Nintendo Switch: rivelata la velocità di CPU e GPU - analisi tecnica

La scoperta delle specifiche tecniche di un hardware non è mai cosa semplice perché dopo il teaser iniziale capita di dover aspettare mesi, se non anni, durante i quali l'aspettativa cresce. Iniziano a circolare voci, le richieste di brevetti vengono passate al setaccio alla ricerca di indizi che possano rivelare cosa sta progettando il produttore, presunte "fonti interne" parlano per raccontarci esattamente quello che vorremmo sentirci dire fino a quando tutto prende forma e concretezza. Giusto l'altro giorno il sito Venturebeat ha sostanzialmente riconfermato un articolo del Digital Foundry uscito in luglio, rivelando che Nintendo Switch è basata su Nvidia Tegra X1, il processore mobile realizzato da Nvidia con tecnologia Maxwell. Per chi sperava nella potenza di una Xbox One racchiusa in dimensioni da console portatile, è stata una bella botta. Le precise customizzazioni che Nintendo proporrà sono ancora segrete ma oggi possiamo fare un passo in avanti rivelandovi come le specifiche cambiano nella transizione di Switch da home console a portatile.

Prima di farlo, però, vogliamo passare al setaccio l'articolo di Venturebeat e aggiungere il nostro personalissimo punto di vista: in aprile abbiamo appreso che Nvidia sarebbe stata 'dentro' il Nintendo NX, come veniva chiamato all'epoca. Ulteriori fonti si sono avvicendate nei mesi seguenti corroborando questa voce fino a quando, a luglio, Nintendo of Europe ha ospitato un importante evento presso il suo quartier generale di Francoforte, dove il kit è stato mostrato a un'audience molto vasta. Il Digital Foundry ed Eurogamer avevano tutte le conferme necessarie per partire con una serie di articoli dedicati e, nella nostra prospettiva, il passo successivo sarebbe stato quello di spingere ancora sull'acceleratore e indovinare le specifiche definitive, ben sapendo che non sarebbe stato facile.

Nel nostro articolo immaginavamo che l'uscita prevista per marzo 2017 avrebbe consentito a Nintendo la transizione dal Tegra X1 al più moderno X2 usando la tecnologia Pascal (più avanzata), scelta che avrebbe garantito performance migliori e/o una longevità maggiore della batteria. La stessa Nvidia proclamò che il processore contenuto in Switch sarebbe stato "basato sulla stessa architettura presente nelle schede più potenti grafiche della famiglia GeForce", facendo intuire che proprio la tecnologia Pascal sarebbe stata contenuta in Switch dato che, al momento dell'affermazione, tutte le GPU più potenti presenti sul mercato erano basate sulla più recente tecnologia.

Ora, per essere corretti nei confronti di Nvidia, Maxwell è l'ultima architettura del Tegra X1 e ha aspetti tecnologici riscontrabili anche in Pascal, nello specifico il supporto al double-rate FP16. Abbiamo anche detto che Switch potrebbe avere delle personalizzazioni su misura che coinvolgano la tecnologia Pascal e sarebbe opportuno notare che di base Pascal e Maxwell sono già molti simili. Le principali differenze si riscontrano nel processo di produzione: Maxwell è a 20nm mentre Pascal sfrutta la tecnologia FinFET a 16nm. Comunque alcune fonti vicine a Nintendo ci hanno informato che le specifiche diffuse agli sviluppatori continuano ad essere incredibilmente simili a quelle rivelate in questo tweet, che in effetti è apparso prima dell'annuncio ufficiale della console e il cui processore assomiglia molto ad un Tegra X1 stock.

E qui troviamo alcune anomalie e inconsistenze: il processore Tegra X1 è pienamente in grado di gestire un protocollo HDMI 2.0, perché allora l'output video è stato azzoppato con un HDMI 1.4? A che serve avere un output 4K e 30Hz? La X1 ha anche 16 ROP, risulta quindi misterioso il fillrate al 90% al di sotto della capacità, dato che il valore di pixel/cycle è 14,4 invece dei 16 previsti dagli standard di una X1. Il chip Nvidia ha anche quattro core ARM Cortex A53 in combinata con i più potenti A57: perché non sono compresi nelle specifiche tecniche? Può essere che la customizzazione dell'hardware di Nintendo imponga tagli di performance? Altre cose sono state invece confermate, nello specific, il display LCD IPS da 6,2pollici con una risoluzione a 720p e il supporto multi-touch. Abbiamo però la sensazione che si tratti di specifiche vecchie e che le parti più importanti del puzzle manchino ancora all'appello.

DF Videocast #6: Nintendo Switch Clock-Speeds Revealed

Il numero dei CUDA core e la banda di memoria sono certamente in linea con il Tegra X1 standard ma, significativamente, le specifiche apparse su Twitter sono estremamente vaghe per quanto riguarda la reale velocità della CPU e della GPU, facendo riferimento soltanto alle velocità massime viste sulla micro-console Shield Android TV di Nvidia. Dando per buono che Switch usi la stessa tecnologia a 20nm di Shield, quei clock non risulteranno mai accessibili per una console portatile relativamente piccola e alimentata da batteria. Tuttavia l'articolo di Venturebeat suggerisce che Switch usa ancora Maxwell a 20nm e recenti informazioni giunte in nostro possesso danno credito a questa voce.

Adesso prendiamo in esame le velocità di clock, necessaria per accertare le capacità di Switch. Come supposto da molti, il nuovo hardware di Nintendo presenta due configurazioni categoricamente non paragonabili a seconda che sia connesso o meno a un'HDTV. In più, possiamo confermare che non è presente una seconda GPU o un hardware addizionale nel dock, a dispetto dei brevetti che Nintendo ha ottenuto e che potrebbero suggerirne l'esistenza. Sgombrato il campo dalle problematiche inerenti la durata della batteria e la potenza di trasmissione, Switch alloggiata nel dock apre la GPU a velocità di clock più elevate. Per farla semplice, la differenza è pari a quella tra giorno e notte.

Dove Switch rimane invece coerente è nella potenza della CPU, dato che i core girano a 1020 MHz, che la macchina sia dockata o meno. Ciò assicura che i titoli in funzione non saranno compromessi giocando in mobilità, così come la simulazione resterà totalmente invariata. Il controller della memoria nella macchina lavora a 1600 MHz quando nel docka (al pari con il Tegra X1 standard), ma in mobilità vede un crollo a 1331 MHz. Tuttavia gli sviluppatori possono scegliere se sfruttare l'intera banda di memoria nei loro titoli.

Nel panorama fin qui descritto, a dimostrarsi controverso è il comportamento della GPU che, anche con la Switch nel dock, non raggiunge il pieno potenziale del Tegra X1. In questo caso le velocità di clock sono inchiodate a 768 MHz, un dato considerevolmente più basso rispetto a quanto si riscontra nella Shield Android TV e che raggiunge 1 GHz. Dal nostro punto di vista, però, la sorpresa più grande proviene dall'entità del downclock che Nintendo ha imposto alla GPU per centrare i suoi bersagli termici e di longevità della batteria. Tenetevi forte perché non è un errore di battitura: siamo realmente a 307,2 MHz che si traducono, in modalità portatile, in una riduzione di performance esatta del 40% della velocità di clock rispetto a una Switch in modalità dock. Lo schema che segue conferma che gli sviluppatori possono scegliere di azzoppare la potenza di Switch anche quando nel dock, qualora desiderino pareggiare il profilo prestazionale mobile.

Così come stanno le cose, Switch sulla docking station ha una GPU 2,5 volte più potente della stessa macchina alimentata dalla batteria. E se ci fosse il dubbio che non stiamo parlando delle specifiche hardware definitive, la documentazione fornita agli sviluppatori insieme alla tabella sopra riportata termina con questo asciutto messaggio: "le informazioni contenute in questa tabella sono la specifica finale per le combinazioni di configurazione di prestazione e modalità di performance che le applicazioni saranno in grado di utilizzare al momento del lancio".

Che differenze ci saranno quindi nei titoli che giochiamo? Lo schermo portatile della Switch ha una risoluzione a 720p e il divario tra i clock della GPU significa che, almeno in teoria, esiste sufficiente spazio di manovra per far girare lo stesso titolo a 1080p. Detto questo, una fonte interna a uno sviluppatore ha definito questa differenzia di performance come il produrre due diverse versioni del medesimo gioco, più o meno come realizzare un titolo PS4 e la sua variante per PS4 Pro. Estremizzando la cosa, sarà necessario testare per bene i titoli in entrambe le configurazioni e bisognerà obbligatoriamente riflettere su come usare la potenza della GPU in ciascuna modalità.

Ma il vero succo della questione è che chi vede nella Switch la possibilità di Nintendo per tornare a giocare un ruolo di primo piano nella gara dell'hardware con Microsoft e Sony, resterà deluso. Anche se ci saranno certamente progetti multipiattaforma (nel corso della sua presentazione Nintendo ha mostrato un filmato di Skyrim), non dovremmo attenderci su Switch scintillanti versioni dei vari blockbuster. Dovrebbe essere abbastanza ovvio considerando che Xbox One S usa la tecnologia FinFET a 16nm con un consumo di corrente in gioco attorno ai 75-80W. La tecnologia GPU di Nvidia è più efficiente dal punto di vista energetico ma, a rigor di logica, un dispositivo mobile (che tipicamente opera con un budget di potenza di 5-10W) non può competere.

Da un altro punto di vista tutto ciò rende quello che abbiamo visto finora ancora più impressionante. L'hardware di Nintendo è una console "all-in-one" che potete portare ovunque per continuare a giocare lo stesso titolo e siamo certi che vedremo tutto quello che è stato mostrato nel reveal trailer: Nintendo che fa ciò che le riesce meglio. Persino una GPU a 307,2 MHz basata su tecnologia Maxwell dovrebbe essere in grado di mangiarsi quanto visto su Wii U e la demo di Zelda: Breath of the Wild, vista recentemente nel corso dello show di Jimmy Fallon, ha mostrato un livello di performance significativamente migliore rispetto a quanto proposto nella demo dell'ultimo E3. Dobbiamo anche ricordare che Nvidia ha prodotto una base software su misura che dovrebbe consentire agli sviluppatori di ottenere molto, molto di più dal processore rispetto a quello che riesce a fare il Tegra con la console Shield basata su Android.

Anche se l'immagine degli aspetti tecnologici di Switch sta prendendo forma, le nostre domande continuano. Sappiamo a quali velocità girerà ma quale direzione prenderà la personalizzazione di Nintendo? Le prestazioni a velocità di clock inferiori potrebbero essere rinforzate da una GPU più potente, ipotesi improbabile anche se Switch usasse la più recente tecnologia a 16nm, dato che la densità degli attuali transistor non è poi così diversa da 20nm e, in realtà, sono i transistor FinFET '3D' che fanno la differenza. In più, una GPU più massiccia richiederebbe un chip più costoso con benefici peraltro limitati, mentre se Switch usasse un chip Tegra da 16nm ci aspetteremmo che Nintendo seguisse la via tracciata da Nvidia, con il più moderno Tegra X2 che presenta lo stesso numero di CUDA core, utilizzando però velocità di clock più elevate, in direzione opposta rispetto a Nintendo.

Le specifiche tecniche sono una cosa ma i giochi sono un'altra e ciò che abbiamo visto finora sembra impressionante, specialmente nell'ottica della funzionalità portatile. Attendiamo la presentazione ufficiale di Switch il mese prossimo per un hands-on come si deve, ma con queste specifiche ben impresse nella mente il focus sarà tutto sulla capacità di far girare gli stessi giochi su HDTV o in mobilità. Riusciremo a trovare delle differenze oppure l'esperienza di gioco sarà senza soluzione di continuità, come ha suggerito il reveal trailer? Non vediamo l'ora di scoprirlo.