Coba dengerin lagu Mega Drive di emulator yang “akurat”, lalu bandingin sama konsol aslinya. Banyak yang bilang emulatornya kedengeran lebih bersih — dan itu justru masalahnya. Sebagian suara yang lo kangenin dari konsol 8/16-bit bukan hasil desain rapi: itu hasil sirkuit yang salah hitung, filter yang gak selesai dikerjain, dan DAC yang voltasenya keliru. Dan anehnya, komposer zaman itu sadar, lalu menulis musiknya di sekitar bug tersebut.
Die shot YM2612 — chip FM yang suaranya jadi identitas Mega Drive. Foto: Seanriddle, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
Chip yang dirancang habis-habisan dalam lima bulan
Kisah paling telanjang soal ini ada di Commodore 64. Chip suaranya, MOS 6581 alias SID, dirancang Bob Yannes — orang yang datang ke MOS Technology bukan dari dunia komputer, tapi dari hobi synthesizer. Menurut dia, chip suara pasaran waktu itu “primitif dan jelas dirancang orang yang gak ngerti musik”.
Yang dia mau bukan beeper buat game, tapi satu chip yang isinya synthesizer beneran: tiga osilator, empat bentuk gelombang (sawtooth, triangle, pulse, noise), envelope generator, ring modulation, plus filter analog multimode 12 dB/octave. Timnya cuma berempat, dan seluruh desainnya kelar dalam sekitar empat sampai lima bulan di paruh kedua 1981, biar bisa nongol di CES Januari 1982.
Tapi ada yang ketinggalan: filternya.
Filter SID yang hidup sendiri
Perilaku filter di chip 6581 tidak sesuai spesifikasi. Cutoff-nya tidak linear, dan yang lebih parah: tiap chip bunyinya beda. Ada yang filternya bocor, distorsinya kasar, dan kalau dipakai menyaring beberapa kanal sekaligus ada yang menurunkan pitch satu oktaf. Ini bukan fitur. Ini cacat produksi dari proses NMOS tahun 1982 yang toleransinya lebar.
Komposer C64 kemudian memperlakukan cacat itu sebagai instrumen. Bass yang “hangat” dan growl khas lagu-lagu Martin Galway dan Rob Hubbard adalah hasil nyemplungin suara ke filter yang sebenarnya rusak. Ketika Commodore merilis revisi 8580 pada 1986 — proses HMOS-II, 9V, filter linear, konsisten antar chip, hampir bebas distorsi — hasilnya lebih “benar” secara spesifikasi, tapi lagu lama yang diaransemen buat 6581 jadi kedengeran pucat di 8580. Sebaliknya, lagu yang ditulis buat 8580 malah buzzing di 6581.
Dua generasi SID bersebelahan — 6581 dan 8580. Pin-nya kompatibel, suaranya tidak. Foto: Taras Young, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
Kanal keempat yang lahir dari bunyi “klik”
SID cuma punya tiga voice, tapi lagu C64 akhir 80-an sering punya drum sample digital. Dari mana?
Karena pemisahan sirkuit analog dan digital di 6581 jelek, output chip selalu punya bias yang tidak nol. Efek sampingnya: tiap kali register volume 4-bit diubah, muncul klik. Kalau klik itu diubah-ubah cepat sesuai data sample, jadilah konverter DAC 4-bit ilegal — voice keempat yang tidak pernah ada di datasheet. Trik ini dipakai luas buat nempelin digi-drum di atas tiga kanal melodis.
Lalu 8580 datang dan memperbaiki bias itu. Hasilnya: sample digital di 8580 jadi nyaris gak kedengeran. Solusinya dua — solder resistor sekitar 330 kΩ ke ground di pin audio-in, atau trik software pakai gelombang pulse buat bikin bias palsu, yang sayangnya bikin satu voice gak bisa dipakai.
Yamaha YM2612: tangga yang gak sengaja
Pindah ke Mega Drive. Chip FM-nya, YM2612, punya enam kanal FM empat operator, dan kanal keenam bisa dimatikan FM-nya buat main sample PCM 8-bit. Yang bikin suaranya khas bukan itu, tapi DAC internal 9-bit-nya yang pakai time-division multiplexing: satu sample per kanal dikirim bergantian.
Karena ada kesalahan pada tegangan amplitudo di desain aslinya, muncul crossover distortion. Orang nyebutnya ladder effect atau low volume distortion: suara yang volumenya rendah — terutama fade-out — mengalami kuantisasi yang lebay, jadi kasar dan “bergranular”. Sebagian game awal Mega Drive, termasuk After Burner II, justru menulis musik dengan memanfaatkan distorsi ini buat dapet timbre tertentu.
Konsol Mega Drive generasi belakangan memakai YM3438 yang sudah dibenerin. Game-game yang mengandalkan trik tadi jadi kedengeran lebih pelan dan kurang nendang di hardware baru. Jadi “Mega Drive yang otentik” itu tergantung lo pakai revisi motherboard yang mana.
NES: kanal yang gak punya tombol volume
Ricoh 2A03 punya lima kanal: dua pulse, satu triangle, satu noise, satu DPCM. Yang triangle aneh: dia tidak punya register volume sama sekali. Gelombangnya dibentuk dengan menaik-turunkan volume 4-bit dari 0 ke 15 dan balik lagi. Karena langkahnya diskret, muncul overtone empat oktaf di atas nada utama dengan volume sekitar seperdelapan — itu sumber karakter “buzzing” bass NES yang khas.
Bahkan mixernya bermasalah: tiap kanal dicampur non-linear, jadi volume satu kanal ikut berubah kalau kanal lain berubah. Triangle paling repot, karena dia gak punya volume sendiri.
Prosesor Famicom di motherboard — 2A03 menangani CPU dan seluruh audio. Foto: Darklanlan, Wikimedia Commons, CC0.
Ada lagi: bit order kanal DPCM itu kebalik dari yang biasanya orang duga, dan banyak developer zaman itu gak ngeh, jadi sample mereka pecah.
Bahkan Sega bikin versi yang lebih bagus — cuma buat Jepang
Contoh paling menyakitkan: Master System. Di Jepang, model 1987 punya chip FM Yamaha YM2413 built-in — sembilan kanal, dua operator, plus mode perkusi. Versi Barat tidak punya. Jadi game yang sama bisa punya dua soundtrack beda kelas: PSG (SN76489, tiga kanal kotak plus noise) di Eropa/Amerika, FM di Jepang. Sekitar 40 game mendukung FM.
Add-on FM Sound Unit buat Mark III cuma bisa PSG atau FM, gak dua-duanya — Master System Jepang bisa mencampur keduanya. Dan Power Base Converter di Genesis tetap gak ngaktifin FM.
Kenapa ini penting buat emulasi
Intinya: “suara khas” sebuah konsol sering kali adalah spesifikasi yang gagal dieksekusi, lalu diadopsi jadi bahasa artistik. Itu sebabnya emulator akurat harus mengemulasi bug, bukan cuma instruksi chip. Emulator Mega Drive modern nyediain pilihan core YM2612 versus YM3438 justru karena dua-duanya menghasilkan musik yang beda secara musikal, bukan cuma teknis.
Jadi lain kali ada yang bilang “emulator lo salah, kok suaranya lebih bersih” — mungkin dia benar. Yang lo kangenin memang bukan kesempurnaan.