

[Alco]

Bir de SwinSID ve ARMSID olayımız var. Acaba onlarda performans/uyumluluk ne seviyede başarılı? Şimdilik şöyle karşılaştırma videoları da var:

[matahari]

Olmuyor ama efendim böyle! Başlığın sahibi @Bora66 beyefendiden rol çalmamak ve C64 tamiri konusunu sulandırmamak için bilhassa detaya girmekten kaçınıyorum, ama @Ref, @Skate ve @Alcofribas beyefendiler beni Pandora’nın kutusunu açmaya zorlayarak "emulation vs real thing" polemiğine çanak tutuyorlar! Madem öyle, siz istediniz… "Önce gaz ve toz bulutu vardı" diyerek başlayayım o zaman.

Şaka bir yana, SID öykünmesi hakkında son söyleyeceğimi başta söyleyeyim; "Taklitler aslını yaşatır". - (Not: Maalesef bu yakıştırma güzel Türkçemize eksik çevrilmiş. Oscar Wilde’ın orijinal sözünü "Taklit, sıradanlığın yüceliğe sunabileceği en içten iltifat şeklidir." diye çevirebiliriz.)

Elbette ki matahari konuya kat be kat hakim.

Estağfurullah, hepimiz birbirimizden öğreniyoruz.

Bir de SwinSID ve ARMSID olayımız var. Acaba onlarda performans/uyumluluk ne seviyede başarılı?

Hah... Tam üstüne bastın! Son mesajımda

Gerçeğe "yakın" öykünme için günü kurtaracak nitelikte çözümler mevcut

derken, tam da bu (ve benzeri ürünleri) kastediyordum. İzninle, "günü kurtarmak" ile ne demek istediğimi biraz açayım.

Örneğin;

Eğer aynı anda 20+ kanal ses duyduğumuz şarkının bir pasajında tatlı bir SID dokunuşu yapılacaksa, linklerini verdiğin ürünler bu işi görür. Sonuçta kullanılan SID melodisi/efekti 20+ kanalın içinde kaynayıp gidecek. Kulak ve beyin kombinasyonu bu sesin SID’e ait olduğunu size hissettirecek, ama sesin kalitesi konusunda bir geribildirimde bulunamayacak çünkü o sırada başka sesleri ayrıştırmakla meşgul olacak. Algı, böyle bir şey.

Eğer şarkı 10 kanaldan az ve kullanılan SID partisyonu çok dominant ise (örneğin şarkının tüm bas partisyonunu sırtlıyor ya da çılgın bir synth solo ile melodi dinamiğini yukarı çekmeye çalışıyor ise), işte bu durumda kulak ve beyin kombinasyonu size "SID tonunda bir sorun/eksiklik var!" mesajını anında iletecektir. Bu tür senaryolarda günü kurtarmak söz konusu değil, mutlaka orijinal retro ekipman kullanmak gerekiyor.

SID gurularını memnun edecek mükemmellikte "accurate" bir donanım/yazılım maalesef henüz mevcut değil.

Bu konuda "fazla hassas", "önyargılı" ve hatta "yobaz" olduğum kanısına varabilirsiniz. Uzaktan bakınca bazen ben de o tuzağa düşebiliyorum. Bu yüzden, konuya bir de aşağıda argümanlarını açıklayacağım perspektiften bakmanızı rica edeceğim…

Şimdilik şöyle karşılaştırma videoları da var.

Neden bu tür videolarda odyofil camiayı tatmin edecek seviyede bir spectrum analyzer çıktısı bulunmaz? Neden satışa sunulan ürünün websitesinde frequency response vs. harmonic distortion eğrisini orijinal SID ile karşılaştıran bir .PDF bulunmaz? Neden orijinal SID ile tanıtılan ürünün ses örneklemeleri profesyonel ses ekipmanları ile kaydedilmiş 24-bit 96kHz .WAV dosyaları eşliğinde karşılaştırılmaz? Kayıplı YouTube ses sıkıştırma algoritmasından geçmiş bir videoyu görüp sipariş vereceğimi düşünüyorlarsa, çok yanılıyorlar. Kaldı ki, bu (ve benzeri) ürünlerin teknik speclerini okudukça olayın vahameti daha da ortaya çıkıyor!

ARMSID websitesinden alıntılıyorum:

- "Significantly lower noise level and less interference from the power supply than the original "

Bir de gülücük atmış... Ne diyeyim, iyi halt ettin! - Hybrid (aynı anda hem analog hem de sayısal devre elemanları/katları bulunan) ses ekipmanlarının en büyük özelliği, "signal bleeding" dediğimiz olay. SID’deki analog tadı, tuzu, baharatı bize sunan faktörlerden birisi bu. SID’in çalışırken adeta bir Xenomorph gibi hırlaması-tıslaması ve komşu devre elemanlarından kaynaklanan girişim (interference) ile zaten orijinalinde kirli olan waveformları iyice bulamaç haline getirmesi, müzikal açıdan "çok tatlı bir arıza" olarak niteleyebileceğimiz bir özellik. Birkaç milyon dolarlık SSL konsollarda bile var bu lezzetli sorun. 23 numaralı kanaldaki bas gitarın düşük (ama hissedilir) desibelde 22 ve 24 nolu komşu kanallara "sızması", bu işin doğasında var. Güç katından gelen girişim de ayrıca lezzet katar! PreSonus'un bunu farkedip Studio One'ın içerisine "console summation" özelliği olarak eklemesi, bu konuya gösterilen hassasiyet açısından güzel bir örnektir... Bu bağlamda, ARMSID'i tasarlayan mühendisin güç katından SID'e sızan gürültüyü temizleme çabası, rahmetli Joe Cocker'ın alametifarikası olan hırıltılı sesini düzelttirmek (!) için ameliyat olması gibi bir şey.

- "Filters completely transferred to digital form, emulated by float point arithmetic."

Bir de üstüne gaz döküp kibrit çaksaydın bari! Bir mühendis hangi akla hizmet ederek geribeslemeli (feedback) analog filtre devresini single precision floating-point unit IEEE 754 uyumlu bir işlemci olan ARM Cortex-M4 ile modellemeye çalışır, gerçekten anlayamıyorum. Universal Audio’nun UAD-2 kartlarında kullandığı 40-bit floating-point precision ile çalışan Analog Devices SHARC 21369 DSP çipleri bile Moog Ladder filter öykünmesi için yeterli sayısal hassasiyete sahip değilken (bu benim görüşüm değil, akademisyenlerin genel kanaati), MOS 6581’in analog filtresini (hem çipin içindeki filtre katını hem de çipin hemen yanındaki cutoff frequency marker kapasitörlerini) 1 bit (sign) + 8 bit (exponent) + 23 bit (fraction) = 32 bit ile modellemek, gerçekten çok amatörce bir girişim. Elbette "ama adam kodu ona göre optimize etmiştir" diyecekler çıkacaktır; hemen yanıtlayayım. Yazılım mühendisliği bağlamında, sayısal hassasiyet eksikliklerini ve hesap hatalarını gidermek amacıyla yeni algoritma geliştirmek ve/veya kod optimizasyonu yapmanın maalesef hiçbir anlamı yok, çünkü işlem hassasiyeti (precision) olmadan "accuracy" elde etmek mümkün değil. Matematiksel ifade seviyesinde konuşursak; özünde analog olan sinyali işleyecek bir kodun, discreet veri setleri/fonksiyonları kullanmak yerine, sürekli (continuous) ölçekte veri setleri/fonksiyonları "sonsuza mümkün olan en yakın hassasiyette" kullanması, zaten bu işin olmaz ise olmazı. "Analog" kavramının doğasında olan bu gerçeğe kafa tutmanın ya da görmezden gelmenin bir anlamı yok. Sonuçta bu gerçeği kabul etmek ve ona göre kod yazmak durumundayız.

Ben size demedim mi, açtırmayın Pandora’nın kutusunu diye?!

[Bora66]

Eh madem konu buraya taşınmış ben de yapmakta olduğum SwinSID ve ileride yapmayı planladığım ARMSID hakkındaki gelişmeleri buradan raporlarım, uzun soluklu 64 tamiri başlığı da karışmamış olur.

[Alco]

Ben size demedim mi, açtırmayın Pandora’nın kutusunu diye?!

Detaylı açıklamalar için teşekkür ederim. Sen kutuyu hep aç böyle  Sonuç itibariyle; eğer odyofil değilsen ve tek derdin SID'i bozuk bir C64 ile oyun oynamaksa, bu tür hardware emülasyonlarına eyvallah diyebiliriz. Kimbilir belki gelişen işlemci hızları ile ileride daha da iyi performanslar görme şansımız da olabilir. Odyofil isen gerçek SID'den başka şansın yok şerhini de düşüyoruz elbette 

AY vs SID vs Beeper şeklinde provokatif bir başlık da bekliyoruz senden 

Eh madem konu buraya taşınmış ben de yapmakta olduğum SwinSID ve ileride yapmayı planladığım ARMSID hakkındaki gelişmeleri buradan raporlarım, uzun soluklu 64 tamiri başlığı da karışmamış olur.

Merakla bekliyoruz şimdiden 

 

[hydrogen]

Matahari tam olarak coşmuş. Çok keyifle, hatta bir kaç kere üst üste okudum. Böyle bir çok pandora kutuları açalım.

Ben odyofil olabilecek kültür seviyesinin millerce uzağındayım, bir tek sid konusunda hassasiyetim mevcut. Bu da, insanların aşırı hassasiyetsizlikleri nedeniyle “meraklısına tavsiye” ile sınırlı.
80’leri hatırlarsanız, insanlar Sony Trinitron tv alıp, içinden çıkan stok masaüstü antenle analog yayınları karınca belgesel tadında izler ve hiç rahatsız olmazlardı. Halbuki gerçek netlik için 1nci unsur, TV’den çok daha ucuz olan bir kaç metrelik anten ile çamlıcayı hedefleyip, rüzgara karşı da ciddi şekilde sabitlemekti. Bizim evdeki beko-hitachi cam gibiyken, komşuların Sony ve Toshiba’larda, hangi kanalda olduğumuzu anlamak için Star Tv’nin cart mavisine falan konsantre olurduk. Aynı insanlık, vcd çıkar çıkmaz, “dijital daha kaliteli” diyerek mis gibi videolarını naftalin kokulu dolaplara hurç arası yaptılar. Dolayısıyla, Jurassic Park’ı vcd’den izleyip rahatsız olmayan biri, sid’i neyle dinlemiş çok da önemli değil. Ben bu mücadelede teslim bayrağını çektim

Ama ilgilisine “çok pratik” tavsiyeler vermek gerekirse,

Buradaki hemen herkesin bildiği (Yanlış hatırlamıyorsam Bob Yannes’in de bir röportajında sid için malzeme kalitesi standardı farklılığına vurgu yaptığı) analog doğasının her individual ürün için unique bir lezzet taşımasından dolayı, bir sid müzisyeninin hedeflediği sound’u 1-1 duyabilmek için, o kişinin kullandığı makine doğrudan gerekiyor. Bu tabii bir çok durumda fantezi.

Onun dışında benim bunca zaman sonunda pratik olarak uygulanabilir gördüğüm ideal sistem, her alt sid modeli için bir c-64 (ya da en azından bir 6581, bir 8580) ve en yaygın monitör olan 1084 ile dinlemek.

Ben dünyadaki en standart donanım olduğunu tahmin ettiğim, 8580 çip, 1084 monitör ile besteliyorum ki, gerçek c64’de dinleyenler, benim çıktıma yakın bir sound elde edebilsinler. Ayrıca bestelediğim oda da genellikle c64’ün native kullanım lokasyonu olan küçük bir çalışma odası oluyor, zira bir çok insanın c64’ü salon gibi büyük ve daha akustik alanlarda  kurulu değil.

Bilinçli olarak beste yaparken c64’den çıkan soundu daha kaliteli bir medya ile (Kukaklık, anfi, kolon vs.) dinlemiyorum. Çünkü onlar sınırsız  seçenek demek ve sid gibi 3 kanal bir enstrümanda, fitre kullanarak her alt modelde kabul edilebilir sound eden müzik yapmak bile çok çok zorken, bir de işin içerisine output karmaşasını eklemek denklemi işin içinden çıkılmaz hale getiriyor.

Matahari’nin de sahip olduğunu yeni öğrendiğim Hard Sid, stüdyo işlerinin yanında, emulatörde demo izlemek için de harika bir çözüm(çok eskiden sipariş ediyordum neredeyse)

Ancak dikkat edilmesi gereken bir nokta da şu ki, sid file formatının kendisi de maalesef sorunlu. Info kısmı zamanında eksik yapılmış, Sid Type bölümü, emulasyonun alameti farikası olması gereken sub type’ları kapsamıyor. Bu çok ciddi bir şey zira 6581 r2 ve r4 arasında dahi inanılmaz bir fark mevcut.  Jeff/Camelot mesela R4 kullanır, çok spesifiktir. Jeff gibi Wisdom gibi üst seviye sound hakimiyeti olan adamların müziklerini orijinalinden farklı bir sub type’dan dinlemek tercih edilmemeli. Benim 2006’da bestelediğim Drey, default sidplay configlerinde, normalde hedeflediği m fiercy bass soundundan tamamen yoksun. Sid Type 6581 ve filte emulasyonu olarak trurl’lardan biri “nisbeten” daha yakın sonuç veriyor. Ama bu seçenekleri dahi sid format içerisinden set edemiyor müzisyen. 

Sonuç olarak, sid konusunu şansa bırakmamak için o bacaklı macaklı kaba metal yongayı kullanmaya devam etmek tek çözüm.

Zaten Matahari’nin yazdıklarını okuduktan sonra, bu iddiadaki diğer ürünlerin de, PVC’den yapılmış öğrenci “ney”i kalitesinde olduğunu öğrenmiş oldum, bu infodan sonra denemem dahi

Güzel konu olmuş, herkese teşekkürler

[matahari]

Detaylı açıklamalar için teşekkür ederim.

Matahari tam olarak coşmuş. Çok keyifle, hatta bir kaç kere üst üste okudum.

@hydrogen @Alcofribas @Skate - Nazik yorum ve katkılarınız için asıl ben teşekkür ederim.

Sen kutuyu hep aç böyle 

Böyle bir çok pandora kutuları açalım.

Notumu aldım.

[Bora66]

Bilin bakalım ben ne aldım? 

 

Valla 10 numara 5 yıldız. Tabii ki ben hiç gerçek bir SID sahibi olamadığım için, çok anlamlı bir yorum sayılmayabilir, ancak 6 aydır kullandığım ev yapımı SwinSID ile kıyaslayabiliyorum, ve çooook memnunum.