Il chip MOS 6581 "SID"

Nel Commodore 64 la gestione del suono è affidata all'ormai leggendario integrato 6581 SID. Il 64 non era il primo home computer a montare il un chip sonoro dedicato.I computer Atari ad esempio incorporavano già da tempo semplici integrati di questo tipo. Nel precedente Commodore VIC-20 era lo stesso chip VIC-I a controllare sia la grafica che il suono, fornendo 3 voci ad onda quadra ed una di rumore. Tuttavia il 64 è il primo ad avere un chip sintetizzatore di questa qualità. L'assoluta libertà di azione lasciata a Robert Yannes, il giovane ingegnere ideatore del SID, con il solo vincolo dell' area del chip permise di progettarlo per sua stessa ammissione seguendo i criteri di un sintetizzatore professionale e solo per mancanza di tempo il SID non riuscì ad arrivare ai livelli a cui Yannes avrebbe voluto portarlo. Il 6581 incorpora 3 oscillatori per 3 voci indipendenti con scelta tra 4 forme d' onda diverse per ogni voce (sinusoidale, triangolare, pulse/quadra, rumore), 3 modulatori di ampiezza e 3 generatori di inviluppo con parametri programmabili (attack, decay, sustain, release), modulazione d' anello, risonanza, filtri programmabili (passa basso, alto, banda ed elimina-banda) L'estensione è di 9 ottave. L'output può essere collegato direttamente a qualsiasi apparato con ingressi A/V. In una intervista del 1996 [1] Yannes ricorda che se avesse avuto a disposizione più tempo avrebbe aggiunto ulteriori feature al chip rendendolo più potente. Due aspetti che si vogliono far notare è come ciò impedì sia il raggiungimento di un rapporto S/N maggiore, sia la multiplazione degli oscillatori che finirono per consumare buona parte dell' area disponibile impedendo l' implementazione di altre voci. Nel progetto originario infatti il SID avrebbe dovuto avere più di 3 voci (!!!). La rivista americana BYTE ha incluso il SID tra i migliori 20 chip mai realizzati [2]. All'epoca non era infrequente leggere di articoli su musicisti semi-professionisti che annoveravano tra i loro strumenti anche un C64 o che realizzavano alcune parti utilizzando più C64 sincronizzati fra loro. Molte periferiche musicali economiche per computer nascono col C64, interfacce midi, tastiere dedicate, sound machines esterne ecc... ricordiamo ad esempio quelle ottime della SIEL, la CMK49 e la Sound Buggy [3]. La strada era tracciata per i futuri MSX, Amiga e Atari ST.

Il suono nello Spectrum

Lo Spectrum ordinario non dispone di un integrato sonoro dedicato e la generazione di musica ed effetti è demandata alla ULA collegata ad un altoparlante interno. Le capacità sonore sono quelle di un PC speaker classico. La ULA può generare una sola voce ad onda quadra, regolabile in volume, durata ed estensione su 5 ottave. A queste caratteristiche già di per se limitate si aggiunge il problema della dimensione dell' altoparlante interno che è molto piccolo e il volume nella maggior parte dei giochi risulta troppo basso rendendo disagevole l' ascolto. Il tutto peggiorato dal fatto che l' altoparlante è situato nella parte inferiore del case e che manca di un controllo di volume (nel C64 il volume può essere regolato dal televisore). Va meglio se si usano le cuffie oppure acquistando un box sonoro amplificato da collegare all'uscita del registratore Gli stessi inglesi erano soliti definire il piccolo speaker "quiet" (silenzioso) [4]. Diversi tentativi sono stati fatti per migliorare la generazione sonora nello Spectrum, come multiplexing temporale per dare l'illusione di avere più voci e manipolazioni dell'onda quadra per cercare di ricreare effetti realistici, ma non sempre con risultati soddisfacenti.

Il chip AY-3-8910

Sebbene lo Spectrum 128 non abbia incontrato alcun successo, dal 1987 con la gestone Amstrad cominciò a diffondersi una sua rielaborazione denominata Spectrum +2. Entrambe queste macchine incorporano il chip sonoro della General Instruments AY-3-8910. Nonostante queste macchine portino ancora il nome Spectrum e siano quasi totalmente compatibili con il modello originale, si tratta di computer successivi e diversi dal 48K classico, usciti circa 4-5 anni dopo e che al più potrebbero essere confrontati con il Commodore 128. Tuttavia può essere interessante analizzare le caratteristiche del chip audio contenuto al loro interno. L' AY-3-8910 era un chip abbastanza diffuso all'epoca ed è stato utilizzato in diversi computer come la serie MSX, l'Amstrad CPC464, l'Atari ST e la console Sega Master System. Pur rappresentando un notevole passo in avanti rispetto all'audio dello Spectrum precedente, l'AY resta comunque inferiore al SID. Come il SID, l'AY può gestire tre voci e contiene tre generatori di tono ma ha disponibili solo una forma d'onda, l'onda quadra, ed un generatore di rumore. Il generatpre d'inviluppo è unico per tutti e tre i canali ed il controllo non è flessibile come nel SID, in particolare la programmazione dei quattro parametri ADSR è fortemente limitata ed il generatore fornisce solo una ristretta serie di inviluppi predefiniti. Non vi sono filtri di sorta o feature particolari come risonanza o modulazione d'anello [5]. Per questi motivi i suoni prodotti dall' AY-3-8910 finiscono per apparire sempre molto simili tra loro, anche se si possono ottenere buoni effetti di riverbero e vibrato. Il chip possiede anche due porte di I/O general purpose ad 8 bit. Sebbene non sia stato progettato per gestire audio digitale, anche sull'AY-3-8910 sono state messe a punto tecniche per la riproduzione approssimativa di campionamenti.

Sintetizzatori esterni

Sia per il Commodore 64 che per lo Spectrum sono stati prodotti e commercializzati moduli sintetizzatori esterni per espandere le capacità del primo e sopperire alle carenze del secondo in campo audio. Questi oggetti hanno però incontrato una diffusione quasi nulla. L'affermarsi di questo genere di periferiche richiedeva infatti un supporto massiccio da parte dei produttori di software e d'altra parte sarebbe stato inutile acquistare delle espansioni audio che nessun gioco o programma supportava. Anche il supporto all'audio integrato dei nuovi Spectrum a 128K non era cosa immediata, poiché richiedeva una nuova specifica versione di ogni gioco. Molti dei giochi usciti in origine per il 48K non sono mai stati convertiti per 128K, preferendo sfruttare la compatibilità verso il basso e sacrificando il nuovo audio. Principalmente sono stati i giochi usciti dal 1987 in poi a trarre beneficio dall'integrato della General Instruments. Una delle espansioni audio per Spectrum 48K più spesso ricordate è il Melodik, una unità che incorporava al suo interno un AY-3-8910. Questo oggetto è stato prodotto abbastanza tardi nella vita dello Spectrum, quando la macchina stava ormai declinando. Era stato realizzato da una ditta dell' est Europa, la cecoslovacca Didaktik, come gadget per il suo Gama, clone d'oltre cortina dello Spectrum. Le capacità sonore del Melodik erano analoghe a quelle dello Spectrum 128k ma questo oggetto ebbe una diffusione praticamente nulla nell'europa occidentale. In conclusione si può affermare che la storia sonora dell'originale Spectrum così come lo volle il suo ideatore è rimasta sempre legata ai suoni emessi dal suo piccolo altoparlante.