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Apuntes sobre Switch 2

El artículo que estáis leyendo es una versión puesta al día de lo que compartí por Discord hace unas semanas, por lo que hay mucha más información de la que visteis en dicho archivo. Esto no deja de ser una descripción temporal del hardware de la potencial Switch 2, la consola de próxima generación de Nintendo que reemplazará en el mercado a la actual Nintendo Switch.

El chip principal de la Switch 2

El chip principal de la consola ha sido diseñado por NVIDIA, se desconoce cuál es el nodo de fabricación por el cual han optado Nintendo y NVIDIA, al principio iba a ser fabricado bajo el nodo N7 de TSMC, pero todo apunta que la elección será el nodo N6. El SoC es totalmente a medida, por lo que no se utilizará en otro producto que no sea la próxima consola de Nintendo y recibe el nombre en clave de T239.

Esto lo sabemos por la documentación filtrada de NVIDIA hace unos meses por el ataque a sus servidores de lapsus. Gracias a ello pudimos saber que el T239 es el chip de la Nintendo Switch 2 al estar relacionado con la API NVN2. Recordad que NVN es la API gráfica de Nintendo Switch, por lo que esta sería una versión mejorada de la utilizada en Switch.

Coprocesadores

Sin embargo, pese a derivar de los Tegra, los cuales ahora están centrados en automoción, buena parte de los coprocesadores que se incluyen para ello han sido descartados en el proceso, por lo que los únicos que se incluyen en el chip, aparte de la CPU y la GPU son:

  • El chip puede reproducir vídeo en todo tipo de formatos, incluido el AV1. En realidad hereda de los Tegra Orin su NVDEC. Por desgracia, Nintendo le ha quitado la capacidad de codificar vídeo a través del NVENC.
  • El Audio Processor Engine o APE es el encargado de procesar el audio en los Tegra y, por tanto, las librerías de música y sonido de los juegos dependen del mismo. Por lo que obviamente es una unidad que se mantiene.
  • El VIC o Video Integrated Controller es el que lee el búfer de imagen y lo transmite a través de la señal de vídeo a la pantalla. Ya sea está la de la propia consola o un televisor externo.
  • El chip contiene sensores de temperatura que actúan en conjunto con el coprocesador encargado de llevar a cabo el control del sistema. Este coprocesador es importante en Switch 2 y se encarga de manejar los siguientes parámetros:
    • La frecuencia y el voltaje de la CPU y la GPU.
    • La cantidad de núcleos activos en cada momento.
    • De encender y apagar coprocesadores cuando estos no se encuentran en uso.
  • Un último coprocesador es una unidad DMA con compresión y descompresión de datos al vuelo para la transferencia entre el almacenamiento y la RAM y viceversa.

Frecuencias de reloj y relación entre CPU y GPU

En Switch 2 el concepto de modo Dock y modo Undock (portátil) ha desaparecido por completo, la consola ha adoptado el mismo concepto que el Max-Q/Max-P de NVIDIA que más tarde AMD copiaría en forma de Smartshift, el cual fue a parar a PS5, y, por tanto, estamos hablando que las velocidades de reloj son dinámicas y no estáticas. El coprocesador encargado de llevar el control del sistema toma los diferentes valores según el nivel de carga en el juego.

  • Si la CPU está en alto, entonces la GPU se pone en modo bajo.
  • En cambio, si la GPU está en alto, entonces la CPU la que se pone en bajo.
  • Existe un modo equilibrado donde ambos funcionan a velocidad media.

Cuando nos encontramos navegando por el menú de la consola o en la eShop, el sistema está pensado para usar solo 2 núcleos de la CPU a la menor velocidad soportada y la GPU con buena parte de sus núcleos desactivados excepto 2 SM y también ejecutándose a la menor velocidad posible. El primer núcleo de la CPU controla el sistema operativo y se encuentra aislado del resto, el segundo se encarga de manejar el entorno del menú y cuando cargamos un juego dicho entorno queda en segundo plano en la RAM del sistema.

La cantidad de núcleos SM de la GPU y núcleos de la CPU se pueden desactivar cuando no son necesarios. Esto no es algo que realice el código del juego, pero si una parte del chip está sin usarse, inmediatamente deja de recibir energía. Es precisamente la parte encargada a la duración de la batería la que más han optimizado, por lo que los juegos no usan el 100% del hardware todo el tiempo.

La CPU

El procesador central son dos clústeres completos del Cortex A78E de cuatro núcleos cada uno, todos ellos con una caché L2 de 2 MB por clúster. Por lo que tenemos un total de 8 núcleos. Nintendo y NVIDIA no han colocado ningún procesador de apoyo adicional en forma por ejemplo de los A55. El procesador tampoco soporta multihilo.

Su potencia es mayor por ciclo de reloj que las CPU de PS4 y Xbox One, pero está muy lejos de las de la actual generación. Además, en modo retrocompatible con Switch funciona de manera limitada a 1020 MHz y usando solo 4 núcleos. En cambio, en modo Switch 2 tiene 3 velocidades de reloj que dependen de la carga de trabajo que haya en ese momento.

Caché L3

El SoC de Switch 2 tiene 4 MB de caché de tercer nivel, la cual se encuentra antes del controlador de memoria y se encarga de hacer que todos los accesos a la RAM entre CPU y GPU sean coherentes y que estas además puedan pasarse mensajes sin pasar por la RAM. Lo que reduce el consumo y la latencia de la comunicación. En modo retrocompatible dicha caché no se utiliza y queda totalmente desactivada.

GPU

El procesador gráfico de Switch 2 se diseñó con las RTX 30 recién lanzadas al mercado, por lo que sus núcleos SM son exactamente los mismos que podéis encontrar en las RTX 30. En realidad el nombre interno del mismo es GA10B y una versión recortada del de la RTX 3050.

He hecho un diagrama rápido para que os podáis hacer una idea visual del mismo. el cual es mucho más fácil de entender.

Diagrama GPU Switch 2

De manera descriptiva, la GPU de Switch 2 tiene las siguientes características:

  • Al contrario del TX1 de Switch donde solo teníamos un GPC, ahora tenemos dos, por lo que la cantidad de triángulos rasterizados por ciclo de reloj se ha duplicado.
  • La cantidad de núcleos de la GPU, SM en el argot de NVIDIA, ahora son 12.
  • Cada SM tiene la misma configuración que el de las RTX 30 y las RTX 40 de NVIDIA.
    • Es decir:, 64 ALU en FP32 + 64 ALU FP32/INT32 conmutadas. Esto hacen 1536 unidades de coma flotante de 32 bit.
      • El doble que Xbox One.
      • Un 50% más que PlayStation 4
      • 3 veces más que la Steam Deck.
    • Dentro de cada SM tiene las unidades Tensor correspondientes para realizar el NVN DLSS, una variante del DLSS 2 para PC optimizado para la Nintendo Switch 2.
      • El NVN DLSS solo se utiliza en modo dock, donde la GPU se coloca a mayor velocidad de reloj para activar el algoritmo y escalar de 1080p a 4K.
      • Si el televisor conectado es Full HD entonces no se activa el NVN DLSS.
      • Por el momento, ni Nintendo y tampoco NVIDIA han encontrado un solo juego de Switch que requiera el uso de DLSS para ejecutarse a resolución Full HD y a 60 FPS.
    • Al contrario de los Tegra, cada SM dispone de un RT Core para el Ray Tracing, el cual es el mismo utilizado en las diferentes tarjetas gráficas de las RTX 30.
  • Tenemos solo 8 ROPS por GPC para un total de 16, por lo que la tasa de relleno se ha recortado por GPC a la mitad.
    • La idea es que el impacto de la tasa de relleno sobre el ancho de banda de la RAM del sistema no sea tan grande.
    • Curiosamente, la tasa de relleno es la misma que la de Switch.
  • La velocidad de reloj de toda la GPU es de 768 MHz en modo portátil y puede alcanzar una velocidad más alta desconocida en modo Dock si se activa el NVN DLSS.
    • Los juegos de Switch al ejecutarse en la nueva consola lo hacen directamente en modo Dock.

Memoria RAM

Se trata de una de las partes más polémicas del nuevo sistema, ya que el ancho de banda es menor que el de la Steam Deck, puesto que pese a usar también memoria LPDDR5 con un bus de 128 bits, su ancho de banda es de 68 GB/s, por el hecho de que es LPDDR5-4266 en vez de LPDDR5-5500. La otra diferencia es que la consola de Nintendo tiene 8 GB, de los cuales se utilizan solo 4 GB en modo retrocompatible, mientras que los juegos de Switch 2 tienen acceso a toda la RAM del sistema.

La RAM no se encuentra dentro del chip, pero si en la circuitería principal. Con tal de ahorrar espacio, Nintendo y NVIDIA han hecho algo muy parecido a lo que hicieron con la primera Wii y Wii U, y que también ha hecho Apple con sus procesadores M1 y M2 para Mac. Colocarlo todo encima de un interposer o chip de comunicación común para reducir el espacio ocupado por la circuitería.

Otros detalles de Switch 2 ajenos al SoC principal

Coged con pinzas estos detalles, se inciden de la documentación filtrada, la lógica y algunas charlas sueltas con algún que otro ingeniero del proyecto. Hay que tener en cuenta que NVIDIA no tiene todo el esquema completo con tal de evitar filtraciones.

  • Al contrario de lo que dicen algunos agoreros, la consola continuará teniendo Gamecards como distribución física de los juegos. Los almacenamientos físicos ofrecidos por Nintendo a los editores son los casi los mismos que con la Switch original, sin embargo, con algunos cambios:
    • Nintendo ya no ofrecerá más Gamecards de 1, 2 o 4 GB. Todo juego que ocupe ese espacio se distribuirá de forma exclusiva en la eShop.
    • Las Gamecards de Switch 2 son de 8, 16, 32 y 64 GB.
    • Por el momento, las de Switch 2 se diferencian por tener un color gris acorde con la carcasa de magnesio de la parte principal de la consola.
    • A simple vista serían iguales que la de Switch, pero algo más anchas para que no puedan colocar en la Switch normal.
      • La cantidad de pines es la misma.
      • La velocidad de reloj de transferencia es de 100 MHz.
  • La consola puede leer las Gamecards de la primera Switch sin problemas.
  • Los datos en las tarjetas de la Switch 2 están comprimidos de serie.
    • La descompresión de dichos datos es llevada a cabo por un nuevo coprocesador,
      • Pensar en ello como una versión a pequeña escala de las unidades análogas de PS5 y Xbox Series.
      • Gracias a ello no solo se han mejorado los tiempos de carga, inicio de la consola, sino también la instalación de los juegos desde la eShop.
  • En cuanto a la pantalla, por el momento se desconoce cuál es, el sistema soporta tanto paneles IPS como OLED.
    • Se sabe que será HDR a resolución Full HD.
  • El conector de carga y transmisión de vídeo sigue siendo el USB-C Alt-DP.
    • Su ancho de banda es el mismo que el de la Switch.
    • Su potencia de alimentación es mayor, por lo que puede cargar la batería de la Switch 2 en menos tiempo.
  • El espacio que ocupa la circuitería del sistema es menor que en Switch, mientras que se le ha dado más espacio a la batería. La cual además es de mayor capacidad.
  • El ventilador ahora tiene un diámetro algo mayor, además de que hay una salida de aire micro-punteada en la parte posterior de la carcasa de aleación de magnesio.
  • Por el momento están probando la circuitería usando mandos de control de la primera Switch y el Dock de versión OLED de la misma.
  • Desconocen si Nintendo añadirá algún gimmick a la consola a última hora, ya que el trabajo de NVIDIA es asegurarse que los juegos disponibles funcionen con el nuevo hardware.
  • Como curiosidad, el SDK tiene dos memorias NAND Flash en vez de una.
    • La primera de ellas es el Boot0 y corresponde al entorno de la Switch original.
    • La segunda es el Boot1 donde se encuentra una distribución de Linux donde se está probando la API NVN2.
      • Dentro se incluyen algunas demos técnicas basadas en juegos clásicos de Nintendo para mostrar las capacidades de la consola a nivel técnico. Estás se basan en juegos clásicos de GameCube y Nintendo64.
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Fran
Fran
2 months ago

Hola! muy interesante!
No se si lo has comentado en otra entrada pero me surge una duda con respecto a la retrocompatiblidad. No se donde leí que hacer funcionar los juegos de la switch original no sería tan sencillo como podría parecer ya que aunque siga con nvidia, las gpus son arquitecturas diferentes y los shaders de los juegos ya esta digamos, «precompilados» o algo así para arquitectura maxwell. Esto es así? o podrían facilmente hacer funcional un juego compilado con maxwell en ampere? En caso de no poder lo haran con emulacion??

Gracias!!

Charli
Charli
2 months ago
Reply to  Fran

Segun dicen los leakers, tendra la gpu de swicth incorporada en la circuiteria, eso soluciona el problema.

Changuin777
Changuin777
2 months ago

Gracias urian , con los datos que compartes , es una consola portátil puesta al día y para mantener la cadencia d titulos thirds, nintendo se ha adaptado para bien en cuanto a los requisitos que usa la industria , la gran duda que tengo es , si nintendo hará una transición suave o drastico , más de ,100 millones de consolas en el mercado de la actual Swich no es poca cosa ,

Last edited 2 months ago by Changuin777
orgrath
orgrath
2 months ago
Reply to  Changuin777

No sé si es puesta al día. En cuanto a potencia de portátil si que lo es. Pero a nivel de shaders tiene justamente la cantidad de la gtx 1660ti eso sí comparar turing con ampere de igual no tiene sentido, pero añadiendo tema mejoras de las CU + tensor y quitando el.tema velocidad. Que sería equiparable a una «1070» , «1070 ti » o «1080»(esta última con muchas dudas ya que la 3050 al completo es su equivalente ) obviamente no creo que llegue al.nivel de una «2060». En cuanto a GPU.

Last edited 2 months ago by orgrath
Mosfet
Mosfet
2 months ago

Me creería todo si dijeses que la RAM es de 12GB en vez de 8GB que es un rumor que surgió últimamente. Quizas tu información es algo desactualizada.

lo que si, es mas que probable que este hardware sea mucho mas avanzado que la Switch original en su momento.

Chen
Chen
2 months ago

¿me estas diciendo que es hora de que compremos todos los juegos fisicos de Switch que podamos?

por que es lo que yo entendi, si los juegos de Switch son compatibles, es perfecta, tal y como yo queria que fuera

lo del gimmick… ojala y no venga nada de eso; que mejor le metan un glorioso D-Pad

tan potente como ps4 y xbox one; osea que se vienen todos los ports de toda la generacion, en fisico, con eso todos los imitadores-deck se van a ir a la tumba jaja

Si el Zelda Tears Of The Kingdom fue retrasado hasta el 2023, no me soprenderia de que esas sean las fechas de la Super Switch, Nintendo necesitaria un juego vende consolas para lanzar su nuevo hardware

Charli
Charli
2 months ago

Es mas o menos lo que rula por ahi, salvo que dicen que en vez de 8 serán 12 GB de ram, comentan que es mas demandada y la que mas se fabrica, por lo cual se le queda a un precio parecido a la de 8, ves veraz está info????? Gana algo switch 2 teniendo 12 en vez de 8?
Por logica si, pero puede ser un rumor falso y sean 8 como dices.

jmonster
jmonster
2 months ago
Reply to  Charli

Por supuesto que tiene mejoras ese plus de RAM, pero conociendo a Nintendo son muy conservadores en eso, ya se dijo que la Switch iba venir con 2 gigas de RAM en vez de 4 como llego, y gracias a la gran insistencia de Capcom y otros lo aumentaron, el aumento de esa RAM da más beneficios por el coste que supone, que inconvenientes (no es algo que incremente el gasto por decir de 30 dólares por unidad al añadir esos 4 gigas de RAM extra), ya que podría usarlo obviamente para hacer los juegos más grandes, mejores texturas, una especie de Quick resume para los juegos de Nintendo switch 1 o para el sistema y permitir más tiempo de captura como otras utilidades, aunque el equivalente de un Quick resume de Xbox dependería también del ssd y buen uso de sofware, podrian no atreverse con esa funcionalidad pero ahi queda para que aguante mas el paso del tiempo y los port a lo largo de la generacion de PS5 y Series Xs

F_Martin
F_Martin
2 months ago

¿Crees que la futura Steam Deck 2 usará una versión modificada del AMD Phoenix Point? Porque muchas más opciones no tienen

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