Espresso (procesador)

CPU de 32 bits para Wii U

Espresso es el nombre en código de la unidad central de procesamiento (CPU) de 32 bits utilizada en la consola de videojuegos Wii U de Nintendo . Fue diseñada por IBM y se produjo utilizando un proceso de silicio sobre aislante de 45 nm . El chip Espresso reside junto con una GPU de AMD en un MCM fabricado por Renesas . Se reveló en E3 2011 en junio de 2011 y se lanzó en noviembre de 2012.

Diseño

Ilustración de la consola MCM de Wii U con disipador de calor. Las marcas indican que está diseñada por Nintendo y que sus componentes son fabricados por AMD, IBM y Renesas. También dice que se ensambló en Japón durante la semana 26 de 2012.

Wii U MCM sin difusor de calor. El color espresso es el rectángulo negro en la parte superior izquierda.

IBM y Nintendo han revelado que el procesador Espresso es un microprocesador basado en PowerPC con tres núcleos en un solo chip para reducir el consumo de energía y aumentar la velocidad. La CPU y el procesador gráfico se colocan en un solo sustrato como un módulo multichip (MCM) para reducir la complejidad, aumentar la velocidad de comunicación entre los chips, reducir aún más el consumo de energía y reducir el costo y el espacio requerido. Los dos chips fueron ensamblados para formar el MCM completo por Renesas en Japón. ^[1] El propio Espresso fue fabricado por IBM en su planta de 300 mm en East Fishkill, Nueva York , utilizando tecnología SOI de 45 nm ^[2] y DRAM integrada (eDRAM) para cachés .

Aunque no ha sido verificado por Nintendo, los piratas informáticos , los desmontajes y los informantes no oficiales han revelado desde entonces más información sobre el Espresso, como su nombre, ^[3] tamaño ^{[4] [5]} y velocidad. ^{[6] [7]} La ​​microarquitectura parece ser bastante similar a sus predecesores Broadway y Gekko , es decir , basada en PowerPC 750 , pero mejorada con cachés más grandes y rápidos y soporte para multiprocesadores .

Los rumores de que la CPU de Wii U derivaba del procesador de servidor de gama alta POWER7 de IBM resultaron ser falsos, ya que potencialmente aumentaría el costo de fabricación y venta minorista del sistema y requeriría un factor de forma más grande. Espresso comparte algunas tecnologías con POWER7, como eDRAM y similitudes en el conjunto de instrucciones generales, pero esas son similitudes superficiales. ^{[8] [9] [10] [11] [12]}

Presupuesto

• Ejecución fuera de orden de núcleos basados ​​en PowerPC
• Tecnología de proceso de 45 nanómetros
• Tecnología de silicio sobre aislante (SOI) de IBM
• Compatible con versiones anteriores de los procesadores Broadway y Gekko

Las siguientes especificaciones no han sido confirmadas oficialmente ni por Nintendo ni por IBM . Han sido obtenidas mediante ingeniería inversa por el hacker Hector Martin, alias marcan . ^[13]

• Arquitectura central basada en Broadway ^[14]
• Tres núcleos a 1,243125  GHz
• Multiprocesamiento simétrico con soporte MESI / MERSI ^[15]
• Cada núcleo puede generar hasta 4 instrucciones por reloj utilizando paralelismo superescalar .
• Unidad entera de 32 bits
• Punto flotante de 64 bits (o SIMD de 2 × 32 bits, que a menudo se encuentra bajo la denominación "pares sencillos")
• Un total de 3 MB de caché de nivel 2 en una configuración inusual. ^[16]
  • Núcleo 0: 512 KB, núcleo 1: 2 MB, núcleo 2: 512 KB
• Tubería de 4 etapas ^[17]
• Tubería de 7 etapas - FP ^[17]
• 6 unidades de ejecución por núcleo (18 EU en total) ^[17]
• Tamaño de la matriz: 4,74 mm × 5,85 mm = 27,73 mm ²

Referencias

1. "Wii U: La consola: Cambios en la televisión". Iwata pregunta . Nintendo. Archivado desde el original el 2022-06-09.
2. "NUEVA WII U™ EN SOI". Archivado desde el original el 25 de marzo de 2016.
3. "Exclusiva mundial: especificaciones finales de Wii U". 11 de septiembre de 2012.
4. "Desmontaje de Nintendo Wii U". AnandTech .
5. "Desmontaje de la Nintendo Wii U". iFixit . 19 de noviembre de 2012.
6. "Wii U tiene una CPU de 1,24 GHz y un núcleo gráfico de 550 MHz". Eurogamer.net . 29 de noviembre de 2012.
7. "Se revelan detalles de la CPU y GPU de Wii U". 29 de noviembre de 2012.
8. "IBM pone el cerebro de Watson en Nintendo Wii U".
9. "IBM adelanta especificaciones de CPU para Wii U". Eurogamer.net . 8 de junio de 2011.
10. "Las especificaciones rumoreadas de Wii U generan sorpresa... por las razones equivocadas".
11. "IBM reconfirma la conexión Wii U/Watson". 27 de agosto de 2012.
12. "IBM confirma que la WII U utiliza una CPU basada en Power, no Power 7". 25 de septiembre de 2012.
13. Joel Hruska (29 de noviembre de 2012). "Hackers descubren el diseño del procesador y la velocidad del reloj de Wii U". HotHardware . Consultado el 21 de enero de 2014 .
14. Martín, Héctor [@marcan42] (9 de diciembre de 2012). "@DFaker no, es solo un 750. PPC750 puede emitir 3/ciclo y retirar 2/ciclo. @dampflokfreund sí, tres Broadways y más caché" ( Tweet ). Archivado desde el original el 5 de octubre de 2013 – vía Twitter .
15. Martín, Héctor [@marcan42] (23 de noviembre de 2013). "¡Ja! Mi discusión en Twitter debe ser tan triste que acabo de recibir esta captura de pantalla en mi bandeja de entrada (remitente anónimo): https://marcansoft.com/transf/espresso_intro.png … @EyeOfCore" ( Tweet ). Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013 – vía Twitter .(enlaces a PNG de una página del Manual de usuario para desarrolladores del procesador IBM Espresso RISC)
16. Martín, Héctor [@marcan42] (30 de enero de 2013). "@theevilmuppet L1 es igual, L2 es diferente (esta es la eDRAM que se reclama). 512K/2M/512K caché L2 por núcleo (el núcleo 1 tiene más caché)" ( Tweet ). Archivado desde el original el 8 de octubre de 2013 – vía Twitter .
17. "Hoja de datos del microprocesador IBM PowerPC 750CL, nivel de revisión DD2.x" (PDF) .

Lectura adicional

• Finalmente se revela la potencia gráfica de Wii U
• Ejecutivo de Nintendo niega que el procesador de Wii U sea "un poco pobre"
• Primera página del manual de usuario del desarrollador