- CPU
- Motorola 68000de 16/32 bits a 7,61 MHz (PAL) o 7,67 MHz (NTSC). Es el procesador central de Mega Drive.
- Zilog Z80de 8 bits a 3,55 MHz (PAL) o 3,58 MHz (NTSC). Esta CPU, en la Mega Drive, se usa principalmente para tareas de efectos de sonido, o como CPU principal en modo de compatibilidad con Master System, permitiendo así la ejecución de juegos y cartuchos nativos de ésta, mediante un periférico que proporcione la entrada correspondiente, llamado Power Base Converter, Mega Adaptor o Master System Converter según el mercado.
- Memoria
- RAM principal: 64 Kb.
- RAM de Vídeo: 64 Kb.
- RAM de Sonido: 8 Kb.
- ROM: Los primeros modelos de Mega Drive no llevaban, pero posteriores modelos incluían una ROM de arranque de 2Kb que mostraba el texto «Produced by or under license from Sega Enterprises Ltd.».
- Capacidad de los cartuchos: Normalmente los juegos eran de entre 4 y 16 Mbits. Algunos cartuchos llegaban hasta los 24 Mbits (Jurassic Park, Eternal Champions…). El Sonic 3Dllegó hasta los 32 Mbits y el Super Street Fighter II llegó a los 40 Mbits.
- Gráficos
- Un procesador VDP (Video Display Processor) es el encargado de generar y manejar los gráficos (sprites, planos de scroll, etc.).
- Resolución: 320 x 224, 256 x 224, 320 x 240 (solo para algunos juegos adaptados a sistemas PAL, como Knuckles’ Chaotix).
- Paleta: 512, de los cuales podrán elegirse 61 para mostrarse simultáneamente con una configuración habitual, a menos que se apliquen modos especiales; está la Color RAM (o CRAM), que soporta un máximo de 4 paletas de 16 colores cada una, siendo el primer color transparente; se puede elegir cualquier color como «color de fondo», pero la mayoría de los juegos eligen uno de los colores transparentes (de ahí que el máximo común es 61, y no 64 ni 60). Varios juegos, entre los que destacan Ranger X, Street of Rage III,Sonic 3d Blast, Dynamite Heady, Alien Soldier, Vectorman 1 y 2, Toy Story, Eternal Champions… usan 7 bits para la información de color, con lo que llegaban a mostrar 128 colores simultáneos o más (lo habitual en SNES).
- Colores simultáneos en pantalla: 61 (o más, cambiando la paleta durante el barrido y/o activando el modo shadow-highlight).
- Sprites simultáneos en pantalla: 80/64, 20 máximo por scanline.
- Sonido
- Chip de sonido principal de 6 canales FM Yamaha YM2612.
- Chip de sonido adicional de 4 canales PSG (Programable Sound Generator) Texas Instruments SN76489.
- Audio 8 bits (intercambiable con un canal FM).
- Entrada/Salida
- Conector DIN8 RGB/Audio Mono/Video (solo en Mega Drive I / Genesis I).
- Conector Mini-DIN9 RGB/Stereo/Video (Mega Drive II / Genesis II).
- Modulador RF (Mega Drive / Genesis I y II).
- Auriculares stereo con regulador (solo Mega Drive I / Genesis I).
- AUX (conector DE-9hembra), presente en las primeras Mega Drive / Genesis.
- 2 tomas joystick tipo Atari variante Sega Mega Drive (Conector DB-9 macho).
- Slot de cartuchos en la parte superior.
- Bus de expansión (solo Mega Drive / Genesis I y II), utilizado para la conexión de Sega Mega-CD.
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