Digital Foundry examina la eficiencia energética de Wii U

Tras varias semanas jugando con Wii U ya tenemos más que confirmado que la nueva consola de Nintendo no supone una gran mejora en cuanto a potencia de proceso respecto a lo visto en Xbox 360 y PlayStation 3, pero hay otro elemento en el diseño donde la compañía japonesa se pone varios pasos por delante de sus competidoras de 2005 y 2006: la eficiencia energética. En términos de potencia por vatio, la Wii U es la clara ganadora, proporcionando una experiencia gráfica y jugable similar por menos de la mitad del consumo de las otras consolas.

Cuando se mostró por primera vez la carcasa y el formato de Wii U nos preocupó que Nintendo pudiese encontrarse ante su propio desastre tipo las tres luces rojas. Los problemas de Sony y Microsoft con el exceso de calor son más que conocidos, y el proceso de que el procesador se caliente al jugar y luego se refrigere al apagar la máquina provoca que las soldaduras sin plomo se rompan con el paso del tiempo, inutilizando el hardware. Desde entonces los fabricantes han reducido los procesadores principales, haciendo que sean más frescos, eficientes y menos propensos a fallar, aunque el formato de las consolas seguía siendo bastante grande.

Las primeras demos tecnológicas de Wii U ya mostraban un rendimiento similar al de la actual generación de consolas, pero el pequeño tamaño de la máquina era incluso menor que el de las versiones "slim" de la competencia, y Wii U es, de hecho, incluso más pequeña que la reciente PlayStation 3 "Super Slim". La nueva consola de Nintendo tiene mucha más ventilación que su predecesora, pero el espacio disponible para el disipador y el ventilador es mucho menor que el de las máquinas de Microsoft y Sony.

"Wii U usa tan poca energía comparada con sus rivales que su carcasa sigue fresca incluso tras una sesión intensa de juego."

El propio vídeo de Nintendo en el que desmontaban una Wii U proporcionó algunas respuestas: la CPU y la GPU están juntas, con lo cual la concentración de calor está mucho más localizada y se puede ahorrar espacio para el sistema de refrigeración. Aún así, el calor seguiría siendo un problema, hasta el punto que Microsoft tuvo que ir un paso más allá con la 360S, integrando la CPU y la GPU en una única pieza de silicio.

IBM confirmó hace un tiempo que la CPU de Wii U se fabrica con un proceso de 45nm similar al de los procesadores de Xbox 360 y PS3, y estamos bastante seguros de que el núcleo gráfico Radeon de la Wii U utiliza el mismo proceso de 40nm que el chip RSX de la consola de Sony. 28nm es el siguiente paso en reducción de procesadores, pero el volumen del que es capaz simplemente no puede proporcionar los millones de unidades que Nintendo necesita para la producción de Wii U. Esa es una de las principales razones por las cuales tendremos que esperar al año que viene para ver la próxima generación de Xbox y de PlayStation.

Los datos de consumo energético que podéis ver en la siguiente tabla demuestran que no había motivos para preocuparse. Wii U es notablemente eficiente, hasta el punto de que es difícil notar el calor cuando tocas con tus dedos la carcasa - algo que no podemos decir de la 360S o de la nueva PlayStation "Super Slim". El consumo en general es incluso menor que el de muchos portátiles, un logro considerable si tienes en cuenta que su rendimiento con los juegos supera a muchísimos de esos equipos.

"Nintendo tiene el lujo de poder construir toda la arquitectura desde cero en vez de reducir diseños antiguos, lo cual produce un sistema mucho más eficiente."

Lo que descubrimos es que Wii U utiliza apenas 32 vatios mientras juegos, y tan sólo vemos algún pico ocasional de 33w. En comparación la nueva PS3 utiliza un 118% más de energía cuando está bajo carga, mientras que la Xbox 360S de 2010 es aún menos eficiente, necesitan un 139% más. Sabemos que Microsoft revisó el diseño de su consola desde el lanzamiento original, pero el procesador con el combo CPU/GPU sigue fabricándose con el proceso de 45nm, con lo cual no esperamos ver grandes mejoras en su eficiencia energética. Todas las consolas consumen menos cuando reproducen medios (lo comprobamos viendo un episodio en alta definición de Dexter por streaming vía Netflix) y un valor aún más bajo al navegar por sus respectivos menús de sistema.

¿Cómo ha conseguido Nintendo alcanzar este salto en rendimiento por vatio? Para empezar hay que ser consciente de que nada es gratis y hay que tomar ciertos compromisos. La falta de potencia de CPU de Wii U comparada con Xbox 360 y PlayStation 3 es un tema candente de discusión, pero el hecho es que la CPU funciona solo a 1.24GHz y tiene muchos menos transistores que la competencia (el tamaño físico del chip es también mucho menor que el del Xenon o el Cell), así que obviamente también consumirá mucho menos que sus rivales. Las mejoras en la eficiencia del diseño y la implementación de características como ejecución fuera de orden permiten - hasta cierto punto - compensar la ausencia de dobles hilos por hardware o la menor velocidad de reloj, pero hay una reducción de potencia de proceso que los desarrolladores multiplataforma tendrán que aprender a solventar.

Aún así hay una diferencia significativa en términos de consumo energético, lo cual nos lleva a un punto del que sabemos pocas cosas: la configuración de la GPU Radeon de la Wii U. Integrando una rápida RAM de trabajo - la eDRAM - directamente en la GPU aporta claros beneficios (en Xbox 360 es un die situado junto al procesador), pero más allá de eso los detalles son escasos.

"La potencia de proceso de la CPU es un problema, pero títulos de lanzamiento como Mass Effect 3 muestran que Wii U puede ser competitiva frente a las competidoras de la actual generación."

Mass Effect 3 Wii U/PS3/Xbox 360 Like-For-Like Frame-Rate Tests

Lo que sí sabemos es que AMD ha creado el núcleo gráfico de Wii U basándose en los diseños de la época 4xxx, la arquitectura RV770. Examinando el nacimiento de esta GPU en su formato original para PC vemos detalles interesantes: los procesadores de stream son mucho más eficientes que los de sus predecesoras, pero lo más interesante es que descubrimos que AMD fue capaz de mejorar el rendimiento un 40% por cada milímetro cuadrado de silicio, otro gran salto en eficiencia.

Si algo destaca en nuestras pruebas de rendimiento energético es la uniformidad de los resultados. No importa qué juego hemos probado: el resultado seguía siendo de 32w y tan sólo en algún momento aislado saltaba hasta 33w. Aquellos que esperen que los desarrolladores puedan "desbloquear" mas potencia de proceso en Wii U seguramente acaben decepcionados, puesto que sólo hay una pequeña variación cuando la carga es máxima. También es interesante ver los resultados en reposo de cada consola: todas ellas consumían 0.5w, pero tanto Xbox 360 como PlayStation 3 tenían pequeño picos periódicos, seguramente debido a tareas de fondo que se ejecutan incluso cuando la máquina no está en funcionamiento.

También es interesante ver las mejoras en eficiencia de PS3 durante sus seis años de vida, una buena indicación de lo lejos que se ha llegado a la hora de reducir una misma arquitectura a través de varias generaciones de procesos de fabricación. Basándonos en nuestras pruebas, la PlayStation 3 de lanzamiento (CPU y GPU de 90nm) consumía entre 195w y 209w mientras jugabas, mientras que la primera revisión Slim (CPU de 45nm y GPU de 65nm) redujo esos valores hasta 95-101w. El nuevo modelo Super Slim tiene un combo de CPU de 45nm y GPU de 40nm, y el consumo baja hasta los 75-77w. Aunque no esperamos que Xbox 360 o PlayStation 3 lleguen a los niveles de eficiencia de Wii U, se está preparando un Cell de 22nm y es posible que el RSX se pueda reducir hasta los 28nm, igual que los procesadores gráficos actuales de NVIDIA. Por su parte, Xbox 360 también obtendrá notables mejoras en eficiencia gracias a la futura reducción a 32nm de su chip con CPU y GPU integrada...