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[Nintendo] 雙模式切換的隨身與居家娛樂!Nintendo Switch 整體性能解析

Kanton ( 特約編輯 )

文章日期: 2016-12-20 17:59

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Nintendo Switch - 這款任天堂新型的主機在發表之後,硬體規格正式公開之前,各種傳聞在論壇上流傳,透過專利文件的蛛絲馬跡推敲製造商的計畫究竟為何,匿名線人的出現亦提供企業內部的情報-接著出現的是:現實。Venturebeat 近期的報導中證實了 Digital Foundry 七月的情報:Nintendo Switch 會使用 NVIDIA Tegra X1 行動處理器,搭配第二代 Maxwell 架構的繪圖卡。對於期待 Switch 作為攜帶型 Xbox One 的玩家來說,這是衝擊的事實。在這之前任天堂會如何使用 Tegra X1 處理器一直是個謎,現在有了更多情報之後,已經可以針對 Nintendo Switch 在家用主機與掌機模式的轉換進行分析。


首先,在今年四月時情報指出 Nintendo Switch(當時稱為 NX)將會使用 NVIDIA 的技術,這則消息也獲得其他情報來源佐證。七月時,任天堂歐洲分部於法蘭克福的總部舉辦了一場大型活動,並向大批觀眾實際展示這台新型的家用主機。


據 Eurogamer 的預測,Nintendo Switch 於 2017 年 3 月上市時,或許會由 Tegra X1 升級為使用更先進的 Tegra X2 處理器(使用 Pascal 架構、FinFET 技術製造之處理器),為 Nintendo Switch 開啟通向更高效能和/或長效電池續航力的大門;NVIDIA 的 說法是 Nintendo Switch 的訂製處理器架構「與世界上效能最強大的 GeForce 遊戲繪圖卡相同」-似乎暗示著 Switch 中將使用 Pascal 架構。


回到 Tegra X1,它的 Maxwell 技術是這代架構的最後一次登場,而在 Pascal 架構中也有著 Maxwell 的影子-更明確地說,就是雙 FP16 計算單元。情報亦指出 Switch 已經預定加入其他 Pascal 架構最佳化的訂製功能,值得一提的是:Maxwell 與 Pascal 兩種架構在最基礎的層面上其實非常相似;現在,有了這樣的前提,就能檢視 Maxwell 的 20 奈米 FinFET 以及 Pascal 的 16 奈米 FinFET 兩種處理技術的差異了。這裡還得提及 Nintendo Swtich 正式發表前走漏的一張圖(如下圖),指出新家機可能的硬體規格與 Tegra X1 一致。

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然而,一些不尋常的事實也因此顯露了出來:技術上來說 Tegra X1 是一款搭配 HDMI 2.0 的處理器,但為何走漏的消息中影像輸出變為 HDMI 1.4的 規格?4K、30 Hz 的輸出沒有意義。另外,TegraX1 有 16 個 ROP(Render Output Processor,渲染輸出處理器),但為何它的像素填充率僅使用了 90%(14.4 pixels/cycle,正常運作的 Tegra X1 應為 16 pixels/cycle)?256 個 CUDA Core 以及記憶體頻寬與標準 Tegra X1 一致,但上圖的硬體規格仍缺少關鍵的 CPU 與 GPU 運行速度,僅標示與 NVIDIA Shield Android TV 家用主機的相同速度。假設 Switch 使用與 Shield 相同之 20 奈米處理技術,Switch 這種體積較小、攜帶型、使用電池的主機不可能達到那樣的時脈。Venturebeat 的報導雖指出 Switch 仍是 20 奈米的處理技術,但這點目前尚未證實。


CPU 時脈是判斷 Switch 效能的其中一項關鍵數據,許多人猜測新的家用主機會有兩套運行方式,掌機模式非常明確地無法與家機模式擁有相同的效能;而且,情報也指出在 Switch 底座中沒有另外裝設 GPU 或額外的硬體(雖然先前的專利文件則是指出可能會有)。但,Nintendo Switch 的 CPU 無論是掌機或家機模式時,其運作時脈均為 1020MHz,確保了在掌機模式時遊戲不會因此中斷。Nintendo Switch 的記憶體控制器在家機模式的速度為1600MHz(與標準 Tegra X1 相同),但掌機模式的速度則降至 1331MHz;但遊戲開發者若選擇維持最大記憶體頻寬也是可以的。


比起標準 Tegra X1,Nintendo Switch 的 CPU 時脈是減半的,但真正的差異點是在 GPU 時脈。即使是在家機模式,Switch 也沒有發揮出 Tegra X1 的所有潛力,時脈速度比起 Shield TV 的 1GHz 低,為 768MHz;而任天堂為了達到散熱與電池續航力的目標更是降低了掌機模式的 GPU 時脈-307.2MHz,代表了在掌機模式下的 Switch GPU 效能僅有家機模式的 40%,下面的圖表也指出遊戲開發者可以選擇在家機模式時也以掌機模式的 307.2MHz 時脈運行。



CPU 時脈
GPU 時脈記憶體控制器速度
掌機模式1020MHz307.2MHz1331/1600MHz
家機模式
1020MHz307.2/768MHz1331/1600MHz


數據顯示,Nintendo Switch 家機模式的 GPU 效能較掌機模式提高 2.5 倍。上表是由官方提供給遊戲開發者的文件,而文件末尾註明了該數據為 Nintendo Switch 規格的最終定案,與上市時的規格一致。


所以這會對遊戲體驗造成何種影響呢?Nintendo Switch 的攜帶型裝置螢幕為 720p 畫質,上述的GPU 時脈降低,代表至少在理論上,家機模式以 1080p 運行一款 720p 攜帶型裝置遊戲是有其限制的;有人將這種現象比作開發 PS4 與 PS4 Pro 兩種版本的遊戲。


但或許上面的情報帶給玩家最重要的一則訊息,是在「希望任天堂憑藉 Nintendo Switch 重回微軟與 Sony 等廠商的家用主機戰局」這一方面別抱太大的期望。縱然會有許多跨平台的遊戲,我們也不太能期待 Switch 在其中成為最先進、最熱門的版本,尤其在認識到 Xbox One S 使用了 16 奈米 FinFET 製程技術,主機電源供應需求則達到 75~80W 時,就瞭解即使 NVIDIA 的 GPU 技術在節能方面效率更好,但攜帶型裝置終究不能與家用主機以相同標準來比較。(攜帶型裝置的電源供應需求通常為 5~10W)


但從另一個觀點來檢視,Nintendo Switch 基本上是一款 All-In-One 主機,玩家可以隨身帶著走,而且無須中斷遊戲。這項特色也是任天堂的拿手項目,也期待他們能夠發揮這方面的特長。時脈速度為 307.2MHz 的 GPU 已經足以超越 Wii U,而近期在美國脫口秀節目中進行的 The Legend of Zelda: Breath of the Wild《薩爾達傳說:荒野之息》實機試玩也展示了比去年 E3 的 Wii U 更加流暢的遊戲表現。


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