Videojuegos: persiguiendo un sueño

Belén Santa Cruz Díez. Economía-Periodismo

Tech Fest II llega a la Universidad Rey Juan Carlos bajo el título : “ Videojuegos: persiguiendo un sueño”.  Este año el festival, celebrado durante los días 27 y 28 de febrero en el campus de Móstoles, se ha centrado en los videojuegos. Con numerosas ponencias y un público joven y numeroso, las jornadas han abarcado diversos temas: desde la seguridad de los videojuegos y la arquitectura hardware en las consolas, hasta aspectos relacionados con el marketing o el periodismo.

Acudí a conferencia sobre la “arquitectura hardware en las consolas de hoy”, que estuvo en manos de Iván Alduán, ingeniero informático y un gran especialista en asuntos relacionados con juegos, informática gráfica y realidad virtual. Si bien la experiencia fue un poco caótica al principio, mereció la pena. Era un día de gran frío que además se vio intensificado por la nieve. Nada más llegar a Móstoles me encontré con la mala noticia de que había aforo completo y no se podía entrar a escuchar la conferencia en directo. Menos mal que todo estaba preparado y los estudiantes habían acondicionado aulas en las que se podía ver la conferencia a través de pantallas.

Así fue como entré en contacto con el mundo de las videoconsolas desde una perspectiva que nunca antes me había planteado.

Con este blog me gustaría señalar los aspectos más interesantes y destacables de la conferencia, la cual se centró en analizar videoconsolas que la mayoría de nosotros, en algún momento de nuestra vida, hemos o vamos a utilizar. Una oportunidad para descubrir el interior de estos aparatos que tantas horas de diversión nos proporcionan y que constituyen un gran mercado global.

Para introducir el tema empezaré por el título: “Arquitectura hardware en las consolas de hoy”. En primera lugar se puede definir una videoconsola como un sistema electrónico de entretenimiento para el hogar que ejecuta juegos electrónicos contenidos en cartuchos, discos ópticos, discos magnéticos y tarjetas de memoria. Tal y como señaló Iván, el hardware de una videoconsola es muy similar al de un ordenador en funciones aunque no en arquitectura: disco duro, procesador, RAM, chips integrados (en los ordenadores son tarjetas), etc. El hardware de toda videoconsola  para juegos 3D requiere una alta exigencia y ancho de banda así como pocas instrucciones.

Desde los años noventa aproximadamente, salieron al mercado las primeras tarjetas gráficas que dieron lugar al debate y distinción entre la CPU (Unidad Central de Procesamiento) y la GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico).  La CPU es, por decirlo de alguna manera, el cerebro de la videoconsola. La tarjeta gráfica recibe los datos y se encarga de controlar la salida de los mismos a una pantalla de la videoconsola. La calidad de los gráficos, por tanto, dependerá de este componente y de sus chips gráficos. Se puede afirmar que la GPU de la tarjeta es el elemento más importante de la misma y la encargada de calcular los datos con los que la tarjeta generará las imágenes en el monitor correspondiente, liberando de esta tarea al procesador principal (CPU).

En la CPU de una videoconsola solo una pequeña parte del chip realiza operaciones matemáticas, mientras que el resto se encarga de funciones como segmentación, especulación, caché, etc. Por su parte, el chip de la GPU, como procesador para tareas rápidas de cauce gráfico, se centra en la realización de cálculos y algunas partes del cauce gráfico son programables.

No puedo dejar de mencionar la interesante distinción que hizo Iván Alduán entre arquitectura tradicional y arquitectura unificada. Como he mencionado anteriormente, la GPU se encarga de tareas gráficas específicas como  la iluminación. Hace unos años algunas tareas como cálculos de geometría y orientación se realizaban en lugares diferentes a los relacionados con la iluminación pero, en la actualidad, los mismos procesadores pueden realizar ambas clases de tarea. Esto es lo que se denomina arquitectura unificada. En caso contrario, si cada procesador sirve para una tarea concreta, nos encontramos ante una arquitectura tradicional. Un ejemplo de esto reside en la principal diferencia entre la CPU y la GPU: su arquitectura. A diferencia del procesador central, que tiene una arquitectura de von Neumann,  la GPU se basa en el Modelo Circulante, el cual facilita el procesamiento en paralelo y la gran segmentación y especialización que posee la GPU para sus tareas.

Una vez analizada la arquitectura hardware de las videoconsolas, el seminario continuó analizando detalladamente casos concretos: Nintendo Wii, XBOX 360, Sony Play Station 3, WII U y la presentación que se hizo de PSC hace tan solo unos días. Todas ellas son videoconsolas modernas con las que nos divertimos pero no solemos preguntarnos por su estructura y funcionamiento interno. Es interesante plantearse estas cuestiones, puesto que un mayor conocimiento puede llevarnos a un manejo más productivo y eficaz del videojuego.

Comenzamos por la Wii, una videoconsola que capta las posiciones a través de un sistema de infrarrojos y las rotaciones están basadas en acelerómetros. Posee dos niveles de caché, dos chips empaquetados en uno y tres unidades de ejecución. Sin embargo, su ancho de banda es pequeño y la GPU apenas es programable, dos aspectos que chocan con la visión que tuvo la gente cuando esta videoconsola salió al mercado: moderna, innovadora y eficaz.

 

Al igual que Nintendo Wii, XBOX 360 dispone de dos chips empaquetados en uno y un diseño de tres núcleos. Sin embargo, la CPU es mucho más potente y, junto con la GPU, se puede configurar para ser usadas como soporte gráfico. Ésto es algo que también se da en la Play Station 3.  Además de ello, no permite ejecución fuera del orden, lo que se traduce un un hardware simplificado y una reducción de consumo. Si por algo destaca XBOX 360 es por ser la primera videoconsola que dispone de GPU con estructura unificada, es decir, no distingue entre procesadores de vértices y de fragmentos.

Con un procesador de la empresa IBM salió al mercado, en 2005-2006, Sony Play Station 3. Se vendió como la videoconsola que dispone de un procesador súper potente, capaz de realizar hasta 25 GM de cálculo por segundo y con una memoria muy rápida. Sin embargo, la realidad es que cuenta con un problema muy importante: no tiene un sitio intermedio en el que ir almacenando los cálculos y eso obliga a los procesadores a ser muy rápidos.                    

Otra de las videoconsolas analizadas por el ponente fue Wii U, de la cual se destacó su lentitud y los problemas que mantiene con texturas de alta resolución. No todo es malo, sin embargo, ya que su GPU es bastante buena y posee una mayor capacidad de computación que otras videoconsolas.

Por último llegamos  PS4, presentada al mercado el día 20 de febrero de 2012. Es una videoconsola de gran calidad y, a la vez, sencilla. Dispone de una poderosa APU (combinación de GPC, CPU y controlador de memoria dentro del mismo chip) y 8 GB de memoria muy rápida. Ha sido, sin duda, una de las videoconsolas que más ha innovado y revolucionado la arquitectura hardware de estos aparatos.

La industria de las videoconsolas es un gigante que mueve millones de aparatos y millones de dólares, euros, etc., a lo largo de todo el mundo. Por poner algunos ejemplos, Play Station 2 y Nintendo DS alcanzaron la escandalosa cifra de 150 millones de ventas en tan solo un año, seguidos muy de cerca por Play Station 1 y Wii con 100 millones. Con menores ventas pero, no por ello reducidas, se encuentran XBOX 360, Play Station 3 y PSP, que sumaron hasta 75 millones.

En esta sociedad de la información y la digitalización, los dispositivos inteligentes se han convertido en imprescindibles en la vida de muchas personas que, solo en el año 2012, consumieron 1200 millones de dispositivos inteligentes. Se puede hablar, además, de un cierto oligopolio en este sector de las tecnologías puesto casi todas las ventas están en manos de grandes multinacionales como Samsung o Apple.

Mención especial es el hecho de que en los últimos años se ha producido una auténtica explosión de ventas en los PCs de gama alta como Alienware Aurora. Además, la revolución digital ha hecho que los videojuegos se consuman, cada vez más, de forma online. Un ejemplo de ello es Valve: el creador de Steam, una  plataforma de juego innovador que distribuye y gestiona miles de juegos directamente a una comunidad de más de 50 millones de jugadores de todo el mundo. Han creado, así, una política de venta digital basada en precios muy competitivos en un mercado cada vez más colapsado.

Con todo ello nos encontramos en una sociedad en la que la diversidad de dispositivos es incalculable. Dispositivos en los que es imprescindible aprovechar los núcleos (paralelismo) y optimizar cada unidad de proceso y el uso de memoria. Además, se deben evitar las transferencias de datos para no sobrecargar las bases de interconexión.

Una ponencia realmente interesante y acerca de un tema desconocido para la mayoría pero que, por otro lado, abarca un aspecto importante para el entretenimiento de muchas personas: las videoconsolas.

Para concluir me gustaría señalar que las videoconsolas son, empleadas de una manera adecuada, una buena forma de entretenimiento y educación conjuntas. Descubrir y analizar la arquitectura hardware de estos aparatos puede convertirse en una experiencia enriquecedora, interesante, curiosa y, sobre todo, práctica, puesto que nos puede ayudar a seleccionar la videoconsola que más se acerque a nuestras necesidades y a explotar al máximo su rendimiento.