1. Veranderingen in televisie
Zes jaar geleden begon de Iwata vraagt-serie eigenlijk bij toeval met een aflevering over de Iwata vraagt - Wii1. Ik had niet kunnen voorspellen dat het zo lang door zou gaan. Nu we een opvolger hebben gemaakt voor de Wii, ben ik blij dat ik deze kans weer kan grijpen. Vandaag begint een serie waarin ik jullie wil vragen naar de ontwikkeling van de Wii U-hardware. Dank voor jullie komst vandaag. 1De Wii-hardware-aflevering: de eerste van een serie interviews over het Wii-systeem, die eind 2006 begon en overging in de huidige Iwata vraagt-serie.
Bedankt voor je uitnodiging.
Zouden jullie jezelf eerst willen voorstellen? Het is niet nodig dat Takeda zich nogmaals introduceert, maar hij is bij Nintendo verantwoordelijk voor de ontwikkeling van hardware.
Ik ben Takeda. Bedankt dat je me weer hebt uitgenodigd.
Ik ben Shiota en ik werk op de afdeling Product Development van de divisie Integrated Research & Development. Ik houd toezicht op de gehele hardware-ontwikkeling van producten als het
De supervisie over de gehele hardware-ontwikkeling moet dit keer hebben gevoeld alsof je tegelijkertijd een tv-systeem én een draagbaar apparaat maakte (lacht)!
Ja, dat klopt (lacht)! Ik viel terug op elementen voor draagbare systemen bij de ontwikkeling van de Wii U GamePad, dus ik heb inderdaad het gevoel dat ik tegelijkertijd twee apparaten heb ontwikkeld: een tv-systeem en een draagbare spelcomputer.
Ik ben Kitano en ik werk op de afdeling Product Development van de divisie Integrated Research & Development. Tijdens de ontwikkeling van het Wii U-systeem was ik betrokken bij het mechanische ontwerp. Afgezien van het ontwerp van de behuizing, werkte ik ook aan het thermische ontwerp, en ontwierp dingen als stekkers en snoeren.
Ik ben Akagi en ook ik werk op de afdeling Product Development van de divisie Integrated Research & Development. Terwijl alle anderen aan de hardware werkten, had ik de leiding over de software. En als ik het heb over software, dan bedoel ik niet de software die mensen spelen. Ik was verantwoordelijk voor de testprogramma’s die tijdens de ontwikkeling van het systeem werden gebruikt.
Hartelijk dank. Wat bij het maken van een nieuw spelsysteem de meeste tijd kost, is het selecteren en beoordelen van de onderdelen. Hoe begon dat met de Wii U?
Allereerst is de overstap naar digitale hd-televisie2 in heel Japan voltooid. De wereld is grotendeels overgeschakeld op hd, dus je kunt stellen dat hd de nieuwe sd3 is geworden. 2 deze term staat voor de hoge resolutie (beelden van hoge kwaliteit) van televisies en andere apparaten. De voorwaarden hiervoor zijn een groot aantal beeldpixels, minimaal 720 beeldlijnen en een beeldverhouding van 16:9. Televisieprogramma’s die in hoge resolutie worden uitgezonden noemt men hdtv. 3 deze term staat voor de standaardresolutie (beelden van standaardkwaliteit) van televisie en andere apparaten. Het aantal beeldlijnen is lager dan 720.
Hd is de standaard geworden.
Ja. Het Wii-systeem maakt echter gebruik van sd. Het Wii U-project begon toen we ons aan wilden passen aan de nieuwe hd-standaard voor televisies. We hebben de filosofie dat we dingen willen maken die iedereen, onder dezelfde omstandigheden en in verschillende huishoudens kan gebruiken.
De oude gele stekker4 die het videosignaal van de spelcomputer overbracht naar de televisie is vervangen door HDMI5. Het was onvermijdelijk dat als televisies veranderden, de spelcomputers die daar gebruik van maakten óók zouden veranderen. 4een van de tulpstekkers van het AV-snoer, waarmee het elektrische signaal van audio en video wordt overgebracht. De stekkers hebben verschillende kleuren: geel voor het videosignaal, en rood en wit voor het stereo audiosignaal. 5 dit is de standaardinterface (input en output) voor digitaal beeld en geluid in AV-apparatuur. Hiermee is het mogelijk om video, audio en bedieningssignalen gelijktijdig via één snoer te versturen.
Dat klopt. En omdat het apparaat 24 uur per dag in je woonkamer staat, wilden we dat mensen van veel meer dan alleen videogames konden genieten. Dingen die nog niet mogelijk waren met de Wii. We moesten hard nadenken om een apparaat te ontwikkelen dat solide prestaties zou leveren tegen een betaalbare prijs.
Dat lijkt op het concept dat we bespraken in de Wii-hardware-aflevering, over een laag stroomverbruik en goede prestaties.6 6 Takeda legde dit concept uit in de Wii-hardware-aflevering van Iwata vraagt: ‘Rekenkracht is natuurlijk nooit van secundair belang geweest. Iedereen kan 'weinig rekenkracht met weinig stroomverbruik' realiseren. Anderen neigen naar 'veel rekenkracht met veel stroomverbruik'. Maar alleen Nintendo heeft geprobeerd te zorgen voor 'veel rekenkracht met weinig stroomverbruik'.’
Ja. Sinds de Nintendo GameCube7 heeft Nintendo zich afgevraagd hoe de efficiëntie kon worden verbeterd, terwijl het stroomverbruik werd teruggebracht. Dit had daarmee te maken. 7 een videogamesysteem voor thuisgebruik dat in Japan werd uitgebracht in september 2001.
Hoe wist je dit keer een laag stroomverbruik en goede prestaties te realiseren?
Om te beginnen gebruikten we voor het eerst een multi-core CPU8. Met verschillende CPU-cores in een enkele LSI-chip, zorgen de CPU-cores en het interne hoge capaciteitsgeheugen ervoor dat de gegevens veel beter en met een laag stroomverbruik worden verwerkt. 8 een ‘central processing unit’ (centrale verwerkingseenheid of CPU) met verschillende verwerkingskernen (hardware om software te draaien), zodat diverse commando’s gelijktijdig door een enkele chip kunnen worden uitgevoerd.
En we maakten gebruik van een MCM9. 9 een component met verschillende zichtbare siliconenchips, of chipparen, op een printplaat.
We besloten dit keer een MCM te gebruiken voor onze spelcomputer. Een MCM is een component waarop de CPU-chip, waar we het net over hadden, en een GPU-chip10 zijn samengebracht. De GPU beschikt over een behoorlijke hoeveelheid geheugen. Door te kiezen voor een MCM, wisten we de kosten van het component te drukken, de snelheid van de gegevensuitwisseling tussen de LSI’s te verhogen, en werd het stroomverbruik teruggebracht. De verdeling van de gegevensverwerking zorgde voor een verlaging van de kosten. 10 ook wel een grafische chip of videochip genoemd. Deze speciale chip wordt gebruikt om computer- en spelcomputerbeelden te verwerken.
Het was dit keer een grote uitdaging om siliconenchips van verschillende halfgeleiderfabrikanten samen te brengen. Jij moest dit voor elkaar zien te krijgen, Shiota. Welke horden moest je hiervoor nemen?
De LSI-chips werden door verschillende bedrijven gemaakt, dus als we een defect vonden, was het lastig om de oorzaak te achterhalen. Het was tijdens de defectanalyse ongelofelijk moeilijk om een probleem in de MCM te traceren.
Alles bevindt zich in één component, dus je kunt niet gemakkelijk zien wat er gebeurt.
Precies. We waren aangewezen op de kennis van Renesas11, IBM12 en AMD13, die met ons samenwerkten. Om het probleem te isoleren, bedachten we een manier om ervoor te zorgen dat een minimale hoeveelheid signalen de MCM verliet, zodat we ze konden controleren met zo min mogelijk overhead14. 11 een fabrikant van halfgeleiders met het hoofdkantoor in de wijk Chiyoda, Tokio. 12 een bedrijf dat computergerelateerde diensten en producten levert. Het hoofdkantoor bevindt zich in de staat New York. 13 een bedrijf dat computergerelateerde producten ontwikkelt, fabriceert en verkoopt. Het hoofdkantoor bevindt zich in de staat Californië. 14 onnodige belasting door verwerkingen die niet nodig zijn voor het eigenlijke proces.
Het zal niet eenvoudig zijn geweest om dat punt te bereiken.
Nee. De keuzes die we tijdens het verzamelen van gegevens maakten, waren gebaseerd op eerdere ervaringen, maar er waren dingen die we pas opmerkten toen we het probeerden. We moesten dat terugkoppelen, en zwoegden door dit soort probleemgebieden.
Het waren verschillende bedrijven, dus als we defecten vonden, kregen we te horen, ‘Dat is niet onze verantwoordelijkheid.’
Normaal gesproken repareer je defecten als je ze vindt, zodat ze niet meer voorkomen. Programmeurs die een programma hebben geschreven denken vaak, ‘Natuurlijk werkt het!’ En als je ze dan vertelt dat het niet werkt, denken ze, ‘Het probleem moet ergens anders liggen.’ Als je, op dezelfde manier, chips samenbrengt die door verschillende halfgeleiderfabrikanten zijn gemaakt, denkt iedereen natuurlijk, ‘Het probleem moet ergens anders liggen.’ Hoe ging je daarmee om, Shiota?
Ik benaderde het simpel gezegd op een andere manier door te stellen, ‘Bewijs je eigen onschuld.’
O, dat is interessant (lacht)!
Om te beginnen probeerden we, voordat ze werden samengebracht, voor de LSI-chips een manier te vinden om ze te testen zonder iets over het hoofd te zien. Elk bedrijf ontwikkelde hiervoor een uiterst solide methode. Zo wisten ze de kans op defecten drastisch terug te dringen. En ze waren zo vriendelijk om de informatie over defectanalyse, gebaseerd op de gegevens die ze hadden verzameld, met ons te delen.
Verliep dat proces soepel?
Het duurde even voordat we dat punt hadden bereikt. In het begin werd bijvoorbeeld besproken dat als we een bepaald proces zouden implementeren, we er niet veel konden maken, of dat de investering in productiefaciliteiten de pan uit zou rijzen. Maar als je er gezamenlijk over nadenkt, kom je vanzelf tot oplossingen. Dus door een beetje te spelen met de bestaande testfaciliteiten, vonden we een uiterst effectieve methode en zagen we kans dit te doen.
Het gebeurt niet vaak dat al dit soort componenten van een systeem in één chip worden verwerkt.
Er zijn er een paar, maar er zijn maar weinig voorbeelden van iets soortgelijks dat in massa wordt geproduceerd, met een GPU en een CPU van dit kaliber in één pakket. Dit is de printplaat met de MCM.
Deze enkele chip bevat het hart van het systeem. Bij de Nintendo GameCube en Wii was dit verdeeld over twee chips. Concentreerde je je op een MCM omdat je dacht dat de resultaten het waard waren?
Ja. Zoals Takeda al zei, al sinds de Nintendo GameCube probeerden we het stroomverbruik te verlagen. Door een LSI-chip in dit kleine pakket te verwerken, werd het stroomverbruik dat nodig is voor de communicatie tussen de LSI-chips enorm verlaagd.
In vergelijking met de stroom die nodig is voor chips die zich op verschillende locaties op de printplaat bevinden, kun je in een kleine module met minder stroom volstaan. Daarbij wordt de reactietijd verlaagd en de snelheid verhoogd.
Ja. En door ze in een klein pakket te verwerken, kunnen we de printplaat kleiner maken. Omdat we de behuizing hierdoor konden verkleinen, wilde ik dit koste wat kost voor elkaar krijgen