Nintendo 64
| Nintendo 64 | |
Nintendo 64 
神游机 
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| 原名 | ニンテンドウ64 Nintendo 64 神游机 iQue Player |
| 其他名称 | Ultra 64（曾用名） |
| 研发商 | 任天堂 |
| 制造商 | 任天堂 |
| 类型 | 家用游戏机 |
| 世代 | 第五世代 |
| 发售日期 | 日本：1996年6月23日 北美：1996年9月29日 欧洲：1997年3月1日 韩国：1997年7月19日 中国大陆[1]：2003年11月17日 |
| 停产日期 | 全球[2]：2003年11月30日 中国大陆：2016年12月31日 |
| 销量 | 硬件：3,293万台 软件：22,497万份 |
| 最畅销游戏 | Nintendo 64：超级马力欧64（1,189万份） 神游机：动物森林 |
| 媒体 | ROM卡带、RANDnetDD （仅日本）、神游卡（仅神游机） |
| 前代机种 | Super Famicom |
| 后继机种 | Nintendo GameCube |
Nintendo 64（简称N64）是任天堂研制发售的一款游戏主机，最早于1996年6月23日在日本发售。以Nintendo 64为原型的中国特供版产品神游机（英文：iQue Player）是任天堂与神游科技合作的产品，于2003年11月17日发售。神游机是到目前为止，中国大陆引进的第一部任系游戏主机，也是神游科技所引进的任系游戏机中唯一一款家用游戏机。
历史
1993年8月23日，山内溥在任天堂Spaceworld展会上首次对外公布了下一代主机的规划，代号“真实计划”（Project Reality）。这个名称体现任天堂能够生产出与超级电脑同等的计算机图形界面。之后公开机型后将其名称改为“Nintendo Ultra 64”，“64”指的是其所装置的64位处理器。但5个月后，于1996年2月1日，任天堂从名称中删掉了“Ultra”。
1995年11月24日，日本的第七届Shoshinkai Software展览会上初步透露了Nintendo 64的存在，有关相片则由Game Zero杂志经由互联网发布。官方报导则于数星期后于初期的Nintendo Power网站及第85期实体杂志公布。
1996年，任天堂发布了Nintendo 64，以竞争世嘉的土星和索尼的PlayStation。
1999年，任天堂发布了Nintendo 64DD。其与Family Computer磁碟机系统类似，是一个附加组件，支持专有磁盘上的游戏。这原本打算作为基于光盘的竞争对手的更便宜的替代方案，但最终由于其迟来的发布而不了了之。
2003年9月25日，神游科技与任天堂宣布合作在中国大陆推出以本机型为原型的游戏机神游机。11月17日，神游机正式发售，其主机与手柄合二为一。游戏无实体卡带，仅有下载版，玩家可使用“神游卡”存储，需前往授权实体店使用“神游票”购买游戏，并在“神游加油站”将游戏写入卡内。2004年10月，神游在线（iQue@Home）上线，玩家可以用USB数据线将神游机连接至电脑在线购买并下载游戏。
2016年12月31日，神游机停产，终止运营。
载体
本机型使用的是64位RISC（精简指令集架构）的处理器。值得注意的是，Nintendo 64问世时，光盘已经相当普及，但任天堂公司依然使用卡带作为游戏的储存媒体。任天堂选择的卡带，有以下优点：
- 卡带的读取速度比起光盘快上许多。“读取中……”的画面在许多使用光盘的电视游戏机，如：PlayStation、世嘉土星上看到，而大部分的Nintendo 64游戏则很少需要读取的时间。
- 卡带不易复制且复制的成本也很高，如此一来就能够抵抗盗版问题（尽管由于卡带成本高，任天堂的抽成更高）。但后来还是有人制造了一些未经任天堂认可的光盘驱动器（如博士V64），它们看起来和PlayStation上的光驱不太一样，但还是从光盘上读取N64的游戏。
- 拥有在卡带上搭载特殊芯片的可能性，这个方法在一些SFC上的游戏可以看到。
- 大多数的卡带可以自行储存游戏存档和其他数据，玩家不必购买昂贵的记忆卡。但储存功能需要在卡带中安装电池，这些电池一般可以正常工作数十年。
历史
任天堂原本在1988年与索尼签署了合约，要开发Super Famicom的外接光盘装置。但因为索尼坚持要求获得以光盘形式发售的游戏的收益以及获得发行Super Famicom与光盘装置的整合机种的许可，所以任天堂后来终止了与索尼的合作。任天堂稍后与荷兰的飞利浦合作发展超级任天堂的光盘装置，但这个合作计划后来也没有任何下文。而索尼为了抗议任天堂，后来在他们的32位主机上保留了这个名字。任天堂也为此控告索尼，后来这个纷争已经平息。
任天堂的卡带系统的得失很难评价。当Nintendo 64游戏需要使用多边形更多的模型时，有限的ROM卡带容量限制了可用纹理的体积，这导致游戏影像效果平庸，很多地方看起来模糊且缺少细节。之后有些需要更多的储存容量的游戏，如《生化危机2》，可显示出Nintendo 64更好的图形性能。但这种性能的代价是卡带价格高昂。
同时，任天堂的竞争对手（索尼的PlayStation和世嘉的Sega Saturn）所发行的主机使用光盘来做为游戏的载体。由于光盘的制造和流通成本较为便宜，将使得第三厂商的花费较少，这使过去原本支持任天堂游戏主机的游戏开发商转而加入任天堂的竞争对手阵营里，以获得较高的利润。而最后，卡带与光盘这两种储存媒体的争论在《最终幻想VII》的发行平台选择上达到最高点：尽管最终幻想系列的前六部作品都在任天堂的游戏主机上发行，发行公司史克威尔还是选择了在索尼的PlayStation上发行《最终幻想VII》。这起事件可以说是对任天堂的卡带式系统发出了高度的公开谴责，也损害了任天堂的声誉。
Nintendo 64制作卡带的成本也远高于CD。当时的一家游戏杂志提到了一个卡带平均要花费的成本是美金25元，CD则只有美金10元。也因为如此，Nintendo 64的游戏售价比PlayStation的游戏还高，大部分的PlayStation游戏很少超过美金50元，但Nintendo 64的游戏售价却在美金70-75元之间。
在2001年，Nintendo 64被以光盘为载体的Nintendo GameCube所继承，不过这个主机并不使用主流的CD/DVD技术，而是选择基于MiniDVD技术的GameCube光盘。
成果
尽管使用卡带作载体有着不少的问题，Nintendo 64仍然发行了许多受欢迎的游戏，主机的生命周期也相当长。Nintendo 64在此轮游戏主机战争中也取得了第二名的位置（市场占有率40%），第一名则是PlaySation（市场占有率51%），这都是归功于任天堂自主开发的游戏，如超级马力欧和塞尔达传说系列这一些只在任天堂主机上开发的游戏。而《007：黄金眼》、《生化危机2》、《Shadow Man》、《毁灭战士64》及《雷神之锤II》这一类游戏亦为Nintendo 64带来一些成年玩家。
首次发表Nintendo 64后，Rareware及Midway两家公司主张使用Nintendo 64的硬件来制作动作游戏《杀手本能》及 《Cruis'n USA》，但事实上，最后推出的游戏并没有使用Nintendo 64的硬件，它们只使用了硬盘及德州仪器的DSP。《杀手本能》是当时最先进的游戏，它的特色在于事先演算了在硬盘中储存的背景动画。
任天堂以创新的手法来招徕玩家。但在这之前，许多的创新手段其实已被使用过：第一个64位的家用主机其实是雅达利Jaguar[3]；第一个采用模拟摇捍的是Vectrex；第一个使用四个手柄插孔的主机是Bally Astrocade。但无论如何，Nintendo 64是第一个运用这些手法而受到热烈欢迎的主机。
Nintendo 64的系统设计是由Silicon Graphics所负责，SGI的特色在于他们的注册商标---虚拟32位元颜色系统 (dithered virtual 32-bit color graphics)。早期的Nintendo 64开发系统使用了安装N64硬件的SGI Indy图形工作站。
Nintendo 64是第一个支持mipmapping和抗锯齿绘图技术的家用主机，但Nintendo 64在图像表现上有所缺陷，因为它缺乏足够的纹理内存去储存立体图形上的贴图（Nintendo 64的纹理内存是集成的，无法升级），这使游戏设计者只能使用一些像素低的材质再加上以双线性过滤来做出比较多的模糊效果来补偿这个不足。
硬件
参数
- 微处理器：专属设计，93.75 MHz MIPS R4300i系列64-bit RISC CPU
- L1缓存：24KB
- 内部总线带宽：250MB/秒
- 运算速度：93MIPs（百万条指令每秒）
- 由NEC以0.35微米晶体管制程生产
- 内存：32Bit Rambus RDRAM （标准4.5MB，可通过安装扩充套件升级至9MB）
- 读取速度：562.5MB/s
- 图像：SGI 62.5MHz RCP (真实协处理器)，包含两个子处理器：
- RSP (真实信号处理器) 控制3D图形中的几何变换部分与音频功能
- RDP (真实图形处理器) 处理硬件中所有像素的绘图，如：
- Z-缓冲（负责3D空间关系，是马力欧在树前面还是树在马力欧前面）
- 抗锯齿（平滑锯齿线和边）
- 纹理映射（将图片放到外表，如将脸的图片放到一个球状头上）
- 三线过滤Mipmap插补（提高纹理映像着色速率）
- 透视校正
- 环境映射
- 分辨率：235x224到640x480自由闪光交错像素
- 颜色：16.7 百万色（可同时显示32,000色）
- 150,000 多边形/秒(开启所有 RDP 特性)
- 声音：16-bit ADPCM 立体声
- 声道：100PCM （最大，平均16-24）
- 取样：48kHz （最大，CD品质是44.1kHz）
- 媒介：4MB至64MB卡带
- 体积：260mm×190mm×73mm
- 重量：2.42lb (1.1kg)
- 控制器：1个模拟手柄，含2个肩钮、1个数字十字键、6个按钮、“开始”按钮和1个数字触发器
- 处理器：R-4300 64BIT CPU (93.75MHz)
- 内存：RAMBUS内存，共4MB
- 显示：每秒10万多边形以上，同显209万色
- 音源：ADPCM 64路
性能
N64的CPU所属的Mips4000系列拥有64位指令集，这也是主机名称中“64”的由来，但是N64中搭载的R4300i阉割掉了64位外部总线，这就导致在使用64位模式时，需要两个时钟周期才能将CPU内部的数据传输到外部设备上，再加上一些别的原因（如64位程序体积更大），导致实际上商业游戏几乎不使用64位指令这也导致N64被戏称为N32.
N64的RSP实际就是一个进行了大量魔改的R4000系列CPU。这个处理器被阉割掉了所有的64位功能，也不支持中断和异常处理，但是安装了额外的“矢量”计算单元——32个128位寄存器，可以一次操作8个16位数据。除此之外，这个处理器只能从内置的4Kb指令内存中读取指令，因此一般运行的程序（“微代码”）只有约1000个指令。任天堂在官方SDK中提供了一些可用的微代码，当然开发者也可以自己编写。
而RDP则是完全由ASIC组成，只能通过寄存器开启或禁用部分功能，不能编程。其中的4Kb纹理内存是集成在RCP芯片内的，这导致N64游戏的材质分辨率低下。除此之外，由于RCP内部的图形流水线过长，部分环节的数据缺少缓存，导致流水线有时会因为数据未传输到位而暂停运行。
不同于任天堂的其他所有游戏机，N64没有专门的音频处理器，因此音频播放实际上是由多个组件完成的：CPU负责将音频传输到内存并给出播放列表，RSP负责解码音频，将多个音轨合成为波形数据并应用特效，最后再由DAC输出音频。以上的流程导致了两个问题，音频播放会占用CPU与RSP，这使得N64虽然理论上可以播放64个ADPCM音轨，但实际上一般只会使用16-24个ADPCM音轨。另外，由于CPU需要进行大量的任务（处理游戏逻辑，从卡带中转移数据，准备图形绘制和音频播放），N64的编程较为麻烦。虽然任天堂在官方SDK中准备了可以实现多任务的简单操作系统，但这任然增加了开发难度。出于未知原因，任天堂以后的游戏机都单独有一个处理音频的CPU
N64拥有4.5Mb的系统内存（同时期最多），但是这些Rambus的内存有一个讨厌的问题，内存延迟过高，有时甚至会达到数百纳秒。这导致任天堂使用了非常高的内存频率（250Mhz）。
软件
Nintendo 64
神游机
| 神游机版本名 | 日文名直译 | 日文版名 | 英文版名 | 发售时间[4] | 产品网页 |
|---|---|---|---|---|---|
| 水上摩托 | ウエーブレース64 | Wave Race 64 | 2003年11月17日 | [1] | |
| 星际火狐 | 星际火狐64 | スターフォックス64 | Star Fox 64 | 2003年11月17日 | [2] |
| 马力欧医生 | 马力欧医生64 | Dr.マリオ64 | Dr. Mario 64 | 2003年11月17日 | [3] |
| 神游马力欧 | 超级马力欧64 | スーパーマリオ64 | Super Mario 64 | 2003年11月17日 | [4] |
| 塞尔达传说-时光之笛- | ゼルダの伝説 時のオカリナ | The Legend of Zelda: Ocarina of Time | 2003年11月17日 | [5] | |
| 马力欧卡丁车 | 马力欧卡丁车64 | マリオカート64 | Mario Kart 64 | 2003年12月25日 | [6] |
| F-Zero X 未来赛车 | F-ZERO X | F-Zero X | 2004年2月25日 | [7] | |
| 耀西故事 | ヨッシーストーリー | Yoshi's Story | 2004年3月25日 | [8] | |
| 纸片马力欧 | 马力欧故事 | マリオストーリー | Paper Mario | 2004年6月8日 | [9] |
| 罪与罚-地球的继承者- | 罪と罰 〜地球の継承者〜 | Sin and Punishment: Successor of the Earth | 2004年9月25日 | [10] | |
| 越野摩托 | 越野摩托64 | エキサイトバイク64 | Excitebike 64 | 2005年 | [11] |
| 任天堂明星大乱斗 | ニンテンドウオールスター! 大乱闘スマッシュブラザーズ |
Super Smash Bros. | 2005年11月15日 | [12] | |
| 组合机器人 | カスタムロボ | Custom Robo | 2005年5月1日 | [13] | |
| 动物森林 | 动物森友会 | どうぶつの森 | 2006年6月1日 | [14] | |
评价与影响
由于Nintendo 64未能超过PlayStation和Super Famicom的销量，再加上其相关的一些商业决策比较糟糕，Nintendo 64被认为是任天堂发展倒退的产物。最明显的一点体现在它仍然选择使用ROM卡带的游戏而不是其他厂商所使用的更高容量的CD-ROM。此外其还缺乏实质性的第三方支持。后者通常是因为任天堂的许可政策太过严苛。尽管如此，Nintendo 64在发行的头几个月获得了人气，这主要是因为广受好评的《超级马力欧64》的发布。此外，尽管其销售数据平淡无光，但Nintendo 64并不被认为是真正的商业失败，它仍然为任天堂带来了丰厚的利润，其在日本以外地区的销量超过了世嘉的土星。
Nintendo 64能够描绘出完整的3D图形和深度的现场效果，因为它是第一个使用64位处理器和32位图形芯片的系统[5]。Nintendo 64还拥有首个成功的模拟摇杆和四个内置控制器端口。Nintendo 64也被称为是最后一个使用卡带的家用游戏机（直到Nintendo Switch）。从Nintendo GameCube开始，一直持续到Wii U，任天堂也开始使用光盘，尽管采用的是其专有格式，而不是行业标准格式。
与FC相似，Nintendo 64的产生对于任天堂的电子游戏事业乃至整个游戏格局都产生了深远影响。20世纪90年代，电子游戏界一直认为发展前景是3D游戏，但并不清楚3D游戏的系统应该是怎样的。在这种挑战下，任天堂的结论是：以地面为X轴和Y轴、上下为Z轴的思路是对的，问题在于8方向输入灵活性太差，影响到视角调整。如果要制作真正的3D游戏，就需要一种能够输入360度方向的设备，而且输入一定要迅速准确。而他们拿出的答案，就是著名的N64手柄。
N64模拟器与HLE
在1998年前后，一种新型的编程技术“HLE”，被ultraHLE模拟器开发者创造。由于N64的RCP结构复杂，且其中包含了大量的并行计算，当时的计算机不可能精确模拟。而这位开发者想出了一个办法，利用微代码推测游戏将做什么，再将模拟的CPU产生的RCP调用转换为本机图形API的调用。这一招，也被称作为高阶模拟（“HLE”）使得在电脑上游玩N64游戏首次成为可能。而实现这一切的HLE方法则被发扬光大。现代模拟器经常使用HLE。不仅如此，很多常用的程序，如dxvk（将DX9—DX11转换为Vulkan），vkd3d（将DX12转换为Vulkan）等实际也应用了HLE技术。
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