Nintendo Wii - hardwarové téma

Nejlevnější, nejmenší a... nejzaostalejší. Takové je Wii. Pojďme rozpitvat jeho vnitřnosti a zamyslet se nad tím, jestli může na moderní hry stačit procesor o frekvenci 729 MHz a stařičký grafický čip původem z GameCube.

Autor: Cappy
Publikováno: 14.prosince 2006

zdroj: tisková zpráva
Nintendo utajlovalo technické pozadí projektu konzole Wii (původně pojmenované jako "Revolution") do poslední možné chvíle. Situace se díky insiderům časem měnila a nyní, kdy už je za námi oficiální uvedení, máme k dispozici informace kompletní. Stejně jako ostatní moderní konzole (a platforma PC, samozřejmě), i Wii spoléhá na dvě základní výpočetní jednotky. Těmi jsou procesor a grafický čip. CPU se jmenuje "Broadway" a pracuje na frekvenci 729 MHz. Grafický čip "Hollywood" pracuje na frekvenci 243 MHz, má interní 3 MB velkou paměť přímo na čipu a přístup do 24 MB hlavní paměti.

•Procesor
Může stačit frekvence 729 MHz pro moderní hry? Může! I když je třeba přiznat, že do procesorů, které se nachází v Xboxu 360 nebo v PS3, má "Broadway" CPU z Wii svým výkonem hodně daleko. V klasických hrách bude odhadem přibližně 3x nebo 4x pomalejší, než zmíněná konkurence…

Faktem ale je, že výhody "Broadway" neleží ve vysokých pracovních frekvencích. Jeho architektura je superskalarní a je založený na architektuře IBM PowerPC. Má celkem šest částí. Ty tvoří: 1 jednotka pro výpočty v plovoucí desetinné čárce (FPU), podporující jednoduchou přesnost výpočtů (32-bit) a dvojitou přesnost (64-bit), dále jednotka pro předpovídání větvení, jednotka systémových registrů, load/store jednotka, a dvě jednotky pro práci s celými čísly.

Procesor je napojen na hlavní sběrnici pracující na 243 MHz, která vede do paměti a je 64 bitová (maximální datová propustnost tuším 1,9 GigaBytů/s). Procesor má dále 32 KB L1 instrukční cache, 32 KB L1 data cache a také "on-board" 256 KB dvoucestnou L2 cache. K procesoru je dále přidružený zapisovací-sběrný buffer pro zapisování grafických příkazu náležící grafickému čipu.

Cílem použití této architektury bylo, aby nebyla příliš složitá, aby z malého počtu tranzistorů vytěžila možné maximum. Je to trochu spartánský přístup, ale když si uvědomíme, že právě díky tomu může být procesor levný a na tom základě může být levná i konzole, je to určitě velká výhoda tohoto designu.

•Grafický čip
Zajímavé je, že VPU Wii je částečně identické s tím, které bylo použito už v GameCube (nebo se alespoň velmi podobá Flipperu a Splash komponentám, které byly v GameCube). Dodalo ho AMD.ATI a Nintendo tvrdí, že VPU ve Wii má být v průměru asi 1,5x rychlejší, pokud je měřeno v různých hrách, než to původní v GameCube. Přesto se nedá očekávat nějaká revoluce nebo mega-výkon.

I tady platí stejná otázka, jako v případě procesoru. Může stačit frekvence 243 MHz pro moderní VPU a hlavně pro moderní hry? A je na ní stejná odpověď. Může! Ovšem jen za určitých podmínek… Abych nemystifikoval, tak musím dodat, že onen název "Hollywood" je vlastně název pro celou systémovou LSI, tedy "Large Scale Integration" circuit (obvod), čímž se míní elektronický integrovaný obvod. Ten zahrnuje grafický čip, interní hlavní paměť (označenou jako MEM1) která je rozdělena na 3 MB eDRAM paměť přímo v čipu a 24 MB paměť operující na 486 MHz.

LSI ještě zahrnuje Audio DSP, I/O Bridge. Zbývá dodat, že maximální propustnost mezi "Hollywood" a interní pamětí je 3,9 GB/s. Je to tedy velmi komplexní obvod, s mnoha komponentami na malém prostoru a zajišťující stejné služby, které by jinak zajišťovalo hned několik samostatných zařízení. Cílem opět bylo udržet nízkou cenu a také nezabrat příliš velký prostor. Celá konzole tak může být velice kompaktní. Dodatek: Není spolehlivě známo, zdroj: tisková zpráva kolik má tento čip renderovacích cest / shader jednotek.

•Ovladač
Nejzajímavější částí konzole je ovladač, známý též jako Wii Remote, zkráceně Wii-Mote. Je bezdrátový a komunikuje s konzolí pomocí Bluetooth. Jednak vypadá přibližně asi jako zjednodušené dálkové ovládání k televizi, což je oproti všem ostatním "typickým" konzoloidním ovladačům poměrně netradiční vizáž a hlavně, má zajímavé funkce - hlavně schopnost snímat pohyb.

Umí to díky akcelerometrům (snímače zrychlení), které pracují ve třech směrech (ve třech osách, x, y, z) a inženýři, kteří ho vymysleli, s jistotou předpokládali, že se s ovladačem nebude zacházet šetrně. Senzor zvládne až +/- 3,4 G... a tady mi dochází, že bychom málem zapomněli na přídavný "nunchuk" (čti nunčak), který slouží jako přídavné zařízení k hlavnímu Wii ovladači a které se s ním propojuje kabelem. Pro střílečky nezbytná věc, protože nunchakem se ovládá pohyb postavy, a hlavním ovladačem míření a střelba. I nunchuk má senzor a to s tolerancí +/- 2 G.

Ovšem tím výčet senzorů nekončí. Technologie v této oblasti výrazně pokročily a narozdíl od podobných systémů šlo Nintendo ještě dál. Wii-Mote je proto složitější. Obsahuje další senzor, pojmenovaný jako "Direct Pointing device" (nebo také podle jiných zdrojů "tracking image sensor"), tedy zařízení, které umožňuje precizní zaměřování kříže (například u first-person stříleček).

Pracuje ve spolupráci se senzorovou hrazdou a jinak řečeno, umožňuje ovladači chovat se jako světelná pistole. Dosah je zhruba pět metrů od televize. Senzorová hrazda je dlouhá asi 20 cm, a musí být umístěna pod televizí, protože slouží k měření koordinátů a určuje polohu ovladače v prostoru a zajišťuje snímání jemných pohybů. Vše na bázi infračervených paprsků.

zdroj: tisková zpráva
I z toho důvodu je velmi pravděpodobné, že Wii-Mote jednak bude fungovat i bez hrazdy pod televizí a jednak ho díky Bluetooth bude možné připojit i k dalším zařízením. Řekněme k PC nebo NoteBooku, samozřejmě ale za předpokladu, že pro něj bude upraven software (ovladače). Ovladač má ale daleko více funkcí. Může fungovat jako řidítka motorky, tenisová raketa, dirigentská taktovka nebo paličky bubnů. Vše záleží na tom, jakým způsobem se drží, jak se s ním pohybuje a v jakých hrách se používá. Protože se předpokládalo, že se některým hráčům třesou ruce (zejména pak alkoholikům, notorikům, huličům, závislákům na kofeinu atd.), má ovladač zařízení nazvané jako "ring buffer", které umožňuje eliminovat nechtěné pohyby třesu a přesně zaměřit i těmto jedincům.

•Externí paměť a datové úložiště
Konzole má 64 MB paměti GDDR3 (označenou jako MEM2), do které může zapisovat jak procesor, tak i grafický čip. Je to stejné jako s MEM1. Jediný problém konzole spočívá v tom, že celková zásoba paměti je dosti omezená, takže se vývojáři budou muset uskromnit nebo použít pokročilé techniky pro komprimování velkých datových souborů a hlavně textur. Drobnou výhodou je, že spuštěné programy mohou být uloženy jak v MEM1 tak v MEM2. Paměťový subsystém je tedy značně univerzální. K ukládání dat má Wii interní nevyměnitelnou/pevně zabudovanou paměť FLASH o velikosti 512 MB, která slouží k uchovávání uložených pozic (savů) z her a také k uchovávání obsahu, který bude možné stáhnout prostřednictvím sítě (LAN) z internetu.

•Optická mechanika
Optická mechanika podporuje jedno a dvouvrstvé "Wii média", které se dají z konzole vysunout softwarově nebo klasicky vnějším tlačítkem. Maximální rychlost čtení by měla odpovídat 6x DVD. Průměr kotouče média je 12 cm, takže klasický rozměr, v případě jednovrstvých médií dokáže takový disk uchovat 4,7 GB dat, v případě dvouvrstvých 8,51 GB. Konzole umí přehrávat i GameCube média. Předpokládá se, že v některých případech vývojáři nevyužijí celou kapacitu médií.

Ještě něco k optické mechanice a k podpoře starších her pro GameCube - u Wii je zpětná kompatibilita řešena tak, že celá konzole "zpomalí", sníží svoje pracovní frekvence a přizpůsobí se hře původně vyvinuté pro GC, aby se zabránilo nechtěným anomáliím zdroj: tisková zpráva (zrychlení běhu například při chybném čtení časovačů).

•Další vlastnosti konzole
Aby se předešlo nechtěným vypnutím, zejména při strčení do tlačítka zapnuto/vypnuto, musí se vypínací tlačítko podržet asi dvě vteřiny, než se konzole vypne. A dále za zmínku stojí, že Nintendo v původních plánech počítalo s tím, že se při vložení média do mechaniky konzole sama nastartuje, protože jinak je za normálních okolností konzole vypnutá. Když uživatel otevře mechaniku, uvede tím Wii do stavu pohotovosti a při zasunutí se zapne kompletně. Tím je nastartováno, mačkání dalších tlačítek netřeba.

Wii má slot na SD karty, bezdrátový ovladač, dva USB 2.0 porty, bezdrátový LAN, 4 porty pro GC ovladač, 2 sloty pro GameCube paměťové karty a AV konektor pro analogový výstup. Propojení s Nintendo DS bude rovněž možné a to pomocí vestavěné Wi-Fi přípojky.

Softwarové vývojové prostředí je verze upgradu k SDK jménem Dolphin, které se používá pro GameCube. Knihovny jsou stejné, takže vývojáři znající platformu předešlou mohou vyvíjet snáze nové hry pro Wii a stejně tak portování starších typů her na novou konzoli bude snazší. S tím souvisí služba Virtual Console, která je velmi podobná Xbox Live Arcade a umožňuje uživatelům stáhnout hry prostřednictvím internetu. Primárně je zaměřena na rozsahově menší, indie a především remaky starších her, které se budou prodávat za 4-9 dolarů.

WiiConnect24 dovoluje zůstat konzoli v zapnutém stavu a přitom stahovat obsah, jako jsou dema, záplaty a podobně. Necháte jí tak přes noc a už ráno můžete hrát, ale to vše jedině tehdy, až u nás bude internetové připojení Wii oficiálně podporováno nebo nastavíte-li si prozatím nějaký jiný stát, například Velkou Británii (stejně jako u Xbox Live).

Starší články o Wii: Představení konzole a her na E3, Dojmy z Wii verzí Raymana a Red Steel, Videa a poznatky z hrátek s Wii na Invexu

Novinkové zprávy: Wii se prodává jako ponožky, AMD gratuluje Nintendu k Wii, Wii vyprodáno i v Japonsku, S Wii proti proudu času i díky Virtual Console, Ovladač Wiimote v akci, Ovladač Wii mnohem lepší než ovladač PS3?, Nintendo Revolution přejmenováno na Wii, Fotky a informace o Wii z konference Nintenda, Je ovladač poněkud nenažraný?, Wii ovladač funguje i na PC, Japonští hráči nejvíce natěšení na Wii

Cappy
autorovi je 27 let, momentálně pobývá v zahraničí a specializuje se na hardware, dříve se podílel na vývoji několika počítačových her