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Nintendo Switch 2の技術仕様と性能:消費電力う◯ち。公式発表と実際のところ(詳細に)


Switch 2ほしいいいいいいい!


初めに要約しとく、あんまり長々見たい人いないだろうし(不明点もあるし、リーク情報からの推察もあります)

  • Nintendo Switch 2にはNvidia社が関わっており、AIで画質を向上させるDLSS、AI処理用のTensorコア、リアルな光表現のためのRay Tracingコアが搭載されることが確定。Tensorコアはゲームチャット機能にも使われる。

  • Nvidiaは「グラフィック性能10倍」と主張していますが、実際のゲームでの比較や分析では、ドック接続時の性能はPS4に近いレベルと見られています。「10倍」は理論上の計算や特定の条件に基づいた数字の可能性がある(数字上は)

  • 『ゼルダ』や『メトロイドプライム4』のデモ映像は性能向上を示していますが、一部で言われた「4K/60fps」といった情報は少し大げさで、実際には1440p/60fps(ゼルダ)や4K/60fps(メトロイド)といった、より現実的な範囲であることが検証済み。

  • Switch 2の基本性能はPS4と同程度に見えますが、メッシュシェーダー、RTコア、DLSSといった新しい世代のGPU機能を搭載しており、これらを活用できれば性能や表現力が大きく向上する可能性があります(Switch 2はPS4旧世代同等のマシンスペックだけどこれらの機能はなかった為)

  • DLSSは搭載されているが、処理に負荷がかかり、特に高解像度で使うとゲームの動作を圧迫している。4K/60fpsでのDLSS利用は難しいと思う、あと消費電力がやばいからバッテリーがそんなに持たない(スペック的に)

  • 全体として、Switch 2は従来の比較ではPS4レベルですが、新しい技術や機能によってどう変わるか。

  • Nintendo Switch 2とされる基板の写真がリークされ、主要な部品が確認済み。

  • 特にSoC(心臓部のチップ)のサイズは約200~220mm²と推定される。

  • このサイズとチップ上の表記から、サムスンの8nmプロセスで製造されている可能性が極めて高いと考えれる。

  • 搭載チップ(多分T239)は、128ビットメモリ、1536 CUDAコア、8コアA78 CPUを持ち、RTX 3050に近いGPU仕様と推測されます。

  • サムスン8nmプロセスは、元になったチップ(T234)から考えると電力効率に懸念がある。しかし、Switch向けに別設計されたチップであり、冷却システムも強化されている可能性もある。

  • その他の部品として、12GBのRAM(メモリ)、256GBのUFSストレージ(本体保存メモリ)、そして高速な新規格SD Expressに対応する可能性のあるSDカードリーダー(別基板上)などが確認済み。

  • 性能については、PS4 Proレベルという期待に対し、情報源はほぼ懐疑的で、PS4クラスに近い可能性。

  • DLSSのようなAIによる高画質化技術が重要になり、性能不足を補って高品質な映像(1440pや4K出力)を実現すると考えられます。

  • 任天堂が比較的古いプロセスを選ぶことは、コスト削減や将来のモデルチェンジの布石など、過去の戦略とも一致している。

  • 最終的な製品の成功は、スペックだけでなく、実際のゲーム体験と、ゲーム機ならではの最適化による。

ニンテンドーのゲームをやりたい人以外は現状買うレベルではない。
でも俺は欲しい!!!



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Nvidiaのブログでは、Switch 2の頭脳部分にあたる「SoC(システム・オン・チップ)」の設計や、グラフィック描画機能について、いくつかの重要な点がある。

  • DLSS (Deep Learning Super Sampling)搭載: Nvidiaは、AIを使って画質を向上させる「DLSS」という技術を搭載していること。

  • Tensorコア搭載: AI処理を専門に行う「Tensorコア」という部品が入っていることも確認されている。発表によると、ゲーム中のチャット機能で背景を消したり、顔の動きを認識したりするのに使われるとのことです。これにより、本体への負荷が軽くなることが期待される。

  • Ray Tracing (RT) コア搭載: 光の反射などをリアルに計算するための「レイ・トレーシング・コア」の存在も認められ、これにより、よりリアルな光の表現(RTアクセラレーション)が可能に。

SoCのサイズと予想されるスペック


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リークチップ

Switch 2の中身をリークされた写真の中には、SoCをアップで写したものも含まれています。隣にあるメモリ部品(SK Hynix製、サイズは14mm x 14mm)

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と比較すると、SoCの方がわずかに、確実に大きいことが分かります。このことから、SoCのサイズはおよそ200~220平方ミリメートルの範囲にあるのではないかと推測されています。

この推定サイズは、以前から噂されている「T239」と呼ばれるチップです。T239は、

  • データをやり取りする道幅(メモリインターフェース):128ビット

  • グラフィック処理用のコア(CUDAコア):1536個

  • 頭脳部分となるCPUコア:8個 (A78)

を搭載していると推測されており、これはパソコン用のグラフィックボード「GeForce RTX 3050」に使われているGPU部品(GA107、約200平方ミリメートル)の仕様に近いものです。CPUなども含んだSoCであることを考えると、このサイズは非常に説得力がある。

製造プロセス:サムスン8nm説が有力か

このSoCの推定サイズは、どの工場のどの技術で作られているか(製造プロセス)についても重要なヒント。サイズから分かるのは、韓国のサムスン社の「8nm(ナノメートル)プロセス」。チップ上に「SN」という文字が見られることも、この説を裏付けている。この表記は、Nvidiaが以前「Ampere(アンペア)」世代のGPUでサムスン製部品を示すのに使っていたものと一致するから。

サムスンの8nmプロセスが有力視される理由。

  1. サイズ感の一致: もし、より新しいサムスン7nmやTSMC(台湾の半導体メーカー)の7nmプロセスで作られていれば、同じ性能でもチップはもっと小さくなるはず。例えば、携帯ゲーミングPC「Steam Deck」に搭載されている7nmチップは約162~163平方ミリメートルで、今回のSwitch 2とされるチップより小さい。5nmプロセスならさらに小さくなります。推定される200~220平方ミリメートルというサイズは、サムスンの8nmプロセスで作られたチップのサイズ感とよく一致するのです。

  2. ベースチップとの関連: Switch 2のチップ(T239)は、Nvidiaが自動車向けに開発した「T234」というチップがベースになっていると考えられています。このT234はサムスンの8nmプロセスで作られているため、T239も同じプロセスである可能性が高いと言える。

  3. コストと供給: サムスン8nmは、NvidiaがAmpere世代で利用した主要な製造技術の一つであり、既存の設計ノウハウを活用できる可能性があります。また、最新プロセスではないため、比較的コストを抑えられる可能性があります。任天堂は製品の価格を重視することで知られているため、これは理にかなっています。さらに、現在サムスン8nmプロセスを利用している企業は多くないため、任天堂が良い条件で生産ラインを確保できた可能性も考えれる。

サムスン8nmプロセスへの懸念

一方で、サムスンの8nmプロセスが有力視される中、懸念の声も上がっています。主な理由は、このプロセスが一般的に電力効率があまり良くないと認識されていることです。特に、ベースになったとされるT234チップの消費電力から考えると、携帯ゲーム機には不向きではないか、という議論がありました(消費電力う◯ち)

しかし、反論もあります。T239はT234を単に流用したものではなく、Switch向けに別のチームが設計した全く異なる製品である可能性が指摘されています。ファイル解凍を高速化するブロックなど、ゲーム機特有の機能も含まれているとされています。Nvidiaの技術者が最初から8nmプロセスで設計したのであれば、目標とする電力効率を達成するように作られているはずです。

リークされた基板写真からは、比較的しっかりした冷却システムが搭載されていることがうかがえます。これは、携帯モードとテレビ接続モード(ドックモード)で性能に大きな差が出る可能性を示唆していますが、同時に8nmチップの発熱をある程度管理できる可能性も示しています。バッテリー容量に関する具体的な情報はありませんが、噂では初代Switchからそれほど大きくならない(例えば約20Whr)とされており、携帯モードで長時間プレイするにはシステム全体の消費電力を10W以下に抑える必要があるかもしれません。これは8nmプロセスにとっては挑戦的な目標ですが、設計者はこの制約を理解した上で設計したはずだ、と思ってる(はなほじー)

「グラフィック性能10倍」は本当か?

多くの人が注目しているのが、Nvidiaが主張する「Switch 2は初代Nintendo Switchの10倍のグラフィック性能を持つ」という点です。Nvidiaがどのようにしてこの数字を出したのかは不明ですが、いくつかの基本的な数字から計算してみましょう。

初代Switchの性能(ドック接続時)は約0.4テラフロップス(計算能力を示す単位)でした。一方、リークされた情報に基づくと、Switch 2は約3.1テラフロップスとなり、計算上は10倍を少し超えます。ただし、Switch 2に搭載されると見られるAmpere世代のGPUは、初代SwitchのMaxwell世代と比べて計算方法に違いがあり(FP32倍速処理など)、実際のゲームの快適さが計算通り10倍になるとは限りません。(携帯ゲーミングPCの「ROG Ally」はGPU計算能力が8テラフロップスもあるが、基本的な描画性能(ラスター化性能)ではPS4 Proには及ばない)

携帯モードで比較すると、理論上は10倍に近い差が出る可能性があります。初代Switchの携帯モード時のクロック周波数(動作速度)が307MHzだったのに対し、Switch 2は560~570MHzと報告されており、この差から計算すると10倍に近くなります。また、どちらのモードでも、データの通り道である「帯域幅」が大幅に増えています(携帯モードで約3倍、ドックモードで約4倍)。

もっと参考になったのは実機として公開されたゲームPLAYの動きです。これらは、同じような内容のゲームで、初代SwitchとSwitch 2の性能差がどれくらいあるかを示す良い比較材料になります。

  • 『ゼルダの伝説 ブレス オブ ザ ワイルド』: 解像度(画面の細かさ)が2倍以上になり、さらにフレームレート(1秒間のコマ数)も30fpsから60fpsへと2倍に向上しました。これは非常に期待できる結果です。ただし、当初噂されたような「4K画質で60fps」ではなく、私たちの分析では約1440p(2.5K相当)で60fpsのようです。

  • 『メトロイドプライム4』: フレームレートを維持したまま解像度を約5.7倍にするか、または解像度を40%以上上げつつフレームレートを2倍にする、といった向上が見られました。オリジナル版は(噂とは違い)900p画質で60fps動作だったようです。

  • 『龍が如く0』: セガは「4K画質で60fps動作」と語っていましたが、任天堂から提供された比較的高画質の映像資料では、1080p画質で60fpsであることが確認されました。プレイステーション4(PS4)版も実際には1080p/60fps動作でした。ただ奇妙なことに、任天堂のYouTubeチャンネルで公開された長めの映像には、非常に鮮明な4K/60fpsのカットシーン(ムービー部分)と、1080p/60fpsのゲームプレイ映像が混在していました。

  • 『サイバーパンク2077』: 画質については、PS5版と比較するほどではなく、おそらく前世代のゲーム機(PS4など)に近いだろうと予想されています。

これらのゲームでの検証結果を見ると、似たような負荷のゲームにおいて、Switch 2の性能(ドック接続時)は大体PS4に近いレベルと考えられます。PS4からPS5への性能向上も、計算能力では約5~6倍であり、10倍ではありませんでした。このことを考えると、「10倍」という数字は一旦置いておき、Switch 2はPS4と同程度の世代的な進化と考えるのが適切かもしれません。

世代的な進化と新機能

Switch 2は、単に性能が上がっただけでなく、より新しい世代のGPU(画像処理装置)を搭載することで、これまで不可能だった機能が使えるようになります。これにより、パフォーマンスがさらに向上する可能性があります。

  • メッシュシェーダー: おそらくAmpere世代ベースのGPUなので、「メッシュシェーダー」という技術が利用可能になります。これは『Alan Wake 2』のようなゲームで、パフォーマンスに非常に大きな影響を与えることが分かっています(3Dグラフィック表示を効率化する技術)。

  • RTコア: ハードウェアによる「レイ・トレーシング」も利用可能です。RTコアがあるかないかで、レイ・トレーシングを使う際のパフォーマンスは大きく変わります(多分くそ重い、でもオフにすると画質うんちになる)

  • Tensorコアの活用: Nvidiaは、DLSSとは別にTensorコアについて言及しています。ゲーム開発者が、通常のグラフィック処理でもTensorコアをプログラムして利用できるのかどうかは興味深い点です。PS5 ProにもAI処理能力がありますが、開発者が自由に使えるかは不明で、主にソニー独自の高画質化技術(PSSR)のために内部的に使われているようです。Switch 2で開発者がTensorコアをもっと自由に使えるようになるかは、まだ分かってない。

これらの新機能は大きな可能性を秘めていますが、開発者がこれらをどのように活用していくかは、今後のゲーム、特に発売直後以降のゲームで明らかになってくるはず。

DLSSについて詳しく

DLSSがSwitch 2でサポートされることは、任天堂自身とNvidiaのブログで確認されています。しかし、どのバージョンのDLSSが使えるのか(ここ割と大事)、その処理にどれくらいの負荷(コスト)がかかるのか、噂される「ライト版」のようなものがでれば。

Switch 2はAmpere世代相当のTensorコアを搭載しているため、理論上はDLSSのほとんどのバージョンを実行できます。ただし、映像の動きを予測する特別なハードウェア(Optical Flow)に依存するタイプのフレーム生成(コマ数を増やす技術)は例外かもしれません(DLSS 4のフレーム生成はTensorコア上で動作します)。

重要なのは、DLSSを有効にした際のパフォーマンス低下が、開発者が目指すゲームの処理時間(フレームタイム予算)内で許容できるかどうかです。特に60fps(1秒間に60コマ)を目指す場合、1コマあたりに使える時間が非常に短いため(約16.7ミリ秒)、開発者は画質を多少犠牲にしてでもDLSSを避ける傾向があります。DLSSは、おそらく30fps(1秒間に30コマ)のゲームや、PCゲーム開発の経験があり、すでに自社のゲームエンジンにDLSSを組み込んでいるサードパーティ開発者によって、より多く利用される可能性があり。

DLSSライト」モデルの可能性も議論されています。そのような技術の特許が存在することは確認されていますが、現在の公式発表では特に言及されておらず、「DLSS」という名前で統一されています。これが実際に存在する証拠はまだない。

DLSSは「無料のランチ(=無条件に恩恵を受けられるもの)」ではありません。処理には計算コストがかかります。このコストは、搭載されているTensorコアの数や速度によって決まります。一般的に、出力する解像度が高くなるほど処理時間が長くなり、フレームタイムの予算をめちゃめちゃ圧迫する。

Switch 2の仕様に合わせて性能を落とした「RTX 2050」というグラフィックボードを使ったテストによると、DLSSを使って画質を上げるのにかかる時間は、およそ以下のようになると推定されています。

  • 1080pにアップスケール:約3.3~3.4ミリ秒

  • 1440pにアップスケール:約7.7ミリ秒

  • 4Kにアップスケール:約18ミリ秒

60fpsのゲームでは、1コマあたりに使える時間は合計で16.7ミリ秒です。そのため、DLSSを使って4K/60fpsを実現するのは事実上不可能です。30fpsのゲーム(1コマあたり約33.3ミリ秒)であっても、4Kにアップスケールすると処理時間の半分以上がDLSSに使われてしまい、非常に大きな負担になる。

全体的な見通し

現在の証拠を見る限り、Switch 2は、同じようなタイプのゲームにおいて、ドック接続時にはおおむねPS4レベルの性能を発揮すると考えられます。これは世代的な進化として意味のあるものです。

しかし、これに加えて、より大容量になったストレージ、そしてDLSS、Tensorコア、RTアクセラレーション、メッシュシェーダーといった新しいグラフィック機能により、単なるPS4レベル以上の能力を発揮する可能性があります。CPU(中央処理装置)もより高速になっている可能性が示唆されています。

これらの新機能は非常に魅力的ですが、これらをサポートするNvidia製GPUとしては最も性能が低い部類になるであろうSwitch 2で、これらの機能をうまくゲームに組み込み、他の技術(TAA、FSR、TSRなど)よりも効果的に使えるようにすることは、ゲーム開発者にとって挑戦となると思う。ただし、前述のRTX 2050を使ったシミュレーションのように、Switch 2のスペックに合わせて性能を大幅に落としても、ある程度の能力を発揮している点はしゅごいとも思う。でもきっとおろらく、電力消費エグくて劣化も早そう。

ほしいいいいいいいいいいいいいいい!!!!(分解したい)




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