Una nuova modalità performance aumenta del 25 percento le frequenze mobile di Switch - articolo

Il Digital Foundry analizza la nuova disponibilità di potenza della GPU e il recente teardown di Switch.  

A pochi giorni dal lancio del Nintendo Switch, alcuni elementi d'incertezza ancora circondano le specifiche tecniche finali della nuova console. Ma un gigantesco leak dei documenti di uno sviluppatore di Nintendo, assieme a un teardown dell'hardware finale in versione retail da parte di un'azienda cinese, potrebbe aver definitivamente chiuso i dibattiti. Nel frattempo, nuove informazioni provenienti da fonti verificate rivelano i tweak finali che Nintendo ha apportato alle performance dell'hardware a ridosso della release della console.

Per come stanno le cose, i documenti trafugati, per quanto siano datati, servono a confermare molto di quanto già sappiamo sul sistema, ma il teardown aggiunge qualcosa di nuovo. Quello che salta immediatamente all'occhio è che la qualità costruttiva ed il design del sistema sono eccellenti. Switch è compatto ed elegante ma ha anche un design molto semplice. La batteria da 4310Mah e 16Whr occupa gran parte dello spazio interno, e ad un primo sguardo sembra che non sarà difficile per gli utenti sostituire gli elementi interni con prodotti di terze parti. Questi sono tenuti insieme con delle viti e non c'è alcun segno della colla utilizzata nel design dei recenti smartphone e tablet, che rende più difficile l'intervento dell'utente.

Ci sono altri punti di analisi che possiamo trarre dalle foto del teardown cinese di Switch: un lettore di card microSD rimovibile è una scelta interessante, ad esempio. Sembra essere posizionato sullo scudo termico che si trova appena si apre la console. Perché Nintendo abbia deciso di rendere questa componente rimpiazzabile, è un po' un mistero. La memoria di storage eMMC Nand da 32GB sembra occupare la sua mini-piastra madre secondaria, invece di essere direttamente saldata sulla mainboard. Questa soluzione offre a Nintendo la possibilità di produrre SKU premium con maggiore capacità di storage, mantenendo al contempo la stessa scheda madre.

Ma sono la configurazione del processore e il sistema di raffreddamento ad essere davvero interessanti. Una heatpipe piatta dissipa il calore dal processore Nvidia Tegra, mentre una soluzione di raffreddamento attiva si occupa di fermare il surriscaldamento, assicurando performance costanti nel tempo, specialmente in modalità docked in cui la GPU innalza il suo clock di un fattore 2,5x. Non è ancora chiaro se la ventola sia completamente disattivata in modalità portatile ma è un aspetto che verificheremo nell'imminente recensione misurando i livelli di rumorosità.

Ma la grande domanda riguardo ai componenti interni verte sulla natura dello stesso processore Nvidia. Il leak di luglio 2016 ci ha fornito quasi tutto quello che sappiamo sull'hardware ma alcuni dettagli sono singolari, in particolare il leak del produttore hardware cinese Foxconn, che è chiaramente basato su conoscenze in prima persona dell'hardware di Switch, presumibilmente provenienti dalla stessa fabbrica che produce i componenti. Se si escludono un paio di aspetti, il leak di Foxconn si è dimostrato molto accurato nel descrivere la configurazione interna di Switch, a cominciare dalla forma della heatpipe fino ad arrivare alla capacità della batteria, ma suggerisce anche che il processore Nvidia Tegra sia stato testato per diversi giorni con la CPU operante a 1,78GHz e la GPU spinta a 921MHz.

Si tratta di frequenze notevolmente più alte rispetto a quelle che avevamo riportato in precedenza, con una maggiorazione del 20 percento sul clock GPU (921MHz vs 768MHz) e addirittura del 75 percento sulla CPU. Nel mondo reale, l'incremento del clock della GPU sarebbe utile ma non esattamente uno stravolgimento prestazionale; discorso diverso per la CPU, che incrementerebbe non di poco le capacità dell'intero sistema, permettendo un livello di complessità maggiore nella fisica, nelle animazioni e nella logica dei giochi.

Ma per quanto desideriamo che le frequenze di clock siano reali, il peso dell'evidenza è contro questo aspetto del leak. Per mantenere una durata della batteria decente con quelle frequenze, dovremmo avere un chip con architettura 16nm FinFET (magari una revisione dei core della CPU ARM), ed il teardown cinese conferma che la dimensione del Die del chip è rimasto inalterato dal Soc a 20nm Tegra X1.

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L'utente di Reddit Sherwood16 ha pubblicato questa comparativa tra il Tegra X1 della revisione 2017 dell'Nvidia Shield Android TV (sinistra) e le fotografie del SoC di Switch del teardown cinese (destra).

La differenza tra 16nm e 20nm non è nella dimensione dei transistor, ma più che altro nel nodo inferiore dei transistor 3D 'FinFET'. Un Soc a 16nm avrebbe approssimativamente la stessa taglia del Tegra X1 a 20nm, ma la differenza è che il teardown rivela un processore con le stesse identiche dimensioni. È anche degno d'interesse il fatto che il processore sia circondato dagli stessi elementi elettronici posti nello stesso ordine, come i condensatori. La conclusione iniziale che abbiamo trattp è che si tratta di un Tegra X1 leggermente modificato ma ancora a 20nm, che presenta frequenze simili a quelle da noi riportate (ed a tutte quelle provenienti dai leak, eccezion fatta per Foxconn).

Comunque, ci sono alcune notizie interessanti. Mentre le configurazioni delle frequenze di clock rimangono inalterate per le modalità docked e non, Nintendo ha aggiunto alle modalità di performance disponibili una nuova modalità boost agli sviluppatori in un update recente. Si tratta comunque di un boost alla potenza della GPU in modalità mobile, non una conferma delle frequenze di clock di Foxconn. Se le frequenze riportate si fossero riferite realmente all'hardware di Switch, crediamo che si sarebbe potuto trattare di uno stress test dei limiti termici per il chip derivato dal Tegra X1, eseguito per fornire a Nintendo la più rosea aspettativa prestazionale offerta dal chip sostenibile dal sistema di raffreddamento scelto, prima di mettere la parola fine sulle sue specifiche definitive. Le console moderne tendono ad essere impostate a frequenze di clock più conservative per mantenere stabilità e affidabilità.

Per come stanno le cose, i clock della CPU e della GPU che avevamo riportato rimangono quelle di default per le configurazioni docked e portatile. Comunque, avendo guardato una versione revisionata dei documenti che avevamo letto in prima istanza lo scorso dicembre, una nuova nota indicata come "NX add-on" appuntata al documento introduce una tabella di modalità operative. Ecco come appare la tabella adesso, con le nuove aggiunte in grassetto.

Richard e John discutono dell'hardware di Switch e dei giochi svelati ai recenti eventi stampa.

Velocità della CPU disponibili Velocità della GPU disponibili Velocità del Controller di Memoria disponibili
Configurazione Portatile 1020MHz 307.2MHz/384MHz 1331.2MHz
Configurazione Docked 1020MHz 307.2MHz/384MHz/768MHz 1331.2MHz/1600MHz

L'aggiunta chiave è una nuova modalità che sembra disegnata per potenziare le prestazioni in configurazione portatile. Gli sviluppatori possono optare per un clock di 384MHz per la GPU, che corrisponde a un preciso +25% della potenza computazionale rispetto all'opzione default di 307.2MHz. Entrambe le frequenze sono disponibili agli sviluppatori in quelle che si chiamano "normal mode". E per togliere ogni dubbio, gli utenti non potranno scegliere tra esse. In aggiunta, sono state eseguite delle modifiche anche alla banda di memoria. Nel nostro primo report, abbiamo rivelato che nella modalità portatile gli sviluppatori avrebbero potuto scegliere se far girare le memorie LPDDR4 a 1600MHz o 1331.2MHz. L'opzione da 1600MHz è adesso disponibile solamente nella 'boost mode' (quando Switch è collegato al dock), mentre il supporto alla frequenza di 1600MHz in modalità mobile è negato. Come sopra, gli sviluppatori possono scegliere se optare per far girare la console in modalità portatile anche se collegata al dock, e teniamo a specificare che nella documentazione non è presente alcuna nuova modalità di performance in configurazione docked. Oltre a ciò, dovremmo sottolineare che non tutti i giochi useranno la modalità che imposta la GPU a 384MHz in modalità portatile. Gli sviluppatori decideranno come impostare meglio la console per adattarsi ai loro progetti, e 307.2MHz rimane l'opzione standard.

Spostandoci per un momento nell'area delle pure speculazioni, ci chiediamo se Zelda utilizzi la nuova modalità di boost mobile per la GPU. Ricuce lievemente il gap prestazionale della GPU tra la modalità portatile e docked, e unito a un piccolo incremento della banda di memoria potrebbe spiegare il perché il titolo sia visualizzato a 720p in modalità portatile, ma solamente a 900p con output sulla TV. Oltre a ciò, ci chiediamo anche se l'utilizzo della modalità a 384MHz causi compromessi in altre aree del sistema, forse disabilita il WiFI? (PS Vita aveva diverse modalità di prestazioni e una di esse disattivava il WiFi per ridistribuire la riserva di energia). Queste sono solo speculazioni, certamente, e solo il tempo ci dirà la verità.

La tabella espansa di sopra mostra ancora le frequenze della memoria in linea con le capacità del Tegra X1 e uno sguardo al disassemblaggio della console mostra due moduli Samsung LPDDR4 in parallelo, nella stessa medesima configurazione della Shield Android TV. L'unica differenza sembra risiedere nella capacità dei chip di RAM. Shield utilizza infatti moduli da 1,5GB, mentre Switch presenta una configurazione 2x2GB per un totale di 4GB di memoria di sistema. Identificare i moduli esatti utilizzati è stato lungo oggetto di dibattito per via dei grossi watermark che oscuravano questi chip nelle foto fatte dai cinesi, ma c'è stato qualche eccellente lavoro investigativo su NeoGAF. Il modello preciso è ancora sconosciuto ma la configurazione suggerisce fortemente che si tratti di una soluzione di memoria con bus a 64-bit, uniformandosi ai leak precedenti sulle specifiche di Switch e tagliando fuori l'ipotesi dell'interfaccia a 128-bit utilizzata nel Tegra X2 basato su Pascal.

John e Richard raccolgono le loro opinioni basate sulle rispettive sessioni di gioco a The Legend of Zelda: Breath of the Wild all'evento hands-on Switch di gennaio.

A tutti questi dati e queste analisi, possiamo aggiungere i dati di consumo elettrico della console in modalità docked, sulla base di misurazioni eseguite sull'hardware finale retail. A pieno carico, il più alto consumo registrato è stato di 16W. La versione di lancio dell'Nvidia Shield Android TV basata sul Tegra X1 consumava un massimo di 19,5W. Dovrebbe essere evidenziato che questa potrebbe essere solamente una stima approssimativa dei consumi nella comparazione tra i due dispositivi. Dopo tutto le frequenze di clock sono differenti e non possiamo confrontare contenuti identici coi due device. Comunque, se Switch utilizzasse un processore a 16nm i consumi sarebbero notevolmente più bassi.

Anche se c'è ancora la possibilità di avere un SoC più rifinito nell'hardware retail, la conclusione è che Switch ha un processore che sembra proprio il Tegra X1, con le specifiche di Nintendo in linea con quelle del processore montato su Shield TV, e un consumo energetico che rientra nelle caratteristiche del processo produttivo a 20nm del chip (ed un'analisi dei consumi della seconda revisione di Shield potrebbe dimostrarsi illuminante come comparativa più stretta). Quanto Nvidia e Nintendo abbiano personalizzato la tecnologia del chip rimane un mistero ma una grossa revisione hardware avrebbe certamente comportato dei cambiamenti evidenti nelle dimensioni del pezzo di silicio rispetto al Tegra X1, una situazione che non abbiamo riscontrato sul SoC di Switch.

Nonostante le foto del teardown, i precedenti leak e i nuovi documenti degli sviluppatori puntino verso la presenza della vecchia tecnologia Tegra nel cuore di Switch, è innegabile che siamo di fronte alla console portatile più potente mai creata, spalleggiata da API dedicate disegnate per trarre le massime prestazioni dall'hardware. Comunque il gap prestazionale tra le configurazioni portatile e docked è considerevole, e potrebbe portare a compromessi grafici quando si gioca in mobilità.

A questo punto la storia infinita sulle specifiche di Switch potrebbe essere giunta al suo termine ma avvicinandoci al lancio è proprio qui che le cose si fanno interessanti. The Legend of Zelda: Breath of the Wild potrebbe tranquillamente essere il titolo mobile più ambizioso mai creato, ed un buon indicatore sul modo in cui gli sviluppatori scaleranno le loro esperienze di gioco a seconda che si usi la console sulla TV o in mobilità. La risoluzione sarà l'unico compromesso? La prossima settimana ci lanceremo in una recensione hardware completa, oltre che in un'analisi comparativa tra le versioni Switch e Wii U di Zelda, e non mancheremo di mostrarvi i risultati.

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Riguardo l'autore

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry

Rich has been a games journalist since the days of 16-bit and specialises in technical analysis. He's commonly known around Eurogamer as the Blacksmith of the Future.

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