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Magic Alchemist für KidsLass die Sonne in dein Herz!
Ein fröhliches Denkspiel (nicht nur) für Kinder.

28.03.2012

Die Wii U CPU





1. Einleitung

Noch mehr als die kommenden Spiele steht bei den Gerüchten um die Wii U die Hardware in Vordergrund. Man weiß bislang nur sicher das der Hauptprozessor (CPU) von IBM produziert wird, der Grafikchip (GPU) dagegen von AMD kommt.

Hier nun einige Informationen vorwiegend über die CPU, dem Hauptprozessor, das "Rechenwerk" der Wii U. Die Quelle dieser Informationen möchte ungenannt bleiben. Da diese Informationen nicht auf den neuesten Entwicklungskits der Wii U beruhen können die endgültigen Daten sich noch leicht verändern.

1. CPU, GPU, RAM

Vorweg: Die CPU der Wii U wird nicht mit äußerlichen technischen Daten "protzen", weder ungeahnt hohe GHZ-Zahlen noch x-facher Multicore werden für Marketingzwecke herhalten können.

Die Wii U-CPU ist ein Quadcore-Power-PC-Prozessor, allerdings wird einer der Kerne gänzlich für das Betriebssystem reserviert sein, somit bleiben für Spiele nur drei Rechenkerne übrig. Die Geschwindigkeit wird ca. 3 bis maximal 3.2 GHZ betragen. Die interessanten Features liegen "unter der Haube" und sind technischen Laien nicht so einfach zu vermitteln. Sicherlich ein Grund warum Nintendo bislang darauf verzichtete technische Daten der Wii U zu nennen, denn das würde bei einem Teil der auf GHZ-Zahlen fixierten Spielerkundschaft vermutlich zu Mißverständnissen führen.

Modernes CPU-Design zielt zudem nicht auf möglichst viele Rechenkerne, diese Multicore-Entwicklung hat sich entzwischend als ineffizient herausgestellt und wird vor allem noch zu Marketingzwecken benutzt. Hauptziel moderner CPU-Technologie ist es die vorhandenen Kerne effizient zu nutzen, daher ist der IBM-Prozessor der Wii U auf schnellen Datendurchsatz optimiert.

Moderne Mikroprozessoren für PCs bieten teilweise schon bis zu sechzehn Rechenkerne, doch diese Systeme bieten in realen Anwendungen viel weniger Geschwindigkeit als die Hardwaredaten vermuten lassen. Der Leistungsunterschied zwischen einem Dual-Core- und einem Hexa-Core-Prozessor ist in den meisten Anwendungen- und Spielen nur marginal und kaum merkbar. Das liegt einerseits daran das nur wenige Anwendungen und Spiele überhaupt von so vielen Kernen profitieren können und zum anderen daran, dass es für die Programmierer sehr kompliziert ist mehrere Kerne effizient zu nutzen. Die Leistung der vielen Rechenkerne liegt daher die meiste Zeit brach.

Die Wii U-CPU bietet spezielle Mechanismen um die Leistung der Prozessorkerne voll ausnutzen. Als Beispiele seien hier die CPU-Caches, L1-Cache (32KB/32KB instruction- und data cache) und L2-Cache (3 MB) erwähnt. Die Befüllung der CPU-Caches mit Daten die wirklich gebraucht werden ist nicht immer leicht, doch der Cache ist für die Leistung einer CPU in den meisten Anwendungsfällen der Dreh- und Angelpunkt. Die Wii CPU kann daher durch bestimmte Mechanismen "vorausahnen" welche Daten als nächstes gebraucht werden und so den Datendurchsatz des Caches optimieren, hierfür werden die aktuell modernsten Techniken genutzt, die sonst vor allem in den High-End-CPUs von IBM für Rechenzentren zum Einsatz kommen.

Außerdem bietet der Wii U Hauptprozessor die Möglichkeit der Out-of-order execution, d.h. die Programmbefehle müssen von der CPU nicht starr in der Reihenfolge des Programmcodes abgearbeitet werden, sondern können parallel und je nach Bedarf ausgeführt werden. Diese Technik ist schon alt, wird aber selbst von vielen modernen CPUs nicht oder nur unzureichend unterstützt.

Alleine diese Vorzüge machen die Wii U in der Realität viel schneller als die groben technischen Daten zunächst vermuten lassen. Obwohl beispielsweise die CPU der Xbox360 auf den ersten Blick ähnliche Daten hat, wird die Wii U CPU in manchen Anwendungsfällen um den Faktor 10 schneller sein. Mit einem PC lässt sich solche Konsolenhardware nur bedingt vergleichen. Für eine Konsole mit standardisierter Hardware lassen sich Rechenalgorithmen speziell optimieren, z.B. da die Programmierer recht genau wissen wie lange bestimmte Operationen brauchen werden. Bei einem PC mit einer quasi unendlichen Vielfalt von Hardwarekombinationen ist das nicht möglich. Außerdem braucht ein PC viel mehr RAM um effizient arbeiten zu können als eine Konsole.

Hinzu kommt natürlich der Grafikchip (GPU) der Wii U. Dieser basiert zwar auf der AMD-4xxx Serie, wurde aber völlig umgemodelt und enthält spezielle Erweiterungen die seine Leistungsfähigkeit stark erhöhen, außerdem enthält er eigenes eDRAM (32MB). Er wird zudem effizient an die CPU und an den Hauptspeicher (RAM) angebunden, so das Grafikoperationen leicht an die CPU ausgelagert werden können und umgekehrt.

Wieviel RAM die Wii U haben wird ist immer noch Gegenstand der Spekulation. Währen die ersten Entwicklungskits noch 768 MB RAM hatten (zum Vergleich: PS3 und Xbox360 bieten 512 MB) haben die neueren Entwicklungskits schon mehr als 1 GB. Wieviel RAM die Konsole dann im Endeffekt haben wird steht noch nicht fest, aber 1 - 2 GB scheinen wahrscheinlich.

3. Fazit:

Nintendo wird sich wohl auch weiterhin bedeckt halten was die technischen Daten der Wii U angeht und am Ende lieber die Spiele für sich sprechen lassen. Die Protzerei mit nur bedingt aussagekräftigen technischen Daten, wie z.B. bei Microsoft üblich, war allerdings noch nie Bestandteil der Philosophie von Nintendo, egal wie leistungsfähig die aktuelle Konsole gerade war. Bei der Technik der Wii U hat Nintendo offensichtlich versucht den goldenen Weg zwischen Produktionskosten und Leistungsfähigkeit zu finden und daher nicht die taufrischeste Hardware verwendet, aber diese durch diverse Optimierungen stark aufgewertet.

Mit diesen Daten ist nun klar das die Wii U deutlich leistungsfähiger als die aktuelle Konkurrenz in Form von Xbox360 und PS3 sein wird. Und auch mit deren Nachfolgern die für 2013/2014 erwartet werden, kann sie auf jedenfall noch mithalten, denn so leistungsfähig können Sony und Microsoft die Nachfolger von PS4 und Xbox3 gar nicht machen, das sie die Wii U weit hinter sich lassen könnten.

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