[閒聊] 電子工程專籍：談談Switch 2裡的T239

https://www.eet-china.com/news/202506302182.html

談談Switch 2裡的T239：8nm芯片玩遊戲比4nm強？

都說Switch 2裡頭那顆來自NVIDIA的T239芯片性能拉跨，
但實際遊戲性能卻比採用4nm芯片的掌機還強，真的？……

前不久任天堂宣佈Switch 2遊戲主機發售4天銷量超過350萬台，
成為歷史上銷售最快的遊戲主機。不知道各位同學對350萬這個數字有沒有概念，
作為對比，Steam Deck作為掌機類別中的佼佼者，
全生命週期的銷量也不過就是這個量級。

不過有人說Switch 2這次的價格有些離譜：Switch 2美版價格大約450美元，
相比初代Switch的確貴了不少；但Steam Deck、ROG Ally之類的掌機，
價格可是比這還要高的，即便它們的定位是不同的。畢竟你得看用料啊，
Switch 2用的是什麼芯片、什麼屏幕、多大容量的電池？
Steam Deck、ROG Ally之類的競品用的又是何等配置？

單從電子組件、芯片用料的角度來看，
任天堂遊戲機的機能始終不及同時代的其他競爭對手。但使用體驗卻未見得，
比如以20Wh的電池容量，更輕更薄的機身，達成相似於競品兩倍電池容量的續航。
更重要的是，據說這回老黃給Switch 2定制的芯片，雖然只用了8nm工藝，
且架構還停留在上上代的Ampere，
卻在實際遊戲體驗方面完全不輸已經用上7nm乃至4nm工藝的競品。

不談遊戲資源，Switch 2相比主流Windows掌機還有價格上的顯著優勢
（雖然遊戲價格就完全不是這麼回事了）。
換句話說，以更低的成本、更拉的芯片，達成了更好的遊戲體驗，及遠高於競品的銷量，怎麼做到的？一定程度上，這甚至可以作為，應用導向的設計以及從系統角度著眼，
提升性能與效率的典範去談，即便Switch始終是個明顯更專用的遊戲機。

談談Switch 2與T239的性能

極客灣在Switch 2正式發售之前，
就已經展示了這顆NVIDIA定制芯片T239的die shot、SEM剖面圖，及其製造工藝、構成，乃至它與NV面向邊緣設備的同胞兄弟Jetson Orin T234芯片的對比。
雖然任天堂和NVIDIA都沒有詳細列出這顆芯片的規格信息，
但現在我們普遍已經知道了Switch 2裡頭的這顆T239，CPU部分是8核Cortex-A78C，
GPU部分則總共有1536個CUDA核心，GPU整體為Ampere架構——
也就是GeForce RTX 30系顯卡所用的架構。

恰巧幾個月前，我們體驗過Jetson Orin Nano Super開發者套裝，
其中的Orin Nano芯片與T239頗有相似之處，
包括同為Cortex-A78AE架構的CPU（只不過是6核），
Ampere架構的GPU（只不過是1024 CUDA cores）。

當時我們在測試中說，
Jetson Orin Nano的GPU圖形性能可能和Intel UHD 770核顯（Alder Lake-S的核顯相似。基於T239的CUDA核心數量比Jetson Orin Nano多了大約50%，
假定圖形性能隨CUDA核心數線性提升，則得到的T239圖形性能成績，
與極客灣通過模擬測得的性能基本吻合。
所以我們認為，極客灣的這份數據還是相當靠譜的：

即T239的理論圖形性能介於GeForce GTX 750 Ti和RTX 1050 Ti之間；
如果和移動端芯片相比，則其底座模式下的圖形性能堪堪強於iPhone 16的A18 Pro，
弱於面向筆記本的驍龍8 Elite核顯；而掌機模式下，其圖形性能略強於GTX 750 Ti，弱於Steam Deck的8CU RDNA2。

同時，理論上無論哪種模式，
T239的圖形性能都弱於AMD Radeon 780M核顯（性能低19%-52%），
也就是ROG Ally所用的12CU RDNA3；也遠弱於Intel面向輕薄本最新的Lunar Lake核顯所以從絕對圖形性能的角度來看，任天堂所謂的“次世代遊戲機”，
圖形性能實則連當代輕薄本的核顯都比不上，
也比不上Xbox Series S這類上市已經超過5年的家用主機；
也就和當代旗艦手機的GPU性能相似。
雖說Switch 2的圖形性能相比Switch初代的確提升不小，但放在主流圖形處理器領域，顯然是完全不夠看的。

但另一方面，我們近期也大致瀏覽了不少有關Switch 2的體驗視頻，
發現它的實際遊戲性能相比上面的紙面理論性能，看起來要好不少。

實際遊戲性能，是另一個故事

老黃對遊戲機還是有情懷的，前不久他還特別做了個不到3分鐘的視頻，
去談這顆Switch 2定制芯片。
視頻本身的信息量不算太大，他只提到Switch 2的這顆芯片帶來了幾大“突破”，
包括硬件光線追蹤、支持HDR、向前兼容的架構、專用的AI單元實時強化遊戲體驗，
以及低功耗和高能效。

其實這些主要也都是Ampere架構GPU的特性，
且從我們體驗過的Jetson Orin Nano Super官方文檔來看，
T239理論上應該還支持包括ASTC LDR紋理壓縮、tiled caching、mesh shader、
VRS可變速率著色等在內的各種現代化圖形特性。
雖然實際就PC玩家的角度來看，這都不算什麼新貨。

只不過從性能角度看，2025年上市、還在用8nm芯片的Switch 2絕對沒什麼可吹的——
這也符合任天堂近現代做遊戲機的風格。
但從現有Switch 2上手體驗信息來看，Switch 2的實際遊戲性能還是出乎我們意料的：尤其連顯卡殺手《賽博朋克2077》《霍格沃茨之遺》這樣的3A大作都登錄Switch 2了。

有關Switch 2能以2k 60fps暢玩《塞爾達傳說曠野之息》之類的就不多說了，
畢竟任天堂的第一方遊戲在其他平台也沒什麼參考價值。
而更具參考性的顯然是《賽博朋克2077》。

Digital Foundry已經就這款遊戲在Switch 2上的試玩體驗做了相當詳細的闡述。
首先，Switch 2版本的《賽博朋克2077》跑在和PS5相似的貼圖紋理質量之上，
所以遊戲觀感層面就顯著好於PS4，甚至Xbox Series S的畫面；
且在DLSS的加持下，畫質細節、銳度都更出色。

雖然Switch 2的確也存在一些妥協，比如說遊戲畫面中的NPC和車輛密度明顯不及PS4版，可能與其孱弱的CPU性能有關；陰影渲染也不夠真實，
比如樹木陰影呈現不穩定且更有鋸齒感；但總體而言，畫質表現都顯著優於PS4，接近PS5

幀率穩定性表現上，無論是30fps的質量檔，還是40fps的性能檔，
任何場景下Switch 2的表現都很穩；僅在《賽博朋克2077：往日之影》的某些場景中，相比Xbox Series S會略吃力。
Digital Foundry對於Switch 2版《賽博朋克2077》遊戲體驗的總評是，
CDPR系統技術上的努力卓有成效，是任天堂新主機遊戲生態的出色開端。

如果和Steam Deck對比，則在《賽博朋克2077》遊戲中，
Steam Deck在同為30fps的情況下，畫面鋸齒嚴重、遠景渲染精度極低，
幀數不及掌機模式的Switch 2；據說Switch 2（T239）在該遊戲中的畫質表現，
甚至能超過Radeon 780M（ROG Ally）——
後者的性能比前者理論上應該強出1倍不止，功耗也高出1倍以上。

進而在《霍格沃茨之遺》遊戲中，Switch 2的遊戲畫面第一眼觀感，
也能輕鬆秒殺另外兩款掌機...8nm芯片（T239）幹翻4nm芯片（Ryzen Z1 Extreme），驚不驚喜？意不意外？

從應用出發的系統設計

大部分關注NVIDIA的讀者應該知道，NVIDIA現如今在全系產品及解決方案之上，
提升性能的關鍵已經逐漸從依託芯片製造工藝，轉向了系統設計的效率提升。

好比當初宣稱GB200 NVL72性能相較前代提升30-40倍，主要就在於系統層面的努力——
先別管這個數字有沒有水分，單靠芯片製造工藝及設計架構改進，
是無論如何都不可能達到這種程度的提升的。

當然在Switch 2這一例中，更多的巧思可能還是來自任天堂，
以及專用遊戲主機與更通用遊戲機之間的差異。
從整機系統角度，我們當然還無法系統地去談Switch 2具備怎樣的優勢，
但毫無疑問T239並不是遊戲性能提升的全部。
有個比較討巧的範例：Switch 2終於拋棄了上古eMMC，換用UFS，
達成了顯著更快的存儲性能。

此處的極端就是PS4還在用HDD機械硬盤，
所以玩《賽博朋克2077》會經常出現走到NPC面前，NPC的臉都還沒加載出來的窘境。
PS4在加載所有現代化紋理、幾何，乃至碰撞檢測與處理邏輯都存在嚴重滯後......
當然這只是一個例子。總之體驗提升，應當考慮整個系統。

與此同時，當我們將針對特定應用的“系統性能”擴展到軟件，
就像Synopsys這兩年在談的SysMoore那樣，則納入Switch 2系統性能考量的，
就的確包括了芯片之上的軟件全棧。要不老黃說NVIDIA是家軟件公司呢？
軟件可能才是Switch 2有如此表現的關鍵。

很多同學會認為，到這裡我們該大談DLSS超分、幀生成技術了。
DLSS作為由AI驅動的超分和幀生成技術，的確是Switch 2能跑3A大作至關重要的一個因素——上面這張表是Digital Foundry給出《賽博朋克2077》在這款遊戲機上，
四種不同模式下的渲染分辨率及目標幀數，T239能跑到720p/1080p、40fps/30fps，
的確要靠DLSS化腐朽為神奇：
而且畫面效果遠好於CDPR原有的TAA時間抗鋸齒和AMD FSR2。

GPU渲染一部分像素、AI單元再生成一部分像素和幀，這是圖形渲染領域當下的主旋律。電子工程專輯之前也寫過不少文章去談AI技術在圖形渲染領域的重要性了，
但這不是在以應用為導向、系統性能的軟件提升上，本文要談的重點，
即便DLSS的確為Switch 2搭載幾年前的芯片卻依舊能匹配當下遊戲需求提供了極大助力。

有關軟件特別適配遊戲應用的提升，本來就是遊戲主機這類設備的專長：
即很多人日常在說的，專芯專用和“專門優化”。
從遊戲開發者的角度來看，《霍格沃茨之遺》這類在高功耗PC上跑起來都吃力的3A大作，之所以能被搬到Switch 2掌機上，而且以2K分辨率去跑，開發者的專門優化是必不可少的；這也是Steam Deck、ROG Ally這類類PC通用平台很難享受到的待遇。

仔細觀察Switch 2上跑的《霍格沃茨之遺》會發現，這遊戲的開發商做了不少節約資源、提升效率的努力。比如說相比PC版，除了更少的NPC，
遊戲畫面中的很多模型面數更少（比如桌子），以換取更清晰的紋理和更高的分辨率；
不少原本有廣闊視野的場景做了收縮——比如為霍格沃茨的走廊加上了窗戶，
遮擋了開闊視野，則渲染的對象也顯著減少了；還有場景切換需要加載地圖——
比如從建築推門出去，就不再是PC上那種無縫開放世界了...

還有省略PC版上的諸多物理效果，比如在水里游動時與水的交互效果；
VRS可變速率著色、VRR可變刷新率、
動態分辨率等都是確保掌機模式下更穩定幀率和體驗的技術特性...
總體立足人眼需求，把資源用在刀刃上，讓玩家不會感覺到嚴重的畫質下降
（甚至更清晰的紋理帶來了相比其他掌機更好的畫面觀感），也就提升了效率...

不過這也不是軟件層面提升系統性能的全部。包括極客灣針對T239的模擬測試，
以及此前我們針對Jetson Orin Nano在內的圖形性能測試，
都立足於通用圖形API（OpenGL, Vulkan）、通用操作系統——
如果面向開發者的諸多圖形軟件中間件也做優化，是不是會更理想？
維基百科有頁面是特別介紹Nintendo Switch系統軟件的，有興趣的讀者可以去看看。

這裡著重要談的是老黃給Switch定制的NVN圖形API。圖形API對性能有多重要呢？
打個比方，此前我們每次PC處理器體驗都會測的《彩虹六號：圍攻》
就同時支持DirectX 9和Vulkan。而選擇後者的遊戲性能就顯著高於前者。
這二者還都是通用圖形API...

維基百科介紹說這個專用的NVN是個有些“類似Vulkan”的API，
“但提供更多如NVIDIA擴展OpenGL兼容的硬件特性”。
早在2022年，就有高人（@NWPlayer123）挖到了NVIDIA的洩露數據，其中提到了NVN2。

當時的爆料消息說，NVN2是面向Switch更為強大的圖形API，
原本是在Switch OLED版上就要問世的。
原始推文信息似乎已經不可見，但媒體報道中保留的信息說NVN2就是基於Ampere，
支持光線追蹤和DLSS 2.2—尤其洩露代碼出現了包括nvndlss.cpp,nvn_dlss.cpp等內容

後續還有更多媒體爆料提到了NVN2，
宣稱其新特性支持還包括VRS, mesh shader, sampler feedback, 虛擬資源等。
不過NVN及更多中間件、操作系統組成等是Switch這個閉源系統的構成，
有關NVN/NVN2效率究竟有多高的的問題仍是沒有答案的。
但通常我們傾向於認為，既然犧牲了通用性，更專用，且在全棧所處層級更靠近硬件，
那麼跑遊戲的效率自然應該會更高。

所以我們也傾向於認為，包括專用驅動、NVN2在內的整個軟件棧，
都是Switch 2能夠跑出比芯片堆料更多、工藝更先進的遊戲掌機更出色遊戲體驗的關鍵——這也是專用平台的好處了，即便其中可能還涉及到生態構建的問題。

當然了，畢竟是8nm的老芯片了，在沒有專項優化、開發者也不怎麼積極的情況下，
Switch 2相較ROG Ally這種力大磚飛的掌機還是有性能上的差距的。
比如據說同樣跑《雙影奇境》，前者的幀率就比後者低了至多20fps。
但這也進一步加強了認知：針對特定應用，著眼系統層面的設計優化，
都有助於最終產品達成更低的成本、更高的效率，和更出色的體驗。

這樣看來，Switch 2是不是也挺符合當代設計思路的？
即便這原本就是遊戲主機區別於通用平台的關鍵——
畢竟前些年，還有不少媒體撰文認定，遊戲主機走向通用是必然，
現在看來這可能是個涉及到更多變量、更複雜的問題。

老黃在談Switch 2定制芯片的3分鐘視頻裡有句話是這麼說的：
“我們重新思考了整個堆棧，芯片架構、操作系統、API、遊戲引擎...”
這句話還是相當NVIDIA基因的，
也格外適配摩爾定律、電子科技發展步伐趨緩的時代特徵，
即便或許Switch 2的思路並不適用於所有遊戲機。

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遊戲機本來就會有自家API，自家API效率會高過通用API，因為更底層 索尼也有自家API GNM/GNMX，DirectX也是微軟自家API，但它需要支援的太廣 原本老任也有自家API，後來NV整合老任自家API，搞出NVN 所以他們不是沒寫過code，而是你沒寫過遊戲機的遊戲

早就論破過你的論點了，還在那邊繼續鬼扯?? X1在2015年初公布，任天堂跟NV在2014年底合作，所以任天堂有可能看在庫存多才用X1??

X1有拿去作成車用晶片，也就是Jetson Nano，你說車用晶片不會被破解?? 還有Orin有拿去車用沒錯，但Grace明明就是AI超級電腦用的CPU 車用Thor的CPU不是用Grace，而是Arm Neoverse 三不五時就看你拿錯誤資料鬼扯，還能一直這麼理直氣壯也是滿強的

NV真要客製一顆40系的地瓜給NS2用也不是問題，反正就買個ARM公版核心授權 NV都能客製一顆T239給NS2了 不用40系最主要還是成本問題

微索兩家都有辦法在遊戲機上首發最新微架構的AMD APU 索尼為了搶快，RDNA2還沒開發好就先拿去作PS5，微軟等RDNA2開發完作XB Series 結果兩家時間上差不多，代表微軟的開發速度快於索尼 之前所謂的「NS半代升級」乳摸，就是因為傳出T239開發中 後來T239開發完，NV的人就不懂為啥任天堂還不快點拿T239出新機 結果多拖了三年多才開發完NS2，大概就是等拿到T239才進入本格開發階段 微索兩家的話，可以處理器與主機本體平行開發 所以任天堂明明可以一邊開發主機，另一邊新的SoC由NV開發 微索可以首發最新微架構的APU，但任天堂卻自已受限，只能用四年前的微架構SoC 其實看NS2訪談，會發現任天堂在NS2開發前，還不知道用新的微架構相容性很好了 大概也能推論出來一個結果，很可能任天堂還不知道怎麼搞處理器與主機平行開發

螢幕跟製程無關，之前有傳說是為了薄搞了個定製螢幕 可能是這個螢幕搞到的反應時間 就看到時候出電力加強版，會不會有新款LCD螢幕

文章裡面提到的很多顯卡硬體特性反而AMD還沒有 所以可以靠NV的先進技術讓NS2畫面上不輸更強的PC掌機，甚至還能接近XSS 所以並不是什麼成熟技術的水平思考

主板集成度的問題，我覺得主要還是任天堂重點還在放在安全性 比如說電池留的空間很大，就是怕電池澎漲出事

這次開發時間這麼久，集成度還這麼低，只有一種可能是，任天堂故意的 而且NS電加、OLED版也沒看到集成度上去了

沒辦法，就中國的文章，我只是簡轉繁

我也想過這點就是了，想說弄8吋就可以加大電池並拉高掌機的功耗

任天堂跟NV有獨占約這種事情，我是持懷疑態度啦，因為沒有證據 但微軟跟高通有一年獨占Windows on ARM這件事是有的 而且看起來聯發科跟NV的合作，也不是為了Windows on ARM 至於為啥沒有NV+x86的PC掌機，我覺得該問問PC掌機廠