Nintendo Wii U - thread ufficiale

[Bluforce]

Fotografie e descrizioni della GPU di Wii U:

http://www.neogaf.com/forum/showthread.php?t=511628

[Turrican3]

Full-size photo here (very big)

A few days ago, wsippel noticed that Chipworks had Wii U die photos up for sale on their website, and at $200 a piece (for each of the CPU, GPU and NOR dies), some of us in the Wii U Technical Discussion Thread decided to chip in a few dollars each to buy the GPU photo, with the aim of a few of us (Fourth Storm, wsippel, Blu, Durante and myself) deciphering it and posting up our results on GAF. Chipworks, though, decided to be amazingly kind and helpful, and sent an email back to us offering not only to do a higher quality polysilicon die photo for us at their expense (as they felt their existing shot didn't give us the detail we needed), but to allow us to post the full-res photo up here on GAF for all you lovely folks to enjoy!

(We've learnt from Chipworks that this kind of photo would usually cost about $2500 to do, so it really is incredibly generous of them to do it for us for free.)

***What follows is speculation and deduction based on what we see in the die photo. Our analysis is ongoing, so please don't jump to any hasty conclusions***

What am I looking at?

The die is exactly 11.88 x 12.33mm (146.48mm²). It's manufactured at 40nm, apparently on an "advanced CMOS process at TSMC". It carries Renesas die markings, but no AMD die markings (although there is an AMD marking on the MCM heat-spreader). This is unexpected, as it was widely reported that the GPU was originally based on AMD's R700 line, and Nintendo publicly referred to it as a Radeon-based GPU. As the die appears to be very highly customised (it looks very different to other R700-based GPUs), the markings (or lack thereof) may indicate that the customisations were not done by AMD, but rather by Nintendo and Renesas.

In addition to the usual GPU components, the die includes a large eDRAM pool (accessible to both CPU and GPU), and it is understood that one or more ARM cores are also on-die, as well as a DSP.

Layout

As can be seen in the labelled version of the die photo above, there are three main sections of the chip, which I will deal with separately. The first of these comprises the memory pools (the two eDRAM pools and one SRAM pool), the second the off-chip interfaces (around the edges of the chip), and the third the GPU logic (the sections labelled A-Y).

Memory

The large orange block on the left is 32MB of eDRAM, known as MEM1. It's 40.72mm², and takes up 27.8% of the die. As this appears to be a non-standard eDRAM configuration from Renesas, the interface (and hence the bandwidth) are not immediately obvious. This pool of memory is accessible from both the CPU and GPU, and would be expected to have a high-bandwidth, low-latency interface to each. The MEM1 pool also serves a purpose in Wii mode, by replacing the 24MB of 1T-SRAM.

The smaller orange block above it is also eDRAM, and is referred to as MEM0. It's 4.25mm², and appears to be either 2MB or 2.75MB in size (the former seemingly more likely, due to the power-of-2 number of banks). In Wii mode it is used for the embedded framebuffer, and in Wii U mode it "is used as fast general purpose RAM".

To the left of the smaller eDRAM pool is a pool of SRAM, understood to be 1MB in size, and seems to be used as a texture cache in Wii mode. Its purpose in Wii U mode is unclear, possibly also serving as a cache. Its use as a texture cache in Wii U mode would be puzzling, though, as it is on the opposite corner of the die from the DDR3 interface, and seemingly far from the texture units.

Interfaces

The interface running around the lower right corner of the die is the DDR3 memory interface (the DDR3 is known as MEM2).

Running along the top and left sides of the die, along with a small section on the upper right side of the die, are general purpose I/O (GP I/O). The GP I/O is likely dedicated in large part to communication with the CPU, but may also be used for lower-bandwidth off-chip communication, such as the Blu-Ray drive or SD card slot.

On the bottom left of the die there are two high-speed I/O (HS I/O) interfaces, such as SERDES (serialiser/deserialiser), which are used to achieve very high bandwidth over relatively few wires. Proposed applications of these include:

- Communication with the hardware that handles video transmission to the gamepad
- Communication with the CPU (to provide high-bandwidth/low-latency eDRAM access)
- USB interfaces
- SATA interface
- Flash memory interface
- HDMI

There are also two blocks on the right side of the chip above the DDR3 interface that are currently unknown. These may be part of the DDR3 interface, or may be I/O elements in and of themselves.

GPU Logic

(This is somewhat of a misnomer, as there's an ARM CPU and a DSP in there, but we're not certain where either of them are.)

The GPU logic consists of 40 blocks, which are apparently of 25 different types. They are labelled A-Y, and repeated blocks are numbered. The small orange/black units on these blocks are SRAM cells, and the type, quantity and location of the SRAM cells are central clues when it comes to discovering which blocks contain which components.

The blocks labelled N1-N8 appear to contain the SPUs. Judging by their size relative to other 40nm VLIW5 GPUs, it seems that they each contain 40 SPUs, giving a total of 320. As well as the changes in their grouping (VLIW5 SPUs are usually grouped in 20s), there seem to be changes to their register files (the SRAM cells around them).

It is generally assumed that the blocks labelled J1-J4 are the texture unit bundles (four in each for a total of 16). Their location is neither adjacent to the DDR3 interface or the SRAM "cache", which would be unusual, but certainly not impossible, placement for texture units. That they are located next to the SPUs, however, makes sense.

The location of the ROP bundles is unknown, but blocks U1 and U2 have been proposed as possibilities, due to their size and location. It is also possible that the ROP bundles are separated out into their constituent components, so may reside in asymmetrical blocks (or sets of blocks).

The ARM core (referred to as "Starbuck") is believed to be very similar (or even identical) to the "Starlet" ARM core on the Wii's GPU die. As such, it should be very small, possibly <1mm². Its location on the chip is unknown.

There is almost certainly a DSP somewhere on the die, although we know little to nothing about it. Like the ARM core, it should be pretty small.

Other potential functions of blocks on the GPU logic:

http://www.neogaf.com/forum/showpost.php?p=47336243&postcount=1060

• Command Processor and Thread Scheduler (not necessarily the same block)
  
• Trisetup and rasterizer (R800 dropped that and delegated the workload to SPs)
  
• Global Data Share (traditionally not very large, and likely encased nicely by some of the numerous embedded pools, in a much larger size)
  
• A bunch of caches (vertex, texture) which could be really tiny or not so much (again, memory pools ahoy)
  
• DMA engines
  
• Ring buses
  
• Tessellator (likely still sitting in fixed-function silicon)
  

It is likely that at least a couple of the blocks are used for Wii BC (see further discussion on this below).

It it worth noting at this stage that a large portion of the GPU logic is still unexplained. Even accounting for everything we know should be on there, there are a significant number of blocks left. There are a number of possibilities to consider. For one, it could simply be that there's obvious functionality we aren't considering. Otherwise there may be some customised units not usually present on GPUs. Alternatively, there's at least one crackpot theory that we're undercounting the SPUs, texture units and ROPs, chalking it up to an asymmetric shader design.

Wii Backwards Compatibility

The GPU is understood to provide full hardware level BC with Wii's GPU. Some of the components for this (e.g. MEM1 and MEM0) have already been explained, however the GPU logic itself needs to be accounted for. In considering this, the following comment from Ko Shiota, the Deputy General Manager of Nintendo's Product Development Department, is worth reading:

Yes. The designers were already incredibly familiar with the Wii, so without getting hung up on the two machines' completely different structures, they came up with ideas we would never have thought of. There were times when you would usually just incorporate both the Wii U and Wii circuits, like 1+1. But instead of just adding like that, they adjusted the new parts added to Wii U so they could be used for Wii as well.

This seems a clear indication that there is not a full 1:1 copy of the Wii's Hollywood GPU on the die, but that at least some parts of its functionality are being handled by Wii U components.

Hollywood was about 72mm² on a 90nm process (inc embedded RAM and ARM), so even if there is a 1:1 copy, it would only be expected to take up around 10-20% of the space on a 146.48mm² 40nm die. Given Shiota's comments, the actual amount of GPU logic dedicated purely to Wii BC may be as low as 5-10%.

It is worth considering what Wii U components may provide BC for Hollywood functions. A possible candidate for this is block J1. If the blocks J1-J4 are indeed texture unit bundles, then J1 would seem to have some difference to the other three, due to its slightly larger size. This would be explained if J1 had extra hardware to allow it to also function as the texture unit for Wii mode.

Info Directly From Chipworks:

Been reading some of the comments on your thread and have a few of my own to use as you wish.

1. This GPU is custom.
2. If it was based on ATI/AMD or a Radeon-like design, the chip would carry die marks to reflect that. Everybody has to recognize the licensing. It has none. Only Renesas name which is a former unit of NEC.
3. This chip is fabricated in a 40 nm advanced CMOS process at TSMC and is not low tech
4. For reference sake, the Apple A6 is fabricated in a 32 nm CMOS process and is also designed from scratch. It's manufacturing costs, in volumes of 100k or more, about $26 - $30 a pop. Over 16 months degrade to about $15 each
a. Wii U only represents like 30M units per annum vs iPhone which is more like 100M units per annum. Put things in perspective.
5. This Wii U GPU costs more than that by about $20-$40 bucks each making it a very expensive piece of kit. Combine that with the IBM CPU and the Flash chip all on the same package and this whole thing is closer to $100 a piece when you add it all up
6. The Wii U main processor package is a very impressive piece of hardware when its said and done.

Trust me on this. It may not have water cooling and heat sinks the size of a brownie, but its one slick piece of silicon. eDRAM is not cheap to make. That is why not everybody does it. Cause its so dam expensive

Thanks

Thanks to Forth Storm, wsippel, blu, Durante for helping organise and analyse, and all the folks who chipped in to buy the photo (who will be getting their money back from FS shortly!). And, of course, huge thanks to Chipworks for doing this for us!

Links

Chipworks write-up

Digital Foundry article

(riporto nuovamente il link d'origine --> http://www.neogaf.com/forum/showthread.php?t=511628)

E nel frattempo pur avendo scoperto con ragionevole certezza le funzionalità di solo il 40% circa del suddetto chippone, Digital Foundry se n'è già uscito con l'ennesimo articolo attira-click:

we can now, categorically, finally rule out any next-gen pretensions for the Wii U - the GCN hardware in Durango and Orbis is in a completely different league

Il tutto senza nemmeno citare l'immane lavoro di ricerca/analisi che han fatto quelli di GAF del link di cui sopra.

Che tristezza di "giornalismo videoludico". Mah...

[Bluforce]

Recentemente NeoGAF è al centro di furti niente male.

Svettano di sicuro questo, ed i photoshop al pad di PS4, che riviste IMPORTANTI hanno "incorniciato" in articoli ad hoc.

E' uno squallore.

Detto ciò, il post su NeoGAF è stato aggiornato con informazioni da un insider, che evidenzia quanto sia "custom" la soluzione sviluppata ed adottata da Nintendo. Definendo il tutto un gran bel pezzo d'hardware.

[Turrican3]

Ho testè aggiornato il mio post... work in progress più lungo del previsto causa indispensabile cena.

Tornando all'articolo, sia ben chiaro che non ho nemmeno mezzo dubbio che Durango e Orbis siano HW di ben altra levatura eh... ma il dubbio che DF abbia avuto, diciamo così, un po' troppa fretta (e un po' troppa "furbizia" nel modo di esprimersi, non a caso su GAF il thread dedicato è durato pochissimo causa flammoni) nel tirare le conclusioni con un casino di roba ancora avvolta nel mistero.

[Pandabit]

Kamiya su Twitter riguardo i loro titoli (Bayonetta 2 e The Wonderful 101) su WiiU

ウチは開発会社なわけ...任天堂がお金出してくれて、ウチがベヨ２とW101開発して、任天堂が 売るわけ...そ の任天堂「PS3や360にもベヨ２出します」つった ら出るんじゃないの...だから後は任天堂に聞けつーの...

"We're a development company...Nintendo gives us money, we make Bayonetta 2 and W101, and they sell it...So if Nintendo says 'We're putting Bayonetta 2 on PS360' it'll come out on those platforms...So ask Nintendo about it..."

Scontato direi visto che si parla praticamente di due "quasi first party" Nintendo (anche se l' IP di Bayonetta è in mano a Sega)

http://www.neogaf.com/forum/showthread.php?t=512308
https://twitter.com/PG_kamiya/status/299774818381877249


EDIT by Turry: aggiunti link a NeoGAF e al Tweet originario

[gerzam]

Comunque io, che avevo prenotato Raymand Legend, mi chiedo quale altro gioco potrei prendere per WiiU...

Premesso che ho Mario e Nintendoland, tutti i titoli di terze parti si trovano a molto meno sulle altre piattaforme, e spesso la versione WiiU è la peggiore.
Pensavo a Scribblenauts... ma poi ho visto che per PC è in prevendita a 20 Euro... su WiiU downloadabile a 59...

Boh! :mmmm:

[Frozzo]

Che tristezza di "giornalismo videoludico". Mah...

Piccolo OT: Più cose vedo e più cose mi dicono, più penso che non esista un giornalismo videoludico ma solo una nutrita serie di squali e piranha vari che si fanno i cazzi loro alla faccia di chi li legge, prendila come uno sfogo ma tant'è, ho smesso di leggere tutti (e dico tutti) i siti ufficiali, non riesco a fidarmi più di nessuno 

[Turrican3]

Kamiya su Twitter riguardo i loro titoli (Bayonetta 2 e The Wonderful 101) su WiiU

Scontato direi visto che si parla praticamente di due "quasi first party" Nintendo (anche se l' IP di Bayonetta è in mano a Sega)

Sì, come discutevamo nel thread di Rayman Legends ritengo anch'io che essendoci i soldi di Nintendo di mezzo per il finanziamento dei suddetti titoli non si ripeterà quanto visto per il titolo Ubi. Su Wonderful 101 direi che di dubbi non ne possano comunque sussistere a prescindere, è una IP nuova di zecca. L'unica incognita potrebbe essere Bayonetta 2 ma credo che con quel logo Nintendo in bella mostra (più il coinvolgimento diretto con i $$$ di cui si diceva prima) il gioco rimarrà esclusiva WiiU.

Comunque io, che avevo prenotato Raymand Legend, mi chiedo quale altro gioco potrei prendere per WiiU... [...]

Non ricordo se l'ho già scritto ma in giro leggevo belle cose di NBA 2K3, c'è pure la demo su eShop per dare un'occhiata volendo.

Per il resto boh, Scribblenauts lo giocai all'epoca su DS per poi darlo via perchè mi prese meno di zero.
Questo "nuovo" dicono sia carino e un po' diverso come struttura ma francamente, alla luce della precedente esperienza, non mi fido... non a 59€ perlomeno.

Di imminente mi sovvengono solo Lego City Stories e Monster Hunter Ultimate (dei quali per quanto mi riguarda potrei FORSE tenere in considerazione il primo ma, tanto per cambiare, non a prezzo pieno - non che sia un problema intendiamoci, visto che ho NSMBU agli sgoccioli ma ancora da completare al 100%, se riesco, e poi altri addirittura da iniziare come ZombiU).

prendila come uno sfogo ma tant'è, ho smesso di leggere tutti (e dico tutti) i siti ufficiali, non riesco a fidarmi più di nessuno

Sincero?
Oramai per quanto riguarda la cosiddetta informazione videoludica al 95% mi basta NeoGAF.

Chiaro che pure lì c'è da tenere gli occhi aperti su viral et similari, la perfezione non esiste... ma in generale mi pare ci si possa "fidare" di più se non altro per via dei controlli incrociati (la probabilità che le caxxate abbiano vita breve è elevatissima, e al giorno d'oggi direi che non è male)

[gerzam]

Non ricordo se l'ho già scritto ma in giro leggevo belle cose di NBA 2K13, c'è pure la demo su eShop per dare un'occhiata volendo.

Si dev'essere molto bello... ma ce l'ho per PC da ottobre... tra l'altro costava 29 Euro al day one...

Ma Wario quando dovrebbe uscire?

[SilentBobZ]

Vediamo se riesco a superare 10 giochi acquistati per il Wii U prima che esca la prossima console Nintendo.
Scusate la semplicità disarmante della mia riflessione, ma se la tendenza è produrre giochi multipiatta si prendono botte anche da 360 e PS3 .
Attendendo quindi le mascotte della N, dicasi per i miei gusti Zelda/Metroid/Mario quello vero, posso attendere pazientemente.

Ieri giocavo a Dead Space 3 e mi sono reso conto di come girasse con tanto di dettagli luccicosi (Sembra un gioco Next anche per il PC), ovviamente il Wii U non puo' logicamente competere.
Poi c'e' il discorso prezzi che favorisce la concorrenza.

Magari potranno fare uscire un Mario sbalorditivo, se spremono la console a dovere, ma tanto ormai è quasi tutto un business .

[gerzam]

Vediamo se riesco a superare 10 giochi acquistati per il Wii U prima che esca la prossima console Nintendo.
Scusate la semplicità disarmante della mia riflessione, ma se la tendenza è produrre giochi multipiatta si prendono botte anche da 360 e PS3 .
Attendendo quindi le mascotte della N, dicasi per i miei gusti Zelda/Metroid/Mario quello vero, posso attendere pazientemente.

Ieri giocavo a Dead Space 3 e mi sono reso conto di come girasse con tanto di dettagli luccicosi (Sembra un gioco Next anche per il PC), ovviamente il Wii U non puo' logicamente competere.
Poi c'e' il discorso prezzi che favorisce la concorrenza.

Magari potranno fare uscire un Mario sbalorditivo, se spremono la console a dovere, ma tanto ormai è quasi tutto un business .

Beh io ti quoto al 100%...

[Turrican3]

Ma Wario quando dovrebbe uscire?

Per ora la data è un generico primavera/estate 2013, ovvero al pari di Wii Fit, The Wonderful 101 e Pikmin 3.

Io spero si "parta" massimo ad aprile e con questi ultimi due (do' per scontato li gestiscano con uscite a cadenza mensile), tenuto conto che marzo è già coperto con Monster Hunter e Lego City.

Scusate la semplicità disarmante della mia riflessione, ma se la tendenza è produrre giochi multipiatta si prendono botte anche da 360 e PS3

C'è poco da scusare, anche secondo me è roba che può andar bene come tappabuchi ma fino a un certo punto... perchè se tiri fuori roba indistinguibile dalle versioni PS360 per forza di cose restringi tremendamente il numero di persone potenzialmente interessate.

Quindi IMHO le strade sono due: o progetti ad hoc (e credo sia la cosa preferibile nel medio/lungo termine) o se proprio multi dev'essere, che almeno abbia delle peculiarità tali da suggerire di puntare sulla versione WiiU.

ovviamente il Wii U non puo' logicamente competere

Secondo me è ancora molto presto per dirlo... stiamo pur sempre parlando di una macchina nuova di zecca, che avrà i suoi margini di miglioramento man mano che gli sviluppatori ci prenderanno confidenza.

[Biggy]

Comunque io, che avevo prenotato Raymand Legend, mi chiedo quale altro gioco potrei prendere per WiiU...

Premesso che ho Mario e Nintendoland, tutti i titoli di terze parti si trovano a molto meno sulle altre piattaforme, e spesso la versione WiiU è la peggiore.
Pensavo a Scribblenauts... ma poi ho visto che per PC è in prevendita a 20 Euro... su WiiU downloadabile a 59...

Boh! :mmmm:

Fai come ho sempre fatto io: fai finta di avere un'unica console universale e scegli il gioco di maggiore valore che c'è in giro.

Non scegliere il gioco meno peggiore che c'è su una console solo per giustificarne l'acquisto: arriverá il suo momento.

Magari prendi un buon gioco Wii (che so...Xenoblade) e usalo su WiiU.

[Turrican3]

Io sono ancora alle prese con NSMBU, presumo di essere all'ultimo "mondo" ovvero il castello di Peach ma prima di iniziarlo mi stavo dedicando alle monete stella e... lol, incredibilmente le ho scovate tutte tranne quelle dei primi due "mondi".

O meglio, evidentemente mi manca ancora qualche uscita segreta (che non riesco a trovare), dal momento che l'apposito indicatore parziale delle stelle (quello in alto a destra nel riepilogo per intenderci) NON ha ancora lo sfondo giallo nonostante abbia le 3 stelle in tutti i livelli di quei due mondi.

Veramente belloccio come platform 2D (e pure spesso stronzissimo), per adesso sono soddisfatto per quanto, come già detto in precedenza, a pelle non mi stia entusiasmando al pari di alcuni altri recenti titoli di Nintendo stessa quali Donkey Kong Country Returns o l'ibrido Super Mario 3D Land.

[Biggy]

Nel frattempo per una indecisione fatale (o provvidenziale  ?) mi sono perso come un allocco la promozione Darty a 249 euro, ieri mi ero registrato e l'avevo messa nel carrello, stavo andando proprio ora a fare l'ordine e scopro che è tornata a 349 ... impensabile, dopo l'occasione persa e col rinvio di Rayman Legends, pensare di prenderla finchè non torna a 249, ufficialmente o meno.
Senza alcun gioco di spessore esclusivo all'orizzonte, mi sembrano troppi 400€ per un buon Mario 2D che poteva uscire senza troppi downgrade anche su 3DS.

Saluto quindi la Wii U  ci rivedremo nel 2014.

Nel frattempo pensavo a un reboot della Wii, spenta da DKCR ( ) , con Xenoblade e/o Monstet Hunter Trii

Usano il classic controller pro (non ha niente a che vedere con pad aggiuntivi per la U, vero?) o il motion plus?

Io ho ancora quelli standard