Una nuova mod per Switch fornisce il monitoraggio in tempo reale di CPU, GPU e temperatura - articolo
Vediamo un po' come funziona l'hardware di Switch con i vari giochi.
Tempo fa si faceva tutto con FRAPS. Di questi tempi invece, Riva Tuner Statistics Server ed OCAT sono gli strumenti di riferimento. Per decenni gli utenti PC hanno fatto affidamento a informazioni di frame-rate e monitoraggio di vari parametri visualizzati a schermo per avere un'idea di come e quanto i propri PC fossero utilizzati. Ma se strumenti simili fossero disponibili anche ai giocatori console? Ebbene, un recente intervento nel modding di Switch ha reso possibile la cosa. Frame-rate, percentuali di utilizzo di CPU e GPU, monitoraggio della temperatura, velocità della ventola: tutti questi parametri sono venuti allo scoperto e ci danno un affascinante introspezione sull'utilizzo dell'hardware di Switch da parte dei vari titoli durante il gameplay.
Ovviamente, tutto ciò è possibile solo sulle prime versioni di Switch, che erano vulnerabili a un exploit recovery mode hardware su cui il custom firmware è stato sviluppato. Sì, potete avviare questi strumenti per conto vostro, ma offrono una strada per la pirateria e non stupisce che se queste console modificate si connettono ai servizi online Nintendo vengano regolarmente bannate. Ma la parte interessante per noi al Digital Foundry è il proliferare di software homebrew. Recentemente è stato rilasciato il Tesla-frame-work, un codice che gira sulla del SoC di Switch riservato alla CPU, ed in grado di portare su schermo un overlay interattivo durante qualsiasi sessione di gioco. Tesla è stato subito seguito dalla release del Switch overlay mod, che in sostanza porta gran parte della funzionalità di Riva Tuner Statistics Server in Tesla. E quindi eccoci all'analisi completa: cosa ci svela?
A livello basilare, avete la conferma istantanea che Nintendo riserva un intero core CPU per il sistema operativo e l'interfaccia utente: l'overlay mostra che core 0, 1 e 2 stanno dormienti durante la navigazione tra i menu, con il solo core tre attivo. Allo stesso modo, le informazioni su schermo ci indicano che durante la configurazione docked le frequenze di clock sono totalmente sbloccate durante il gameplay: 1020MHz per la CPU e 768MHz per la GPU, e 1600 per la EMC (embedded memory controller).
Comunque, adesso abbiamo la possibilità (e lo abbiamo già fatto in qualche modo in passato) di vedere come si comporta l'hardware in tempo reale con la modalità boost. Si tratta della possibilità di giochi selezionati di overcloccare la CPU temporaneamente per migliorare i tempi di caricamento. Per esempio, quando morite in Mario Odyssey, lo schermo diventa nero ed il gioco vi riporta al precedente checkpoint. Si tratta di un'operazione relativamente rapida normalmente, ma in Mario Odyssey è più rapida grazie alla modalità boost. Durante il caricamento la CPU viene overcloccata temporaneamente a 1785MHz, pari al +75% rispetto alla frequenza normale. Di contro, la GPU viene undercloccata a 76.8MHz, ovvero 1/10 della sua frequenza massima. Nintendo in pratica bilancia la produzione del calore all'interno del SoC overcloccando la CPU al massimo e riducendo la GPU ai suoi minimi termini.
Questa tecnica è usata in tanti giochi moderni: Wolfenstein Youngblood e Crash Team Racing la sfruttano, mentre Zelda: Breath of the Wild e Super Mario Odyssey sono stati patchati per includerla. I tempi di caricamento sono determinati non solo dalla velocità della NAND interna e della vostra scheda SD, ma anche dalla CPU che deve decomprimere gli asset in background. Con lo schermo nero o che espone un'immagine statica, non c'è alcun bisogno che la componente grafica giri a piena potenza. Ai primi accenni di gameplay, il sistema ripristina le frequenze di clock di default. La modalità boost certamente funziona alla grande, visto che abbiamo riscontrato un vantaggio di 7 secondi nel caricamento dal menu principale al Great Plateau in Breath of the Wild (23s vs 30s).
Il system monitor overlay rivela anche il modo in cui certi titoli siano riusciti a spingere l'hardware di Switch ai suoi limiti al punto che Nintendo è stata costretta a intervenire fornendo una modalità performance a livello di SO (una cosa a parte dalla modalità boost che si applica solo alla configurazione portatile) Quando sono stati svelate per la prima volta le frequenze di clock di Switch, la CPU era bloccata a 1020MHz, e la GPU a 307.2MHz. Appena prima del lancio, la modalità portatile ha visto la GPU subire un incremento più ragionevole a 384MHz. In questi giorni, alcuni titoli più complessi spingono la GPU a 460MHz, ma questa è solo una parte della storia.
Mortal Kombat 11 costituisce un ottimo esempio. Dopo che l'arena è caricata, la GPU esegue un boost a 460MHz dalle cutscene di apertura al gameplay. Si tratta di una frequenza di clock eccezionalmente alta, ma è limitata al solo gameplay. Nel menu ritorna infatti a 384MHz. Super Mario Odyssey utilizza la stessa modalità di clock potenziata, ma ci sono alcune release che sorprendentemente non la usano. Hellblade: Senua's sacrifice avrebbe tratto enormi benefici da essa: la sua risoluzione dinamica sarebbe più alta ed il frame-rate più solido, ma gira al clock standard GPU di 384MHz.
La stessa situazione la ritroviamo in Link's Awakening, che ha problemi noti di frame-rate, e certi scenari in passato hanno mostrato enormi benefici dall'overclock della console. Forse gli sviluppatori hanno optato per le frequenze standard per preservare la durata della batteria, visto che gli utenti sono più inclini a giocare gli RPG per lunghe sessioni continuate. Ma c'è uno spunto interessante riguardo a questo gioco. L'overclock della GPU certamente aiuta a rendere solido il frame-rate ma il monitoraggio di CPU e GPU suggerisce che ci sono molte risorse rimaste inutilizzate nel SoC quando questi problemi di stuttering si verificano, e questo fa pensare che il problema risieda altrove.
Uno dei risultati più affascinanti di questo strumento di monitoraggio il clock dinamico durante la modalità portatile. I giochi ne fanno uso sono pochi, e tra questi c'è Luigi's Mansion 3. La GPU varia tra 307.2MHz e 384MHz, a seconda dello scenario, e in quelle più leggere mira a preservare la durata della batteria. Nel motore id Tech 6 utilizzato nei porting sviluppati da Panic Button, invece, la GPU oscilla in tutta la gamma di frequenze disponibili: 307.2MHz, 384Mhz ed anche 460MHz. Poco tempo fa, sono state rilasciate delle patch che hanno migliorato le performance per i porting id Tech meno recenti, e ci chiediamo se siano relazionate con questo fattore.
Il system monitor overlay ci dà anche informazioni dettagliate sulle temperature interne di Switch. In modalità docked, Doom e Wolfenstein sono generalmente titoli che stressano l'hardware costringendo la ventola a girare al massimo. In un ufficio climatizzato con 22°C, questi due titoli hanno generato molto calore nella console portando il SoC a 60°C e 55°C rispettivamente. E tutto questo con la ventola che girava al 47%. Si possono raggiungere ovviamente velocità più alte, ma dalla nostra esperienza questi due titoli sono quelli che hanno stressato maggiormente l'hardware, insieme con Luigi's Mansion 3, che stranamente porta la ventola al 100%. Considerando che questi sono titoli tecnicamente complessi, e che tutti quanti portano la CPU a un utilizzo del 90%, questo ha senso. E allo stesso tempo, questo ci indica che abbiamo molto spazio di manovra per l'overclock: considerando che il TJmax del SoC è di 100°C, 60°C sono molto sicuri. Il più grosso problema che abbiamo riscontrato con l'overclock è decisamente il rumore della ventola, che diventa molto fastidioso oltre i 60°C.
Ma forse aumentare le frequenze di clock è comunque nei piani futuri di Nintendo. Sappiamo che Nintendo ha a disposizione una modalità sviluppatore che imposta la CPU a 1220MHz, ovvero un boost del 19,6% della frequenza stock. I nostri test dimostrano che tramite lo strumento di OC homebrew sysclck, questa frequenza non impatta sulla batteria e aiuta molto a risolvere i problemi di performance che affliggono molti titoli.
Il system monitor overlay mostra che titoli come Smash Bros Ultimate, Doom, Wolfenstein e Luigi's Mansion 3 utilizzano la CPU a più del 90% e una potenza extra sicuramente aiuterebbe nel migliorare le performance. Un test veloce in Wolfenstein Youngblood mostra grossi miglioramenti nella fluidità nella parte inziale del primo livello, ad esempio. Nintendo ha dimostrato di voler modificare i profili di performance di Switch visto che abbiamo riscontrato frequenze dinamiche per la GPU, la modalità boost per i caricamenti, e la GPU impostata a 460MHz in modalità portatile. Quindi c'è buona possibilità che la compagnia prosegua su questa linea.
A prescindere dalla ragione, che sia per questioni di monitoraggio, di overclock o di mod dei giochi (come abbiamo visto recentemente con The Witcher 3), l'accesso a basso livello al SoC ci ha permesso di comprendere appieno come funziona la console ibrida Nintendo e come la compagnia continua a migliorare le sue performance. Il particolare, il system monitor overlay ci illustra quanto sia versatile la macchina e le aree dell'hardware che possono essere spinte di più bilanciando temperatura, velocità della ventola, carico della GPU e performance. Si tratta dell'analisi più d'insieme che abbiamo svolto finora sul comportamento di una console current-gen, e sarà interessante vedere quale sarà la prossima mossa di Nintendo.