08 Otoño

L a u r a B e a t r i z M e l i á n G u t i é r r e z

Microprocesadores Para Comunicaciones Curso 2008/2009 5º E.T.S.I.T. - ULPGC

Microprocesadores en Consolas

Laura Beatriz Melián Gutiérrez Microprocesadores en Consolas 1

Índice

Introducción ................................................................................................ 2

Xbox 360 ...................................................................................................... 2

PlayStation 3................................................................................................ 4

Wii ............................................................................................................... 6

Comparativa ................................................................................................ 7

Conclusiones ............................................................................................... 9

Referencias .................................................................................................. 9

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Introducción

Las videoconsolas han revolucionado el mercado de la electrónica de consumo con la aparición de la Séptima Generación. Esta nueva generación ha dado un gran salto cualitativo al incluir en los equipos nuevos procesadores más potentes, imágenes de alta definición y nuevos mandos con múltiples sensores para la detección del movimiento corporal.

En este trabajo se llevará a cabo un análisis de las consolas de sobremesa pertenecientes a esta generación, es decir, aquellas que han sido lanzadas al mercado a partir del año 2004: Xbox 360, PlayStation 3 y Wii. El desarrollo de Xbox 360 y PlayStation 3 ha sido orientado a la obtención de gráficos más potentes y realistas mientras que con Wii se ha logrado una mayor interacción del juego

Xbox 360

Xbox 360 es la consola fabricada por Microsoft. Sucesora de la Xbox, presenta un nuevo diseño y diferentes versiones para favorecer al mayor número de jugadores.

Figura 1: Xbox 360

El primer modelo de Xbox 360 fue lanzado al mercado el 22 de Noviembre de 2005 en EEUU, posteriormente, el 2 de Diciembre de 2005 en Europa y el 10 de Diciembre de 2005 en Japón.

A día de hoy, se encuentran a la venta tres versiones de Xbox 360: Arcade, Premium y Elite. En la Figura 2 se presenta una comparativa de los tres modelos mencionados. Cabe destacar el hecho de que tanto la Xbox 360 Premium como Xbox 360 Elite incluyen un disco duro para almacenar contenido multimedia, mientras que en la Xbox Arcade sólo se utiliza una unidad de memoria de 256 MB orientada para el almacenamiento exclusivo de los resultados de las partidas jugadas.

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Figura 2: Modelos en venta de Xbox 360

Desde su lanzamiento, Microsoft ha realizado diversas modificaciones del hardware del equipo para solucionar los problemas de sobrecalentamiento del equipo y disminuir el consumo eléctrico. Entre ellos, cabe destacar el cambio de tecnología de 90nm a 65nm de su CPU y de su unidad de procesamiento gráfico, GPU.

En el diseño de la Xbox 360 se incluye como CPU el procesador IBM Xenon, con una arquitectura IBM PowerPC. Está formado por tres núcleos en un solo dado a 3.2GHz y una cache de nivel 2 de 1MB. Cada núcleo tiene dos hilos de ejecución, con lo que se trataría de 6 hilos de ejecución a nivel global. Es una arquitectura Big Endian que sólo permite ejecución en orden de las instrucciones.

Figura 3: CPU de Xbox 360: IBM Xenon Figura 4: GPU Xbox 360: ATI Xenos

En el apartado gráfico, Microsoft, a través de su Xbox 360, da el salto a la Alta Definición, incluyendo en las últimas versiones de la consola una salida HDMI y su GPU ATI Xenos con un tamaño reducido gracias a la tecnología de 65nm. ATI Xenos trabaja a una frecuencia de reloj de 500MHz e incluye una memoria DRAM embebida (eDRAM) de 10MB. Está formada por un pipeline de 48 rutas paralelas en coma flotante planificadas dinámicamente. Además de utilizar la eDRAM, comparte con la CPU la memoria GDDR3 RAM a 700MHz de 512MB que incluye la consola.

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PlayStation 3

Sony, tras la larga experiencia obtenida con las exitosas ventas de su anterior consola PlayStation 2, fabricó la PlayStation 3 en búsqueda de lograr un mayor realismo en el aspecto gráfico de sus juegos. En ella incluyó el nuevo reproductor óptico Blu-Ray para la visualización de imágenes en Alta Definición. La introducción del nuevo lector de Sony favoreció el hecho de que el nuevo formato Blu-Ray se impusiera sobre el HD-DVD desarrollado por Toshiba.

Figura 5: PlayStation 3

Para Sony el lanzamiento de PlayStation 3 con el nuevo reproductor de Blu-Ray ha supuesto un arma de doble filo ya que a pesar de ser un reproductor con una calidad muy superior a un lector DVD, los costes de desarrollo y fabricación son tan elevados que han encarecido enormemente la consola, limitando así la posibilidad de vender más unidades cuando sus rivales, Xbox 360 y Wii, no son tan caros.

El primer modelo de PlayStation 3 fue lanzado el 11 de Noviembre de 2006 en Japón, el 17 de Noviembre de 2006 en EEUU y finalmente, el 23 de Marzo de 2007 en Europa. Actualmente están en venta varios modelos de la consola que difieren entre sí, principalmente, en la capacidad del disco duro interno.

Para poder dar cabida al gran salto tecnológico de la Alta Definición en imágenes, la CPU de la PlayStation 3 es el Cell Broadband Engine, también conocido como Cell BE. Este potente procesador fue desarrollado por la alianza conocida por STI y que está formada por Sony Computer Entertainment, Toshiba e IBM. Inicialmente fue desarrollado en una tecnología de 90nm de Silicon On Insulator (SOI), sin embargo, desde 2007 se fabrica con una tecnología de 65nm.

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Figura 6: CPU PlayStation 3: Cell Broadband Engine

Cell BE emplea una combinación de la arquitectura PowerPC, de propósito general, con elementos coprocesadores en cascadas, los cuales aceleran notablemente aplicaciones de procesado de vectores y multimedia, así como otras formas de computación dedicada. Cell BE está formado por:

• Procesador principal PPE (Power Processor Element): actúa de controlador para las 8 SPE. Consiste en un núcleo Power ISA de dos vías multihilo simultáneo y es capaz de ejecutar un sistema operativo convencional.

• 8 coprocesadores funcionales SPE (Synergistic Processing Elements): Ocupan la mayor parte de la computación. Diseñados para la ejecución de código vectorizado en coma flotante. Contienen las unidades de sombreado que podemos encontrar en las tarjetas gráficas y que tienen asociadas una memoria de alta velocidad.

• Bus de interconexión de elementos EIB (Element Interconnect Bus).

• Estructuras externas de I/O

Figura 7: Arquitectura Cell BE

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Por otro lado, la unidad de procesamiento gráfico que se encuentra en la PlayStation 3 es RSX Nvidia cuya frecuencia de reloj es de 550MHz. Está fabricada en una tecnología de 90nm y está basada en la arquitectura Nvidia GeForce 7800. Su ruta de datos está constituida por un pipeline de 32 rutas paralelas en coma flotante programable. Contiene una memoria XDR RAM de 256MB a 3.2GHz y también una memoria GDDR3 RAM de 256MB a 700MHz.

Figura 8: GPU PlayStation 3: RSX Nvidia

Wii

Nintendo, dejando a un lado la búsqueda de mejores resoluciones gráficas y el uso de procesadores más potentes, revolucionó el mercado de las videoconsolas a finales del año 2006 con su nueva consola Wii. Con ella, se define un nuevo concepto de juego en el que se logra la digitalización del movimiento corporal a través del mando Wii Remote. Se trata de un mando inalámbrico con conexión Bluetooth que, a través del acelerómetro y la barra de sensores situada junto al televisor, permite reflejar en la pantalla todos los movimientos en el espacio que realice el jugador.

Figura 9: Wii

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La fecha de lanzamiento de Nintendo Wii fue el 19 de Noviembre en 2006 en EEUU, el 2 de Diciembre de 2006 en Japón y finalmente, el 8 de Diciembre de 2006 en Europa. Tanto en Europa como en EEUU la consola incluye el juego Wii Sports que se ha convertido en el juego más vendido de la historia.

Una de las ventajas de Wii es su compatibilidad con los juegos de su antecesora, GameCube.

Wii utiliza como CPU el procesador IBM Broadway que tiene una arquitectura IBM PowerPC con una frecuencia de reloj de 729MHz. Fabricado en una tecnología de 90nm Silicon On Insulator tiene una cache de nivel 1 de 64KB y una cache de nivel 2 de 256KB.

Figura 10: CPU Wii: IBM Broadway Figura 11: GPU Wii: ATI Hollywoood

Por otro lado, la GPU que incluye Nintendo en su consola Wii es ATI Hollywood fabricada con una tecnología de 90nm. Su frecuencia de reloj es de 243MHz y está formada por:

• ARM926: se encarga de realizar las operaciones I/O y la función de WiiConnect24 que se activa cuando la consola está en standby.

• Chip Napa: controla las funciones I/O y el acceso a la memoria GDDR3 SRAM de 64MB que se encuentra en la consola.

• Chip Vegas: contiene el DSP de audio y la memoria 1T-SRAM de 24MB.

Comparativa

Tras un análisis de cada una de las videoconsolas de sobremesa que pertenecen a la denominada Séptima Generación, se presenta una comparativa entre las tres videoconsolas destacando aquellas características más relevantes.

En primer lugar, cabe destacar que tanto Xbox 360 como PlayStation 3 fueron diseñadas para lograr una resolución gráfica apta para imágenes en alta definición mientras que Wii fue diseñada para digitalizar el movimiento corporal del jugador. Este hecho se refleja claramente en características de Xbox 360 y PlayStation 3 como: frecuencia de reloj del microprocesador elevada (en el orden de GHz), resolución de

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pantalla de Alta Definición, salida HDMI, sistema Dolby Surround 5.1, memoria RAM de 256MB o 512 MB y que tengan discos duros internos de al menos 20 GB.

CONSOLA Xbox 360 PlayStation 3 Wii

Frecuencia μP 3.2 GHz 3.2 GHz 729 MHz

Resoluciones de Pantalla

HDTV HDTV EDTV

Salida HDMI Sí Sí No

Memoria RAM 512MB GDDR3 RAM

700MHz 256MB XDR RAM 3.2GHz

64MB GDDR3 RAM 700 MHz

Disco Duro 20GB, 120GB o

unidad memoria de 256 MB

40GB, 80GB, 160GB

512 MB memoria Flash

Sistema sonido Surround 5.1 Surround 5.1 Dolby PrologicII

Puerto Ethernet 100 Mbps 10/100/1000

Mbps Con Adaptador

USB

Bluetooth No Sí Sí

Wi-Fi 802.11 b/g Adaptador Opcional Sí Sí

Lector tarjetas de memoria estándar

No Sí (SD, MS, CF) Sí (SD)

Ranking Ventas 2º: Europa, EEUU

3º: Japón

2º: Japón

3º: Europa, EEUU

1º: Europa, EEUU y Japón

Por otro lado, hay que destacar la conectividad entre consolas a través de diferentes interfaces de red. En el caso de Xbox 360 y PlayStation 3 se incluye conexión vía Ethernet, mientras que Wii y también PlayStation 3 incluyen conexión mediante Wi-Fi y Bluetooth.

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PlayStation 3 y Wii permiten leer tarjetas de memoria estándar, Wii lee las tarjetas SD mientras que PlayStation 3 lee las tarjetas de tipo SD, MS y CF.

Finalmente, cabe destacar las ventas de cada una de ellas, Wii se posiciona en primer lugar tanto en Europa, EEUU como en Japón debido, principalmente, al nuevo concepto de juego desarrollado por Nintendo. Tanto en EEUU como en Europa, Xbox 360 ha sido la segunda consola más vendida, mientras que PlayStation 3 se sitúa en el tercer puesto de ventas. Finalmente, en Japón PlayStation 3 se sitúa en el segundo lugar mientras que Xbox 360 en el tercer puesto.

Conclusiones

Sin duda alguna, Wii ha sido la consola más vendida de la Séptima Generación de videoconsolas, principalmente, debido al nuevo concepto de juego que presenta Nintendo al integrar el movimiento corporal en el espacio del jugador a través de su mando Wii Remote. A diferencia de Xbox 360 y PlayStation 3, está destinada a personas de cualquier edad e incluso sin experiencia con el juego en las videoconsolas. Debido a estos motivos, Nintendo no intentará cambiar su línea de desarrollo hacia la mejora de la potencia gráfica de su consola sino a una mayor digitalización del movimiento corporal pues, es este último aspecto, lo que demanda el consumidor de la consola Wii.

En el caso de Xbox 360 y PlayStation 3, el consumidor valora la posibilidad de tener un sistema muy potente en el que las imágenes son de alta definición, los gráficos de los juegos son de muy buena calidad y existe la opción de poder almacenar y visualizar contenido multimedia. En un futuro, estas consolas podrían convertirse en grandes equipos de contenido multimedia, ya que, a día de hoy, cuentan con el almacenamiento en discos duros, la posibilidad de ver películas, fotografías y escuchar música.

Referencias

http://www.xbox.com/es-eS/

http://es.playstation.com/ps3/

http://www.nintendo.es

http://www.nintendowii.es

http://en.wikipedia.org

http://es.wikipedia.org

http://www.eetimes.com/showArticle.jhtml;jsessionid=15AH40Z5UVAR0QSNDLRSKHSCJUNN2JVN?articleID=194500278

http://www.eetimes.com/showArticle.jhtml;jsessionid=15AH40Z5UVAR0QSNDLRSKHSCJUNN2JVN?articleID=199202543

Michael Gschwind. Cell Broadband Engine. ACM Computing Frontiers 2006. IBM Corporation