Merci à tous pour vos réponses.
Par contre, j'ai fait des recherches pour vérifier à propos de la Mega CD, et:
http://dextremes.com/genesis/gen-spec.html
http://www.emulator-zone.com/doc.php/genesis/
Apparemment, elle ne supporte pas ces effets (rotation/scaling) en hardware. D'ailleurs si c'était rendu en hardware, ça tournerait à 60 FPS...
De plus, on voit que la VRAM se remplit progressivement avec les données tournées / scalées (et sauf erreur, le VDP* ne peut pas écrire dans la VRAM, il peut seulement lire, donc c'est pas lui qui fait le rendu, mais bien le processeur

).
* VDP = Visual Display Processor. Il effectue en temps réel un rendu pixel par pixel à partir des données de la VRAM et les ports de config E/S vers la sortie vidéo.
Dans l'intro du BIOS on voit une pétée de déformations appliquées alternativement à une ou deux images (un logo Sega et un Mega CD), mais ça rame, donc c'est bien du software. A mon avis, il y a des routines de rotation/scaling dans le BIOS, mais elles sont exécutées en software par le sub-68k (qui est actif à 100% dans ces périodes, et quasiment inutilisé autrement, juste pour le son).
Dernier truc, dans le BIOS à un moment, les images tournées / scalées sont dessinées sur le BG et pas effacées (laissent une trainée quoi). Encore une fois, le VDP de la Mega Drive ne permet pas de faire un rendu sur un backbuffer. Et apparemment, la seule différence qu'apporte le Mega CD au niveau du VDP est 256 ko de RAM en plus. Le 32X en revanche remplace complètement le VDP de la Mega Drive.
Note: je viens de m'embêter pendant plus d'une heure pour vérifier le framerate, et c'est bien 20 fps (et la précision est au pixel près).
