En el interior de la Xbox 360

Hoy toca destripe de consolas. Esta vez, nos metemos con la Xbox 360, consola de última generación producida por Microsoft, con corazón de triple PowerPC y gráficos de ATI. Lanzada al mercado a finales de 2005, a fecha de hoy ha vendido más de 57 millones de unidades en todo el mundo. Sigue tan viva como el primer día, aunque ya se está especulando con su posible sucesora.

Durante el diseño de la consola, se puso mucho empeño en poder ofrecer juegos de gran realismo gráfico y jugabilidad. Se siguieron las últimas tendencias de mercado de de sistemas de altas prestaciones para cómputo y gráficos: Procesadores multicore, gran cantidad de RAM muy rápida, procesamiento gráfico capaz de ofrecer imágenes en HD y conexiones a Internet para juego multiplayer.

 

Además, esta consola fue pensada inicialmente para sacar partido tanto a los juegos en red como para ser un “centro multimedia” por lo que venía de serie con varios extras: mandos inalámbricos, conexión Ethernet, soporte de juegos en DVD, puerto infrarrojos para soporte de “Windows Media Center” (un mando + software de Microsoft que en teoría transformaba la consola en un centro multimedia), etc… También disponía de añadidos como un lector externo de HD-DVD (para el fallido nuevo sistema de video de alta calidad), conexión WiFi y cascos para juegos en red entre otras cosas.

Características principales

CPU: PowerPC Xenon, a 3.2 GHz
GPU: ATI Xenos, a 500 MHz
Ram: 512 MB GDDR 3, compartidos para gráficos y programa
Soporte de videojuegos: DVD
Sistema operativo propio

Visión general del sistema

 

1) CPU: PowerPC Xenon
2) GPU: ATI Xenos
3) RAM: 512 MB DDR3
4) Chip HANA, escalado para salida de video en Full HD
5) SouthBridge: Controlador de periféricos.
6) 16MB NAND FLASH: Firmware de la consola
7) Salida de Audio/video y HDMI
8) Puertos Ethernet y USB
9) Conexión receptor de mandos
10) Conexión disco duro SATA

 

CPU

 

 

La CPU de la Xbox es un procesador propio llamado Xenon a 3.2 GHz. Fabricado por IBM, está formado por 3 procesadores PowerPC con capacidad multithread (similar al Hyperthreading de Intel), 32 Kbytes caché de primer nivel (por núcleo) y 2 MBytes caché de nivel 2. Puede ejecutar hasta 2 hilos de proceso por cada core, dando un total de 6 hilos de programa a la vez.

El procesador tiene una capacidad de cómputo de 96.0 GFLOPS, y dispone de un bus de comunicaciones con la caché L2 de 51.2 GB/s. El  front-side bus (FSB) puede transmitir datos a una velocidad de 21.6 GB/s.

 

GPU

El chip de gráficos fabricado por ATI para la consola  también es un procesador propio llamado ATI Xenos, clockeado a 500MHz. En su momento fue revolucionado al disponer de una arquitectura de shaders unificada. Anteriormente, las gpus se solían dividir en al menos dos procesadores (vértices y fragmentos), lo que obligaba a los chips a ser internamente más complejos y dividía el cauce gráfico en operaciones atómicas que solo se realizaban en uno u otro procesador de forma secuencial. Al tener la arquitectura unificada, todas las operaciones del cauce gráfico las realiza el mismo procesador, por lo que da mayor flexibilidad a la hora de realizar algunas tareas gráficas, y disponemos de un hardware más sencillo. Aparte, internamente el chip implementaba soporte para DirectX 9.0c, y Shader Model 3.0.

 

 

Por otro lado, dispone de 10MB RAM de video “inteligente” embebida (el cuadrado negro de la izquierda de la foto). Esta RAM es muy rápida, y es utilizada para almacenamiento de datos y operaciones gráficas. Se llama “inteligente” porque además de almacenar datos, el propio chip podía realizar algunas operaciones fáciles, como aplicar algunos filtros a las texturas, liberando así al procesador principal.

Además, un dato curioso es que este chip actúa también como Northbridge. El Northbridge es un chip que en las placas base convencionales se encarga (entre otras) cosas de darle acceso a la CPU a la memoria principal. El hecho de integrarlo dentro de la GPU posiblemente sea para que  ésta pueda acceder más rápidamente a la memoria principal, dándole menos prioridad a la CPU.

 

Algunos datos de capacidad de cómputo:

– Iluminación de 6000 millones vértices por segundo
– Procesado de hasta 500 millones de polígonos por segundo
– Procesado de hasta 8000 millones de elementos de textura (texels)

 

RAM

 

La consola dispone de 8 chips de RAM de 64MB RAM GDDR3 a 700MHz, sumando un total de 512MB. Usa una arquitectura de memoria unificada, lo que quiere decir que tanto la GPU como la CPU comparten rangos de memoria (puede almacenar tanto datos de programa como gráficos).

 

SouthBridge

 

La función del SouthBridge es de hacer de intermediario entre la Cpu y los periféricos. Entre otras cosas, se encarga de gestionar los sistemas de entrada/salida y comunicación, por lo que está conectado a los chips de gestión de USB, disco duro (conexión SATA), Ethernet, etc… Está conectado al NorthBridge por un bus de 500 MB/s.

Dentro tiene parte del hardware para la decodificación de audio. Un dato extra sobre la Xbox360 es que no dispone de un chip de sonido específico. La mayoría de las operaciones de audio son realizadas por la Cpu principal, aunque hay algunos chips, como éste, que tienen algunas implementaciones hardware para codecs de audio en algunos formatos.

 

Chip HANA

 

La placa con la que se ha hecho este análisis es una Falcon, es decir que dispone de salida HDMI., por lo que nos encontramos con el chip HANA (modelos anteriores usan el chip ANA, de similares funciones). Este es un chip de escalado de imagen para conseguir resoluciones FullHD (1920×1080 píxeles). La consola internamente trabaja a una resolución de 1280×720 píxeles, para llegar a Full HD éste realiza un redimensionado de la imagen inicial hasta  1920×1080. En este modelo, además se encarga de manejar la salida de video y audio HDMI.

Visión general de la consola y conclusiones

 

En el esquema anterior se puede ver un resumen de la arquitectura de la consola, cómo está conectada cada parte. Lo más destacable puede ser ver que en este caso la CPU no es el centro de control, sus accesos pasan por el NorthBridge, que está dentro de la GPU. Además, comparado con sistemas anteriores, este carece de un sistema específico para sonido, dejándose casi por completo las operaciones de filtrado y mezcla de audio al procesador principal (al margen de que haya alguna implementación hardware de algunos codecs).

En general se ve un diseño novedoso, en comparación con las otras consolas. El tener la RAM unificada tiene sus ventajas e inconvenientes, aunque permite un mayor número de texturas y que estas sean más grades, también limita los accesos de la Cpu a memoria cuando sea necesario (solo hay un bus, que aunque sea muy rápido, no parece que permita el acceso simultáneo de GPU y CPU a memoria).

 

Para la siguiente generación supongo que seguirán con un diseño similar. Prácticamente es un ordenador de sobremesa, y teniendo en cuenta que ATI fue comprada por AMD, quizás solo cambien de GPU, añadiendo más RAM y un procesador mejorado en la línea de PowerPC.

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13 respuestas a En el interior de la Xbox 360

  1. Buen repaso Marcos. ¡Y para buen media center la primera Xbox! En su momento era la pó.

  2. Muy bueno, desconocía los temas referentes al audio, parece ser que es uno de esos aspectos que cada vez se cuidan menos. Sería muy interesante que además de estas máquinas, hicierais un repaso a las especificaciones de consolas clásicas y clones de las mismas.

  3. @Men_drugo Gracias tio. La primera XBox sigue siendo un gran sistema multimedia, gracias sobre todo al homebrew. Que gran consola, lastima que no se la hiciera mucho caso.

    @Francisco, en entradas antiguas tienes algunos análisis de gameboy, neogeo, play 2, supernintendo y alguna cosa mas que no recuerdo. Clones… pues la verdad es que siendo clones con todo embebido en un chip pues tampoco es que haya mucho que analizar :P. En trabajos pendientes tenía la GBA, nes y master system, que cuando tenga tiempo les dare un repaso.

  4. Que pena que con tanto buen diseño se les ‘olvidara’ el tema de la fiabilidad, es decir, condensadores de mierda, la gpu debajo del dvdrom para que se caliente bien, pesima ventilacion, dvdroms que más ruido no pueden hacer, na, minucias.

  5. “En su momento”. Y tampoco ha pasado tanto tiempo. Pero hay que ver lo comprimido que se halla este en asuntos de tecnologia.

  6. Consolón! En mi opinión está aguantando el tiempo de forma magnifica y espero que dure todavía 2 o 3 años más que tengo una nueva de 250gb que gané en un taller de la Euskal por hacer la mejor aplicación para un sistema embebido.

    P.D. La Xbox 1 es el único media center de casa y así va a ser mucho tiempo. Para emuladores y divx SD es lo más y por 4 duros 😀

  7. Gracias por la respuesta. La verdad tenía en mente la NES y sus clones tipo NASA o CREATION, nada de soluciones on a chip, aunque algunas maquinas de ese estilo tienen también su encanto.

    Y por cierto la xbox no es solamente el mejor centro multimedia para imagen en sd, sino que tiene una gran variedad de emuladores de gran calidad. Yo no me desharía de mis xbox sabiendo lo que son capaces de hacer. Y mas por el precio por el que puedes encontrarlas, son estupendas.

  8. @Francisco , la NASA no la tengo , pero quizás valga con un famiclon que tengo por casa que no es SOC. La verdad esque no hay mucha diferencia entre un clon y la nes original, quitando el puerto de expansion y el chip de region, son practicamente iguales a nivel hardware. Aun asi, lo que mas me gusta de los clones son las formas que copian, desde play station en todas sus versiones hasta mandos de dreamcast. Es para hacerse una coleccion con ellos XD

    @pocket_lucho Es lo que tiene irse a los fabricantes baratos :P. Si ya de por si es una mala idea poner el dvd encima del procesador quitandole ventilacion, imagina usar estaño del malo y abrazaderas que se dilatan con el calor. La placa base queda hecha mierda a los pocos meses. Y no tiene trazas de mejorar en la siguiente generacion, preferiria una caja enorme donde me aseguraran que no se alcanzan temperaturas de fukushima a un diseño aglomerado destinado a quemarse.

  9. Y esas temperaturas infernales de mi +2 y lo que aguantaba el jodido…

  10. Marcos está hecho un crack, máquina que pilla máquina que despieza y analiza. Supongo que un problema de la Xbox 360 fue que intentaron hacerla algo más pequeña que la anterior y eso trajo algunos problemas.

  11. Genial el análisis. Una consola potente con una arquitectura con pocas sorpresas y alguna que otra idea adaptada de Gamecube.

  12. Buen despiece, y lo de las consolas clónicas a mí también me gustaría. Molaría compararlas 😀

  13. PE-DA-ZO de currada de artículo. Me he quedado flipando. Una arquitectura bastante estandar….algo esparado, dentro de lo que cabe…
    http://analogsticks.blogspot.com

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