Original-URL des Artikels: http://www.golem.de/news/teardown-analyse-chips-der-wii-u-sind-langsam-klein-und-sparsam-1211-95887.html    Veröffentlicht: 22.11.2012 19:04

Teardown-Analyse

Chips der Wii U sind langsam, klein und sparsam

US-Medien haben Nintendos neue Konsole Wii U zerlegt und ein ungewöhnliches Design mit einem Multi-Chip-Modul gefunden. Die Chips darin sind sehr klein, benötigen aber auch wenig Energie. Viel Rechenleistung gibt es nicht, wie auch Spieleentwickler feststellen.

Die Hardware von Spielekonsolen zu analysieren, ist schwierig, weil die Hersteller der Geräte kaum Informationen dazu verraten. Zudem laufen Standardbetriebssysteme selten darauf, so dass sich kaum plattformübergreifende Benchmarks durchführen lassen. Deshalb hat auch Anand Lal Shimpi als einer der Ersten Schraubendreher und Rasierklinge zur Hand genommen und den Heatspreader des einzig aktiv gekühlten Chips entfernt.

Was er fand, ist ein sehr ungewöhnliches Multi-Chip-Modul (MCM). Zwar wird die Bauform, bei der mehrere Dies auf einem Substrat zusammengefasst sind, gerade bei Konsolen häufig gewählt. Bei der Wii U gibt es aber gleich drei Dies verschiedener Hersteller: AMD, IBM und Renesas.

Triple-Core mit Power-Architektur von IBM

Der Prozessor auf dem Bild links oben besteht aus drei Kernen, die mit IBMs Power-Architektur arbeiten. Wie auch Nintendo selbst bestätigte, ist es das erste Mehrkerndesign des Unternehmens. Schon im Vorgänger, der Wii, arbeitete ein Power-Chip namens Broadway. Das war aber noch ein Single-Core.

Anandtech vergleicht die Leistung des Prozessors mit dem Sunspider-Benchmark, der die Darstellungszeiten von Webseiten misst. Dabei ist die Wii U mit 2.580 Millisekunden etwa 30 Prozent langsamer als das Smartphone Razr M mit Qualcomms Snapdragon-SoC. Das führt der Tester aber zum Teil auf eine alte Version von Webkit zurück, mit welcher der Browser der Wii U arbeitet.

Auch die Spieleleistung der Konsole sei nicht beeindruckend, sagte das für die Metro-Reihe bekannte Studio 4A Games der Seite Nowgamer. Die Rede ist von einer "schrecklich langsamen CPU", die auch bei starken Abstrichen nicht für moderne Actionspiele geeignet sein soll. Ähnliches war auch anfangs über die erste Wii zu hören, später fanden Programmierer aber trotzdem Wege, auch Spiele wie Call of Duty umzusetzen.

Die Größe des Prozessors, der von IBM mit 45 Nanometern Strukturbreite hergestellt wird, deutet aber ebenfalls darauf hin, dass nicht viele Funktionseinheiten vorhanden sein können. Rund 94 Quadratmillimeter ist das Die groß, ein einzelner Atom-Kern kommt laut Intel bei gleicher Strukturbreite auf 26 Quadratmillimeter.

Leistungsaufnahme um 30 Watt

Kleine Chips, die wenig können, lassen sich auch mit wenig Strom betreiben. Wie auch Nintendo selbst berichtete, war geringe Leistungsaufnahme eines der Designziele bei der Wii U. Anands Messungen bestätigen das: Nur 33 Watt benötigt das Gerät beim Spielen von Super Mario U; für das Hauptmenü der Konsole sind es über 31 Watt. Weniger Energie benötigt das Gerät nur beim Filmstreaming über den US-Dienst Netflix, hier sind es 28,5 Watt.

Damit ist die Wii U zwar insgesamt sparsam, viel sparsamer als auch die aktuellen Versionen von Xbox 360 und Playstation 3, aber offenbar wie auch diese Konsolen nicht auf dynamisches Stromsparen ausgelegt. Bei modernen CPUs und GPUs in PCs ergeben sich Verhältnisse vom ruhenden Desktop gegenüber Volllast für beide Chips von mehreren hundert Prozent. Dazu beherrschen die Bausteine zahlreiche Schlafmodi, bei denen Teile - wie ein CPU-Core - vollständig abgeschaltet werden können. Ähnliche Techniken scheint Nintendo nicht einzusetzen.

GPU auf dem Niveau einer Radeon HD 4700?

Kaum offizielle Angaben gibt es zum größten Chip auf dem MCM der Wii U, welcher die GPU darstellt. 3DCenter meint, es sei eine RV770-GPU, wie sie vor vier Jahren bei der Serie Radeon HD 4000 von AMD zum Einsatz kam. Anhand der Diegröße sollen maximal 480 Rechenwerke vorhanden sein, denn 32 MByte Embedded-DRAM sollen auf den Die auch noch vorhanden sein. Das ergäbe eine vermutlich noch geringere Leistung als bei dem Niveau einer Radeon HD 4770 - weil die Taktfrequenzen für die geringe Leistungsaufnahme niedrig sein müssen.

In der GPU muss aber nicht unbedingt Embedded-Speicher vorhanden sein, auch wenn Anandtech zu einem ähnlichen Ergebnis kommt: Es gibt nämlich einen weiteren Chip auf dem MCM. Laut der Beschriftung auf dem Heatspreader kann es sich bei dem mit 2,65 Quadratmillimetern winzigen Die nur um einen Baustein von Renesas handeln, denn die CPU stammt von IBM, die GPU von AMD. Zwar stellt Renesas auch DRAM her, aber ebenso PCIe-Switches - um einen solchen Switch könnte es sich handeln, der CPU und GPU verbindet.

Die einzigen Bausteine, zu denen sich anhand ihrer Modellnummern sichere Aussagen treffen lassen, sind die DRAMs. In vier Chips sind insgesamt 2 GByte RAM von Hynix untergebracht, der Speicher ist nach DDR3-1600 für eine Konsole recht schnell. Das ist auch nötig, da sich CPU und GPU das DRAM teilen (shared memory), und ein alter Konsolentrick: Auch die Playstation 3 arbeitet bis heute mit dem sonst kaum verwendeten Rambus-Speicher, der in solchen Umgebungen noch Vorteile bringen kann.

Den mit einem eigenen Bildschirm versehenen Controller der Wii U, das Pad, hat im Übrigen noch kein Hardwaretester zerlegt. Interessant wäre dabei vor allem, wie Nintendo die nach ersten Beobachtungen nahezu latenzfreie Übertragung der Bildinhalte realisiert hat.  (nie)


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