再談模擬器

早前曾簡單介紹了Simulation和Emulation的分別，今天我想再深入討論在Emulation之下的兩種技術：軟件模擬和硬件模擬。到底它們是甚麼？而如果你想玩復古遊戲的話，哪個會比較合適。

軟件模擬
軟體模擬是指使用軟體來模擬硬體設備的技術。它通過在模擬器中運行相對應的軟體代碼，來模擬硬體的行為。這種模擬器以物件導向的方式工作，它將硬體設備的各個部分建模為物件，並模擬它們的功能和互動。例如，如果我們使用軟體模擬器來模擬某種遊戲機，我們可以將遊戲機的CPU、GPU和音頻處理器等建模為物件，再模擬它們的運作方式。由於軟體模擬器需要模擬硬體的行為，因此它需要消耗大量的計算資源。如果主機的處理器或記憶體不夠強大，或會無法流暢地運行。只是現時硬件效能較目標物如Game Boy快上太多，因此我們才不會遇到這個計算資源的問題。

硬件模擬FPGA
硬體模擬是指利用可程式化閘陣列(FPGA)來模擬硬體設備。它是一種可重新配置的積體電路，可根據需要重新配置其內部的邏輯閘，從而模擬硬體的行為。簡單來說，就是在FPGA上使用類似設定檔的方法，告訴這個電路不同的邏輯閘要如何交互，從而可以用硬件模擬出不同的目標。以模擬Game Boy為例，我們會將Game Boy的CPU、GPU和音頻處理器等部分的每一個邏輯閘都模擬到FPGA上，令這個電路可以準確表現成Game Boy。

然而FPGA存在一些限制，首先製作它的成本更高；其次，基於FPGA的邏輯閘有限我們也要有辦法找到目標物的電路設計來模擬，也無法模擬邏輯閘量比它多的目標物。

需要硬件模擬
來玩復古遊戲嗎？
現在一個使用軟件模擬，基於手機處理器來運作的遊戲機，只要花幾百元；而FPGA的硬件模擬遊戲機卻往往要數千元。對大多數人來說，前者已足夠滿足日常的遊戲需求。只有那些追求懷舊感覺和真實性的人，才會選擇使用FPGA進行硬件模擬，享受更接近原始硬件的體驗。故大家選擇遊戲模擬器時，最重要的是根據自己的需要和預算做出選擇，並享受那些兒時回憶。