Svelato il processore grafico del Wii U!

Nonostante il lancio avvenuto circa due mesi fa, la Wii U di Nintendo ha continuato a mantenere un certo alone di mistero sulle sue reali capacità grafiche. Ci eravamo fatti empiricamente un'idea della potenza di calcolo della CPU tri-core montata sulla scheda madre, ma le reali capacità di una console per giocare risiedono effettivamente nel processore grafico. Sotto questo aspetto molto poco è stato divulgato da Nintendo a proposito della GPU Radeon installata e, curiosamente, sappiamo molto di più dei processori grafici presenti sulla prossima generazione di Xbox e PS3 che non dell'hardware montato sulla Wii U.

Questo fino ad ora.

Ma come siamo venuti a conoscenza di questi dettagli? La vicenda che ha rivelato le vere capacità grafiche della Wii U è una storia nella storia, che vale la pena di essere raccontata. Sono state infatti pubblicate foto dettagliate del die in polisilicone del processore grafico, e sono talmente in alta risoluzione da mostrare nei minimi dettagli la composizione del chip a livello di nano circuiteria. Questo è stato possibile grazie a una iniziativa della community del forum NeoGAF: i membri hanno notato che su un sito specializzato erano state messe in vendita fotografie di un'operazione di reverse-engineering della console.

In particolare, le foto di CPU e GPU erano in vendita a $200 a scatto. Vista la curiosità degli smanettoni di Neogaf e la volontà di porre fine alle diatribe che dal lancio della console sono nate attorno alle sue reali capacità di elaborazione grafica, una colletta è stata presto organizzata per acquistare alcune immagini. Una volta che gli specialisti di Chipworks si sono accorti dello sforzo economico messo in piedi dai membri di Neogaf, si sono offerti di fornire gratuitamente le foto in questione, applicando filtri di ripulitura e ingrandimento per migliorarle il più possibile nel dettaglio e fornendo quante più informazioni a chi poi le avrebbe analizzate. Noi compresi.

"Ottenere queste immagini è stato il risultato di uno sforzo tra la community e alcuni specialisti di reverse-engineering"

Quindi, cosa ci mostra questa immagine in alta definizione del cuore della Wii U? Innanzitutto dobbiamo essere chiari su come abbiamo ottenuto le nostre conclusioni: i core grafici funzionano principalmente ripartendo il carico di lavoro in parallelo su una vasta rete di processori. Sul die questi corrispondono alla serie di blocchi di transistor identici tra loro che si possono notare replicati in serie uno fianco all'altro. È risaputo che l'hardware della Wii U è basato sul chip AMD RV770 montato sulle schede video della famiglia Radeon HD 4XXX. I punti di comparazione con le fotografie esistenti di GPU già prodotte da ATI nel passato quindi non ci mancavano.

La foto fornita dagli specialisti di Chipworks è ancora in fase di analisi, ma gli elementi fondamentali della struttura tecnica di questo processore grafico sono ormai chiari oltre ogni dubbio. Si tratta di una GPU dotata di 320 unità stream affiancate a 16 unità di mappatura texture e 8 unità di rendering. Dopo la presentazione iniziale della Wii U all'E3 2011, le nostre supposizioni sull'hardware erano state piuttosto azzeccate. "A questo punto possiamo solo ipotizzare e supponiamo che la RAM presente sulla Wii U sia basata su chip GDDR3 o DDR3 di gran lunga più economici dell'ultima GDDR5 e della poco usata DDR4. Riguardo alla GPU Radeon custom di AMD, pensiamo che possa avere più punti in comune con le Radeon HD 4650/4670 piuttosto che con qualcosa di più ricercato. I 320 stream processor di tali chip forniscono una potenza più che sufficiente per consentire una grafica a livello di Xbox 360 e PS3, specialmente in un hardware chiuso."

Si trattava di una considerazione basata su ciò che avevamo visto all'evento di presentazione e in effetti la GPU finale corrisponde alle potenzialità di una scheda video della famiglia 4650/4670, per quanto con un certo deficit in ambito di unità di texture-mapping e una velocità di clock inferiore. Le potenzialità del chip RV770 sono molto ben documentate in quanto a caratteristiche tecniche di base e per questo motivo possiamo quindi escludere a priori qualsiasi pretesa di next-gen da parte di Nintendo. L'hardware grafico montato su Durango e Orbis giocherà in un campionato completamente diverso rispetto a quello della current gen, Wii U compresa.

In ogni caso, le 16 TMU a 550MHz e i miglioramenti implementati nel chip RV770 elevano le capacità di questo hardware oltre quelle della CPU Xenos dell'Xbox 360: all'incirca la capacità di elaborazione degli shader è superiore di una volta e mezza rispetto alla console di Microsoft. Poiché è largamente riconosciuto da molti sviluppatori che il core grafico della PS3 sia leggermente meno efficiente della sua controparte Microsoft, si può considerare il comparto grafico della Wii U come superiore ad entrambe le console attuali, per quanto non di molto. Sicuramente le potenzialità della console Nintendo sono superiori sul fronte della risoluzione a 1080p ma l'inclusione di sole otto unità di rendering rende improbabile la visualizzazione di titoli 3D complessi su questa console a 1080p.

Queste caratteristiche tecniche, per quanto non esaltanti in relazione ad un hardware lanciato a fine 2012, non spiegano perche alcune conversioni su Wii U non abbiano messo in mostra prestazioni corrispondenti all'hardware presente effettivamente sotto il cofano. In Black Ops 2 per esempio, nonostante il gioco giri a una risoluzione sub-HD da 880x720, le prestazioni in termini di frame rate non arrivano spesso al livello delle due console attuali.

"Queste caratteristiche tecniche non spiegano i risultati mostrati in alcune conversioni su Wii U"

Il maggiore sospettato di questi cali di performance dovrebbe essere il processore centrale della console, visto che le oscillazioni del frame rate si sono verificate spesso quando lo schermo era impegnato a svolgere operazioni tipicamente affidate alla CPU. Il chip in questione è un tri-core da 1.2GHz riarchitettato dal chip Broadway montato sulla Wii, a sua volta discendente del Gekko presente sul Gamecube. Accusare la CPU di scarse prestazioni non è tuttavia conclusivo visto che in altre aree non abbiamo abbastanza informazioni per trarre conclusioni specifiche, in particolare i livelli di banda passante di sistema, e la velocità di trasferimento tra la GPU e i 32 MB di eDRAM non sono noti. Se le capacità generali sono quindi ben definite, la discussione continuerà su come effettivamente i principali elementi del chip sul fronte del rendering e texturing sono interfacciati tra loro.

"Accusare la CPU di scarse prestazioni non è tuttavia conclusivo visto che in altre aree non abbiamo abbastanza informazioni"

Nonostante siamo riusciti ad avere tutte le risposte essenziali alle domande che ci siamo posti sulle potenzialità grafiche di questa console, la foto in questione lascia aperto lo spazio ad alcune domande. In particolare la funzione della RAM nella parte superiore sinistra dello scatto e di tutti gli altri componenti presenti a schermo, che non siamo riusciti a identificare con precisione. Si tratta di speculazioni, ma oltre agli elementi essenziali di cui abbiamo parlato poc'anzi, come le unità di rendering e il processore centrale, siamo pronti a scommettere che tra gli elementi presenti nell'immagine cui non siamo riusciti a dare un nome si trovano anche un controller audio e un security core simile all'unità ARM 'Starlet' presente sulla vecchia Wii.

Non ci sorprenderemmo nemmeno di scoprire la presenza di un encoder video hardware per la compressione del framebuffer video da inviare al display LCD del GamePad. I banchi addizionali di memoria potrebbero essere dedicati alla retrocompatibilità con la vecchia Wii e potrebbero ammontare a 1MB per le texture e 2MB per il framebuffer. A dire il vero, l'intera GPU della Wii potrebbe essere stata compressa e qui riprodotta per assicurare una completa compatibilità all'indietro della console.

Insomma, per quanto ci sarà ancora spazio di discussione sull'hardware grafico montato sulla Wii U, è abbastanza chiaro come gli elementi fondamentali siano stati ben delineati grazie al lavoro di reverse engineering svolto da Chipworks, e sotto molti punti di vista possiamo dire di essere molto vicini ad ottenere un quadro completo. Lo sforzo per arrivare a queste informazioni è stato notevole, quasi inusuale se consideriamo che sappiamo già molto di Durango e Orbis, due console ancora sconosciute al grande pubblico nella loro forma definitiva. La risposta del perchè è ovvia: nemmeno Nintendo ha svelato questi dettagli che in genere accompagnano i kit SDK inviati agli sviluppatori. Chi ha sviluppato per Wii U fino a questo momento è stato quindi lasciato all'oscuro di queste informazioni e costretto a scoprire da solo il reale livello di performance raggiungibile da questa console. La sensazione è che solo le esclusive realizzate internamente da Nintendo potranno veramente mettere a nudo le reali capacità di questa console.