Xbox 360 im Technik-Check

Xbox 360
Mit Unified-Shadern und der Kraft der drei Herzen zum Erfolg

Quelle: Microsoft Xbox 360 Elite: Schwarz und mit einem HDMI-Ausgang versehen: Das sind die einzigen Änderungen an der Xbox 360 gegenüber der Standardversion mit HDD. (Bild: Microsoft) Microsoft wandte sich für die Xbox 360 anderen Hardware-Liefereranten zu als noch für das erste Modell. Konnte Intel noch den Mobile Celeron für die Xbox beisteuern, arbeitet nun eine spezielle, Power-PC-basierende CPU in der Xbox 360. Ebenfalls ausgetauscht wurde die Grafikeinheit: Ati anstelle von Nvidia durfte hierfür das Design liefern. Durch den Verzicht auf ein HD-DVD- oder Blu-ray-Laufwerk konnte Microsoft die Xbox 360 mit einem normalen Dual-Layer-DVD-ROM bereits deutlich vor der Playstation 3 in den Markt bringen und sich so ein gutes Stück des Kuchens vorab einverleiben. Später erschien ein externes HD-DVD-Laufwerk, das sich gut verkaufte, da es einen günstigen Einstieg in die HD-DVD-Welt erlaubte. Microsoft setzte damit allerdings auf das falsche Pferd, denn das Ende der HD-DVD wurde Ende Februar 2008 verkündet (Toshiba: Produktionsstop für HD-DVD-Geräte).

CPU: Drei Simpel-Kerne
Mit 3,2 GHz taktet der Hauptprozessor, dessen IP (Intellectual Property) IBM beisteuert - sein Codename soll Waternoose lauten. Drei Kerne arbeiten parallel und sind jeweils SMT-fähig, ähnlich Intels Hyper-Threading-Technologie in den Netburst-Prozessoren. Zusätzlich verfügt jeder Kern über 64 KiB Level-1-Cache und alle drei teilen sich einen 1 MiByte großen Level-2-Cache, welcher über eine Bandbreite von 51,2 GByte pro Sekunde verfügt. Allen drei Kernen steht ferner eine erweiterte Alti-Vec-SIMD-Einheit zur Verfügung, welche im Gegensatz zum Power-PC-Original über eine höhere Zahl an Registern verfügt. Damit wird eine theoretische Höchstleistung von 115,6 GFLOPs pro Sekunde und bis zu 9,6 Milliarden Polygone pro Sekunde erreicht.

Funktionsdiagramm: Xbox 360: Das Herzstück der Xbox 360 ist Ati/AMDs Xenos-GPU, die als „Probelauf“ für den DX-10-Chip der HD2900 XT diente. (Diagrammvorlage: Hiroshige Goto) Der Pferdefuß an der Geschichte ist die Beschränkung der CPU auf antiquierte "In-order-Execu­tion", um den Kern zu vereinfachen und die hohe Taktrate zu erreichen. Das bedeutet, dass alle Befehle in der Reihenfolge abgearbeitet werden müssen, in welcher sie in die CPU kommen. Das war im PC-Bereich zuletzt beim 80486-Prozessor der Fall und kann durch Pipeline-Stalls einen großen Teil der theoretischen Leistung kosten.

Grafik: Atis Xenos
Die heutige Grafiksparte von AMD hat mit der Xenos- oder C1-GPU eines der ersten Unified-Shader-Designs (Shader-Model 3.0+) für die Unterhaltungs­elektronik geliefert. Insgesamt 48 Shader-ALUs liefern bei 500 MHz Taktrate eine Rechenleistung von 240 GFLOPs. Dank intelligenten Designs können diese auch zu einem deutlich größeren Prozentsatz genutzt werden als die nominell höhere Zahl des RSX in der Playstation 3. 16 Textureinheiten liefern, wie im R600-Chip, eine ebenso große Zahl bilinear gefilterter Textur-Samples pro Takt und dazu noch bis zu 16 ungefilterte Werte. Acht Pixel können pro Taktzyklus bearbeitet werden und bis zu 500 Millionen Dreiecke (eines pro Takt) werden aus den Geo­metriedaten erzeugt.

Xenos besteht eigentlich aus zwei Chips auf einem Substratträger: der eigentlichen GPU mit 232 Millionen Transistoren und einem separaten Chip mit nochmals 105 Millionen Transistoren, in welchem die Alpha-Blending-Einheiten, die Raster-Operatoren und 10 MiB e-DRAM ausgelagert wurden. Das ist auch dringend nötig, denn Xenos besitzt keinen eigenen Videospeicher, sondern kann nur über die CPU - deren Cache dafür gesperrt wird - auf die 512 MiByte Hauptspeicher (700 MHz Takt) zugreifen, dessen Bandbreite bei 10,8 Gigabyte pro Richtung liegt. Dies wird dank des e-DRAMs aber nur nötig, wenn neue Daten wie Vertizen oder Texturen eingelesen werden müssen und wenn das fertige Bild geschrieben wird. Im HD-Modus wird das Bild in vier Teilen geschrieben, da die 10 MiB nicht ausreichen, um den Bildpuffer mit 4x MSAA komplett aufzunehmen.

Dieser von NEC gefertigte Chip ist mit 32 Gigabyte pro Sekunde an die eigentliche GPU angebunden und stellt die Basis für schnelles 4x Multi-Sampling, da in ihm die meisten Schreib- und Leseoperationen der Grafikausgabe und das Z-Buffering stattfinden. Die interne Bandbreite zwischen ROPs und e-DRAM liegt bei satten 256 Gigabyte pro Sekunde. Diese können alternativ zum Multi-Sampling auch für Mo­tion-Blur-Effekte, also eine Form des temporalen Anti-Aliasings, genutzt werden und so die Vorgabe erfüllen, dass Anti-Aliasing in jedem Xbox-360-Spiel genutzt werden solle. Die Rohdaten: 500 Millionen Polygone pro Sekunde und 160 Shader-Vorgänge pro Taktzyklus.

Sorgenkind Temperaturentwicklung
Ein großes Problem scheint die Xbox 360 jedoch zu verfolgen: die Temperaturentwicklung. Zwar bestätigt Microsoft nicht, dass es sich beim "Red Ring Of Death" um Temperaturprobleme handelt, doch alle Anzeichen stehen dafür. Microsoft legte die ohnehin schon laute Kühlung der Xbox 360 offensichtlich zu knapp aus. Der verbauten GPU Ati Xenos wird zu warm und die Konsole startet nicht mehr. Im Internet gibt es einige Anleitungen, wie Besitzer dieses Problem nach der Garantiezeit beheben können. Diese verweisen darauf, dass neue Wärmeleitpaste die Konsole heilen. Eingeschickte Konsolen sollen nach der Reparatur von Microsoft mit einem größeren Kühlkörper ausgestattet sein.

Quelle: images.google.de Der Red Ring of Death der Xbox 360 Die Ursache des Problems soll jedoch das verwendete bleifreie Lot sein, dass allergisch auf die Temperaturschwankungen reagiert, brüchig wird und so Kontakte verloren gehen.

Für Microsoft war dieses Problem, das vor allem die ersten beiden Generation der Konsole betraf, finanziell schmerzhaft. Die Redmonder verlängerten Die Garantiezeit für diesen Fehler auf drei Jahre und legten Rücklagen an.

Die aktuelle Revision der Konsole soll von diesen Problemen geheilt sein. Die als "Jasper"-Modell bekannte Revision (vorher "Zephir" und "Falcon") setzt seit August 2008 auf GPU und CPU im 65-nm-Verfahren, was die Temperaturaufnahme und den Stromverbauch der Konsole senkt, was auch am nun kleineren Netzteil zu erkennen ist.

Neben dem Update von GPU und CPU führte Microsoft im Laufe der Zeit bei allen Modellen auch HDMI-Anschlüsse ein. Auch das Dashboard wurde im Laufe der zeit stetig geupdatet bis hin zum NXE.

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Neue Konsolen verfügen meist über leistungsfähige Hardware - in der Regel wird gleichzeitig der PC als Spieleplattform totgesagt. PCGH schaut den drei aktuellen großen Wohnzimmerkonsolen unter den Deckel und vergleicht die zugrunde liegende Technik- auch mit dem PC.

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