Espresso (procesador)

Espresso es el nombre en clave 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 fabricada mediante un proceso de silicio sobre aislante de 45 nm . El chip Espresso se integra junto con una GPU de AMD en un MCM fabricado por Renesas . Fue presentado en la E3 2011 en junio de 2011 y lanzado en noviembre de 2012.

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 están ubicados 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 en el MCM completo por Renesas en Japón. ^{[ 2 ]} El propio Espresso fue fabricado por IBM en su  planta de 300 mm en East Fishkill, Nueva York , utilizando tecnología SOI de 45 nm ^{[ 3 ]} y DRAM integrada (eDRAM) para cachés .

Aunque Nintendo no lo ha verificado, hackers , desmontajes e informantes no oficiales han revelado desde entonces más información sobre el Espresso, como su nombre, ^{[ 4 ]} tamaño ^{[ 5 ] [ 6 ]} y velocidad. ^{[ 7 ] [ 8 ]} La microarquitectura parece ser bastante similar a la de sus predecesores Broadway y Gekko , es decir, basada en PowerPC 750 , pero mejorada con cachés más grandes y rápidas y soporte para multiprocesadores .

Los rumores de que la CPU de la Wii U derivaba del procesador de servidor POWER7 de gama alta de IBM resultaron ser falsos, ya que esto aumentaría potencialmente el costo de fabricación y venta del sistema, y ​​requeriría un formato más grande. Espresso comparte algunas tecnologías con POWER7, como la eDRAM y similitudes generales en el conjunto de instrucciones, pero estas son similitudes superficiales. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

• Núcleos basados ​​en PowerPC con ejecución fuera de orden
• 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 . ^{[ 14 ]}

• Arquitectura central basada en Broadway ^{[ 15 ]}
• Tres núcleos a 1,243125 GHz 
• Multiprocesamiento simétrico con soporte MESI / MERSI ^{[ 16 ]}
• Cada núcleo puede generar hasta 4 instrucciones por ciclo de reloj utilizando paralelismo superescalar .
• unidad entera de 32 bits
• Unidad de punto flotante de 64 bits (o 2 × 32 bits SIMD , a menudo conocida como "unidades individuales emparejadas")
• Un total de 3  MB de caché de nivel 2 en una configuración inusual. ^{[ 17 ]}
  • Núcleo 0: 512  KB, núcleo 1: 2  MB, núcleo 2: 512  KB
• Tubería de 4 etapas ^{[ 18 ]}
• Pipeline de 7 etapas - FP ^{[ 18 ]}
• 6 Unidades de Ejecución por núcleo (18 EU en total) ^{[ 18 ]}
• Tamaño de la matriz: 4,74 ^mm  × 5,85  mm = 27,73  mm²

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