Inside Xbox Series X: as especificações completas

É isso. Depois de meses de trailers de teaser, postagens no blog E até mesmo o vazamento ocasional, Podemos finalmente revelar fatos firmes e difíceis no Xbox Series X. Visitamos a fabricante Redmond WA da Microsoft na primeira semana de março, vimos a unidade, lidamos com ela, tocamos nela e até a construímos a partir de suas partes componentes. Vimos o armazenamento expansível da NVME, tivemos nosso primeiro gosto de rastreamento de raios acelerado de hardware no console de próxima geração e vimos como um dos desenvolvedores mais talentosos da Microsoft está procurando melhorar um dos jogos mais impressionantes tecnicamente disponíveishoje para o novo Xbox. Tivemos um provador de alguns recursos brilhantes de compatibilidade com versões anteriores – e sim, hoje podemos revelar a especificação oficial completa do Xbox Series X Console.

Há uma grande quantidade de material para compartilhar, mas por enquanto estaremos tentando entregar os pontos -chave com a promessa de muito mais por vir. Nesta peça, procuraremos em profundidade a tecnologia que alimenta a nova máquina e revelaremos:

• Como a série X é mais que duas vezes mais poderosa que o Xbox One X na prática;
• A diferença que seu rastreamento acelerado de hardware fará com que a aparência dos seus jogos;
• Como sua abordagem radical para a memória e o armazenamento rápido podem ser um divisor de águas – incluindo o incrível recurso de currículo rápido;
• Guerra da Microsoft no atraso de entrada e na tela;
• E alguns recursos impressionantes de compatibilidade, incluindo HDR automatizado para jogos mais antigos!

Tudo começa com os três princípios principais que o Xbox da próxima geração é construído: energia, velocidade e compatibilidade. A Microsoft, sem dúvida, tem suas próprias mensagens para compartilhar construídas em torno desses pilares, mas também servem como uma base sólida para a nossa história também.

Quão poderoso é o Xbox Series X?

Com o poder, tudo começa com o projeto Scarlett Soc – sistema no chip. O processador é fabricado em uma versão aprimorada do processo de 7nm da TSMC, que entendemos que eleva várias melhorias na tecnologia, até não incluir o novo 7nm baseado em EUV+. O chip em si é uma fatia de silício de 360 mm2 (significativamente menor do que especulamos), que pareça versões personalizadas do núcleo da AMD Zen 2 CPU com 12.155 teraflops de poder de computação de GPU.

Como esperado, estamos recebendo oito núcleos de CPU e 16 threads, entregues por duas unidades quad-core no silício, com um núcleo da CPU (ou dois threads) reservado para executar o sistema operacional subjacente e o ‘shell’ front-end ‘. A Microsoft está prometendo uma melhoria 4x na taxa de transferência de núcleo e núcleo sobre o Xbox One X – e as velocidades da CPU são impressionantes, com um pico 3.Frequência de 8 GHz. É quando SMT – ou hiper -threading – está desativado. Curiosamente, os desenvolvedores podem optar por correr com oito núcleos físicos no relógio mais alto, ou todos os núcleos e threads podem ser ativados com um menor.Frequência de 6 GHz. Essas frequências estão completamente bloqueadas e não se ajustam de acordo com as condições de carga ou térmicas – um ponto que a Microsoft enfatizou várias vezes durante nossa visita.

Em nossos testes baseados em PC, ter o SMT ativado pode fornecer até 30 % – ou mais – de desempenho adicional em aplicativos bem -sucedidos. No entanto, pelo menos para títulos de lançamento, a Microsoft espera que os desenvolvedores optem pelo 3 mais alto.Modo 8GHz com SMT desativado. “Do ponto de vista de um desenvolvedor de jogos, esperamos que muitos deles realmente continuem com os oito núcleos porque seus jogos atuais estão sendo executados com a distribuição geralmente definida para sete núcleos e sete tópicos de trabalhadores”, explica o Microsoft Technical Bellow e o arquiteto do sistema Xbox Andrew Goossen. “E assim, para que eles se afastem, para que eles vá para 14 tópicos de hardware, isso significa que eles têm o sistema para fazê -lo, mas então você precisa ter cargas de trabalho que se dividem ainda mais eficazes em. Então, estamos realmente descobrindo que a grande maioria dos desenvolvedores – conversando com eles sobre suas escolhas para o lançamento – a grande maioria vai ir com o SMT desativado e o relógio mais alto.”

Existem personalizações no núcleo da CPU – especificamente para segurança, poder e desempenho e, com 76 MB de SRAM em todo o SOC, é razoável supor que o gigantesco cache L3 encontrado nos chips Zen 2 de mesa foi um pouco reduzido. O processador da mesma série X é usado nos servidores do projeto Scarlett Cloud que substituirão os modelos xcloud baseados em Xbox One S. Para esse fim, a AMD incorporada na Correção de erros da CEE para GDDR6 sem nenhuma penalidade de desempenho (na verdade, não existe G6 compatível com EEC, então a AMD e a Microsoft estão rolando sua própria solução), enquanto os recursos de virtualização também são incluídos. E isso nos leva ao nosso primeiro momento de micropagem: o processador Série X é realmente capaz de executar quatro sessões de jogo do Xbox One S simultaneamente no mesmo chip e contém um novo codificador de vídeo interno que é seis vezes mais rápido que quanto maisCodificador externo latente usado nos servidores Xcloud atuais.

Mas até agora, pelo menos, o foco está na GPU, onde a Microsoft ofereceu 12 teraflops de desempenho de computação por meio de 3328 shaders alocados para 52 unidades de computação (de 56 no total em silício, quatro desativados para aumentar o rendimento da produção) em execução em umSustentado, trancado 1825MHz. Mais uma vez, a Microsoft enfatiza o ponto de que as frequências são consistentes em todas as máquinas, em todos os ambientes. Não há relógios de impulso com Xbox Series X.

“12 tflops era nosso objetivo desde o início. Queríamos uma duplicação mínima de desempenho sobre o Xbox One X para apoiar nossos alvos 4K60 e 120. E queríamos que a duplicação se aplique uniformemente a todos os jogos “, explica Andrew Goossen. “Para conseguir isso, definimos um alvo de 2x os tflops crus de desempenho, sabendo que as melhorias arquitetônicas tornariam o desempenho efetivo típico muito maior que 2x. Estabelecemos nossa meta como uma duplicação de tflops de desempenho crus antes que melhorias arquitetônicas fossem consideradas – por alguns motivos. Principalmente, definiu um alvo audacioso para consumo de energia e, portanto, definiu toda a nossa arquitetura do sistema.

“Mas também, nos estágios iniciais do design, é difícil prever com precisão a elevação das melhorias arquitetônicas em nossos piores casos. Nosso bar foi uma duplicação em todos os casos, não apenas uma média. Portanto, a maneira mais prática de engenharia de garantir a melhoria da linha de base 2x nos piores casos registrados em todos os jogos foi definir uma meta de duas vezes o desempenho cru. Então, concentramos nossos esforços em aumentar o desempenho efetivo ainda mais com melhorias arquitetônicas e novos recursos.”

Xbox Series X
Xbox One X
Xbox One S
CPU

GPU

Tamanho da matriz

Processo

Memória

Largura de banda de memória

Armazenamento interno

Taxa de transferência de IO

Armazenamento expansível

Armazenamento externo

Drive óptico

Alvo de desempenho

8x zen 2 núcleos em 3.8GHz (3.6GHz com SMT)	8x núcleos de Jaguar personalizados em 2.13GHz	8x núcleos de Jaguar personalizados em 1.75 GHz
12 tflops, 52 cus em 1.825GHz, RDNA personalizado 2	6 tflops, 40 cus em 1.172 GHz, recursos personalizados de GCN + Polaris	1.4 tflops, 12 cus a 914MHz, GPU GCN personalizado
360.45mm2	366.94mm2	227.1mm2
TSMC 7nm aprimorado	TSMC 16NMFF+	TSMC 16NMFF
16 GB GDDR6	12 GB GDDR5	8GB DDR3, 32MB ESRAM
10 GB a 560 GB/s, 6 GB a 336 GB/S	326 GB/s	68 GB/S, ESRAM a 219 GB/S
1 TB NVME personalizado SSD	1 TB HDD	1 TB HDD
2.4 GB/S (RAW), 4.8 GB/s (compactado)	120MB/S	120MB/S
Cartão de expansão de 1 TB	–	–
USB 3.2 HDD Suporte	USB 3.2 HDD Suporte	USB 3.2 HDD Suporte
Drive Blu-ray 4K UHD	Drive Blu-ray 4K UHD	Drive Blu-ray 4K UHD
4K a 60fps – até 120fps	4K a 30fps – até 60fps	1080p a 30fps até 60fps

Nós demonstramos Ao longo dos meses em que a arquitetura RDNA da AMD oferece substancialmente mais ‘desempenho para o seu teraflop’, Devido ao novo design radical em combinação com relógios muito mais altos (a GPU da Série X é executada com uma vantagem de frequência de 56 % contra o Xbox One X), mas existem multiplicadores que devem entrar em vigor através do uso de novos recursos assados noProjeto como sombreamento de taxa variável, que basicamente tenta aumentar e diminuir a precisão da renderização com base na visibilidade.

No entanto, mesmo as portas básicas que mal usam nenhum dos novos recursos da série X estão fornecendo resultados impressionantes. Mike Rayner e Colin Penty da coalizão nos mostraram uma conversão da série X de Gears 5, produzida em apenas duas semanas. Os desenvolvedores trabalharam com jogos épicos na operação do UE4 na série X, depois simplesmente aumentou todas as predefinições de qualidade interna para o equivalente ao Ultra do PC, adicionando sombras de contato aprimoradas e o novíssimo Ray (baseado em software) Ray Screen-screate Global Globaliluminação. Além disso, as cenas do Gears 5 – funcionando a 30fps no Xbox One X – foram aumentadas para um 60fps impecável. Estaremos cobrindo mais sobre isso em breve, mas houve um argumento surpreendente-mostramos resultados de referência que, neste porto sem otimizado de duas semanas, já oferecem desempenho muito, muito semelhante ao RTX 2080.

“Eu acho que em relação a onde estamos e apenas olhando para a nossa experiência com o hardware com este jogo em particular, acho que estamos realmente positivos para ver como isso está realizando, especialmente sabendo quanto desempenho inexplorado ainda está láNa caixa baseada no trabalho que fizemos até agora “, entusiasma o diretor de tecnologia da coalizão Mike Rayner. “As Gears 5 serão otimizadas, então o trabalho que você viu hoje estará lá, disponível no lançamento no Xbox Series X. O título apoiará a entrega inteligente; portanto, se você já tiver o título de qualquer forma, poderá obtê -lo na série X gratuitamente.”

Foi uma exibição impressionante para um jogo que nem começou a acessar os recursos da próxima geração da nova GPU. No momento, é difícil quantificar com precisão o tipo de melhoria da qualidade e desempenho visual que veremos ao longo do tempo, porque, embora haja paralelos óbvios nas máquinas de geração atual, a mistura de novo hardware e novas APIs permite cargas de trabalho muito diferentes paraExecute na GPU. O aprendizado de máquina é um recurso que discutimos no passado, principalmente com a arquitetura de Turing da Nvidia e o dlss ai upscaling da empresa. A arquitetura RDNA 2 usada na série X não possui equivalentes de núcleo tensor, mas a Microsoft e a AMD criaram uma solução nova e eficiente baseada nos núcleos do shader padrão. Com mais de 12 teraflops de computação FP32, o rDNA 2 também permite o dobro com FP16 (sim, matemática compactada rápida está de volta). No entanto, as cargas de trabalho de aprendizado de máquina geralmente usam muito mais baixa precisão do que isso, então os shaders RDNA 2 foram adaptados ainda mais.

“Sabíamos que muitos algoritmos de inferência precisam de posições inteiras de 8 e 4 bits para pesos e as operações matemáticas que envolvem esses pesos compreendem a maior parte da sobrecarga de desempenho para esses algoritmos”, diz Andrew Goossen. “Então, adicionamos suporte especial de hardware para este cenário específico. O resultado é que a Série X oferece 49 tops para operações inteiras de 8 bits e 97 tops para operações inteiras de 4 bits. Observe que os pesos são números inteiros, então esses são topos e não tflops. O resultado líquido é que a Série X oferece inteligência incomparável para aprendizado de máquina.”

Outros recursos prospectivos também fazem o corte. Novamente, semelhante à arquitetura de Turing existente da NVIDIA, os shaders de malha são incorporados ao rDNA 2, permitindo uma melhoria potencialmente explosiva nos detalhes geométricos.

“À medida que as GPUs aumentaram e o desempenho da computação aumentou, o processamento da geometria tornou -se cada vez mais vinculado à função fixa, a configuração do triângulo e os blocos de tesellation da GPU” revela o Goossen. “O sombreamento de malha permite que os desenvolvedores ignorem completamente esses gargalos de função fixa, fornecendo uma alternativa opcional às partes existentes do pipeline da GPU. Além do desempenho, o sombreamento de malha oferece aos desenvolvedores flexibilidade e economia de memória. O sombreamento de malha permitirá que os desenvolvedores de jogos aumentem os detalhes nas formas e animações dos objetos e tornem cenas mais complexas sem sacrifício à taxa de quadro.”

Há mais. Muito mais. Por exemplo, a GPU da Série X permite que o trabalho seja compartilhado entre os shaders sem envolvimento da CPU, economizando uma grande quantidade de trabalho para os núcleos Zen 2, com dados restantes na GPU. No entanto, a grande inovação é claramente a adição de rastreamento de raio acelerado de hardware. Isso é extremamente emocionante e na Digital Foundry, estamos acompanhando a evolução dessa nova tecnologia através dos jogos DXR e Vulkan, que vimos em execução nos cartões RTX da NVIDIA e a implementação do console da RT é mais ambiciosa do que acreditamos ser possível.

A diferença de rastreamento de raios

O rDNA 2 suporta totalmente o mais recente DXR Tier 1.1 padrão, e semelhante ao núcleo Turing RT, ele acelera a criação das chamadas estruturas de BVH necessárias para mapear com precisão a travessia de raios e as interseções, testadas contra a geometria. Em suma, da mesma maneira que a luz ‘salta’ no mundo real, a aceleração do hardware para mapas de rastreamento de raios atravessam e a interseção da luz a uma taxa de até 380 bilhões de cruzamentos por segundo.

“Sem aceleração de hardware, este trabalho poderia ter sido feito nos shaders, mas teria consumido mais de 13 tflops”, diz Andrew Goossen. “Para a série X, este trabalho é descarregado em hardware dedicado e o shader pode continuar a funcionar em paralelo com o desempenho completo. Em outras palavras, a série X pode efetivamente tocar no equivalente a mais de 25 tflops de desempenho enquanto rastreia.”

É importante colocar isso em contexto, no entanto. Embora as cargas de trabalho possam operar ao mesmo tempo, o cálculo da estrutura BVH é apenas um componente do procedimento de rastreamento de raios. Os shaders padrão da GPU também precisam puxar seu peso, para que elementos como os cálculos de iluminação ainda sejam executados nos shaders padrão, com a API DXR adicionando novos estágios ao pipeline da GPU para realizar esta tarefa com eficiência. Então, sim, a RT está normalmente associada a uma queda no desempenho e que transporta para a implementação do console, mas com os benefícios de um design de console fixo, devemos esperar ver os desenvolvedores otimizarem de forma mais agressiva e também para inovar. A boa notícia é que a Microsoft permite acesso de baixo nível ao hardware de aceleração da RT.

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“[A série X] vai ainda mais além do padrão de PC ao oferecer mais potência e flexibilidade aos desenvolvedores”, revela Goossen. “Na Grande Tradição do Console, também apoiamos diretamente a programação de metal, incluindo suporte para construção e otimização offline da BVH. Com esses blocos de construção, esperamos que o rastreamento de raios seja uma área de visuais incríveis e grande inovação dos desenvolvedores ao longo da vida do console.”

A prova do pudim está na degustação, é claro. Durante o nosso tempo no campus de Redmond, a Microsoft demonstrou o quão completamente os recursos do console estão lançando um Xbox Series X muito precoce Minecraft Demo Tech DXR, que é baseado no Minecraft Código RTX Vimos de volta na Gamescom no ano passado e parecem muito semelhantes, apesar de executar uma GPU muito diferente. Isso sugere uma espécie de ironia: o código da NVIDIA base adaptado e executado em hardware de traçado de raio de origem da AMD na série X da Série X. O que é impressionante sobre isso é que está totalmente traçado pelo caminho. Além do Skybox e da lua na demo que vimos, não há elementos rastejados. A apresentação inteira é rastreada, demonstrando que, apesar das restrições de ter que entregar RT em um console com um orçamento limitado de energia e silício, a Xbox Series X é capaz de fornecer a implementação mais ambiciosa e impressionante do rastreamento de raios – e faz issoem tempo real.

Minecraft DXR é uma declaração ambiciosa – rastreamento total de raios, se você quiser – mas devemos esperar ver a tecnologia usada de maneiras muito diferentes. “Estamos super empolgados com o DXR e o suporte de rastreamento de raios de hardware”, diz Mike Rayner, diretor técnico da Coalizão e Gears 5. “Temos algum rastreamento de raios baseado em computação no Gears 5, temos sombras de rastreamento e a [nova] iluminação global de espaço de tela é uma forma de GI baseado em tela de ray de ranks e, portanto, estamos interessados em como o Ray TracingO hardware pode ser usado para tomar técnicas como esta e depois movê -las para utilizar os núcleos DXR.

“Eu acho que para nós, a maneira como estamos pensando nisso é que esperamos, achamos que a renderização híbrida entre as técnicas de renderização tradicional e depois usando o DXR – seja para sombras ou GI ou adicionando reflexões – são coisas que podem realmenteAumentar a cena e [podemos] usar todo esse chip para obter a melhor qualidade visual final.”

Eficiência no design

Uma das principais tocas para mim sobre o silício da Série X não é apenas o poder, mas também a eficiência no design. Com todos os novos recursos gráficos e os 12 teraflops de desempenho consistente de computação, imaginamos um design de processador monstruosamente grande e proibitivamente caro – em resumo, um console muito caro. No entanto, o tamanho do SOC a 360mm2 significa que temos uma fatia de silício que é, na realidade, muito menor do que qualquer medida especulativa que poderíamos criar de teaser anteriores revelam – seus 15.3 bilhões de transistores significam que estamos analisando pouco mais do dobro da densidade do transistor vista no processador 16nmff Xbox One X, e ainda assim estamos ficando significativamente mais do que o dobro do desempenho em toda a placa.

No entanto, alcançar a área de desempenho, poder e área de silício Microsoft Set para si exigiu algum pensamento inovador. O poder gráfico do poder não é apenas sobre teraflops – o poder de computação precisa ser backup com largura de banda de memória, apresentando um desafio único para um console. A solução da Microsoft para o subsistema de memória viu que ela entregou uma interface curiosa de 320 bits, com dez módulos GDDR6 de 14 Gbps na placa principal-seis chips de 2 GB e quatro 1 GB. Como tudo isso se divide para o desenvolvedor é fascinante.

“O desempenho da memória é assimétrico – não é algo que poderíamos ter feito com o PC”, explica Andrew Goossen “10 gigabytes de memória física [executa em] 560gb/s. Chamamos isso de memória ideal da GPU. Seis gigabytes [corre em] 336 GB/s. Chamamos esta memória padrão. GPU Optimal e Standard oferece desempenho idêntico para áudio e arquivo da CPU io. O único componente de hardware que vê uma diferença na GPU.”

Em termos de como a memória é alocada, os jogos obtêm um total de 13.5 GB no total, que abrange todos os 10 GB de memória ideal da GPU e 3.5 GB de memória padrão. Isso deixa 2.5 GB de memória gddr6 do pool mais lento para o sistema operacional e a concha front-end. Do ponto de vista da Microsoft, ainda é um sistema de memória unificado, mesmo que o desempenho possa variar. “Em conversas com os desenvolvedores, geralmente é fácil para os jogos mais do que preencher sua cota de memória padrão com CPU, dados de áudio, dados de pilha e dados executáveis, dados de script e desenvolvedores como esse trade-off quando lhes dá mais potenciallargura de banda “, diz Goossen.

Parece uma situação um tanto complexa, especialmente quando a própria Microsoft já entregou uma interface de memória mais tradicional e mais ampla no Xbox One X – mas a noção de trabalhar com a memória GDDR6 muito mais rápida apresentou alguns desafios. “Quando conversamos com a equipe do sistema, havia muitos problemas em torno da complexidade da integridade do sinal e do que não”, explica Goossen. “Como você sabe, com o Xbox One X, fomos com a interface 384 [ – -bit], mas nessas velocidades incríveis – 14 Gbps com o GDDR6 – pressionamos o mais difícil possível e sentimos que 320 foi um bom compromissoem termos de alcançar o alto desempenho possível, ao mesmo tempo em que construímos o sistema que realmente funcionaria e poderíamos realmente enviar.”

O princípio do Power é bem cuidado, então, mas não se trata apenas do desempenho da computação bruta – o conjunto de recursos também é crucial. Em 2016, um ano antes do trabalho concluído no Xbox One X, a equipe do Xbox Silicon já estava trabalhando na série X, iniciando o trabalho arquitetônico nos recursos da próxima geração que finalmente veremos chegar ao mercado no feriado de 2020 – um interessantelembrete de quanto tempo leva para que novas tecnologias sejam desenvolvidas. Mesmo naquela época, também era necessário rastreamento de raios na agenda – e a necessidade de uma abordagem revolucionária para o armazenamento também foi necessária, o que nos leva ao segundo princípio do design de hardware da Série X: uma mudança fundamental para longe dos discos rígidos mecânicos, abraçandoArmazenamento de estado sólido em vez disso.

Por que o armazenamento rápido muda tudo

As especificações nesta página representam apenas a menor fração do potencial da solução de armazenamento que a Microsoft projetou para a próxima geração. No projeto do ano passado, Scarlett E3 Teaser, Jason Ronald – diretor parceiro de gerenciamento de projetos da Xbox – descreveu como o SSD poderia ser usado como ‘memória virtual’, um teaser que só começa a sugerir a funcionalidade que a Microsoft construiu em seu sistema.

No nível do hardware, a unidade NVME personalizada é muito, muito diferente de qualquer outro tipo de SSD que você viu antes. É mais curto, para iniciantes, apresentando mais como um cartão de memória do antigo. Também é bastante pesado, provavelmente até a construção de metais sólidos que atua como um dissipador de calor que deveria lidar com o silício que consome 3.8 watts de poder. Muitos PCs ‘desaparecem’ em termos de desempenho à medida que aquecem – e semelhantes aos relógios de CPU e GPU, isso simplesmente não foi aceitável para a Microsoft, que acredita que o desempenho consistente em geral é uma obrigação para o design de seus consoles.

O fator de forma é fofo, o 2.4 GB/s de taxa de transferência garantida é impressionante, mas são as APIs de software e o hardware personalizado incorporado ao SoC que entrega o que a Microsoft acredita ser uma revolução – uma nova maneira de usar o armazenamento para aumentar a memória (uma área em que nenhum detentor da plataforma poderá ser capazpara dar um salto geracional mais tradicional). A idéia, pelo menos em termos básicos, é bem direta – o pacote de jogos que fica no armazenamento se torna a memória estendida, permitindo que 100 GB de ativos de jogo armazenados no SSD sejam instantaneamente acessíveis pelo desenvolvedor. É um sistema que a Microsoft chama de arquitetura de velocidade e o próprio SSD é apenas uma parte do sistema.

“Nosso segundo componente é um bloco de descompressão de hardware de alta velocidade que pode fornecer mais de 6 GB/s”, revela Andrew Goossen. “Este é um bloco de silício dedicado que descarrega o trabalho de descompressão da CPU e é comparado ao SSD para que a descompressão nunca seja um gargalo. O hardware descompressivo suporta Zlib para dados gerais e uma nova compactação [sistema] chamada BCPack adaptada às texturas da GPU que normalmente compreendem a grande maioria do tamanho do pacote de um jogo.”

O componente final no triunvirato é uma extensão do DirectX – DirectStorage – uma atualização necessária, tendo em mente que os protocolos de E/S existentes estão batendo por 30 anos e, em sua forma atualOverhead, que o DirectStorage reduz para apenas um décimo de núcleo único.

“Além disso, tem outros benefícios”, entusiasma Andrew Goossen. “É menos latente e salva uma tonelada de CPU. Com a melhor solução competitiva, descobrimos que fazer software de descompressão para corresponder à taxa de SSD teria consumido três núcleos de CPU Zen 2. Quando você adiciona a sobrecarga da CPU de IO, são outros dois núcleos. Portanto, a carga de trabalho resultante teria consumido completamente cinco núcleos de CPU Zen 2 quando agora é preciso apenas um décimo de um núcleo da CPU. Então, em outras palavras, para igualar o desempenho de uma série X em toda. São sete núcleos dedicados ao jogo: um para Windows e Shell e cinco para a IO e a descompressão.”

O streaming de ativos é levado para o próximo nível, mas a Microsoft não terminou lá. De última geração, desfrutamos de um aumento de 16x na memória do sistema, mas desta vez é apenas 2x – ou apenas 50 % mais se considerarmos o Xbox One X como a linha de base. Além de desenhar mais no armazenamento para compensar o déficit, a Microsoft iniciou um processo de otimização de como a memória é realmente usada, com algumas melhorias surpreendentes.

“Observamos que, normalmente, apenas uma pequena porcentagem de memória carregada por jogos foi acessada”, revela Goossen. “Este desperdício vem principalmente das texturas. As texturas são universalmente os maiores consumidores de memória para jogos. No entanto, apenas uma fração da memória para cada textura é normalmente acessada pela GPU durante a cena. Por exemplo, o maior MIP de uma textura 4K é oito megabytes e, muitas vezes, mais, mas normalmente apenas uma pequena parte desse MIP é visível na cena e, portanto, apenas essa pequena porção precisa ser lida pela GPU.”

À medida que as texturas aumentaram em tamanho para combinar com exibições 4K, a eficiência na utilização da memória ficou progressivamente pior – algo que a Microsoft conseguiu confirmar construindo hardware de monitoramento especial no Scorpio Motor Scorpio do Xbox One X. “A partir disso, encontramos um jogo normalmente acessado, na melhor das hipóteses, apenas meia a um terço de suas páginas alocadas por longas janelas de tempo”, diz Goossen. “Então, se um jogo nunca teve que carregar páginas que nunca são realmente usadas, isso significa um multiplicador de 2-3x sobre a quantidade efetiva de memória física e um multiplicador de 2-3x em nosso desempenho de IO eficaz.”

Uma técnica chamada Sampler Feedback Streaming – SFS – foi construída para se casar com mais de perto as demandas de memória da GPU, carregando de forma inteligente os dados do MIP de textura que são realmente necessários com a garantia de um MIP de menor qualidade disponível se a versão de alta qualidade não estiver prontamenteDisponível, interrompendo as bancas da GPU e picos de tempo de quadro. O hardware sob medida na GPU está disponível para suavizar a transição entre os MIPs, na chance de que a textura de maior qualidade chegue a uma estrutura ou dois posteriormente. A Microsoft considera esses aspectos da arquitetura de velocidade ser um verdadeiro divisor.

A arquitetura de velocidade também facilita outro recurso que soa impressionante no papel, mas é ainda mais notável quando você realmente o vê no console real. Resumo rápido permite efetivamente os usuários pedalarem entre estados salvos, com apenas alguns segundos de carregamento – você pode vê -lo em ação no vídeo acima. Quando você sai de um jogo, o System Ram é armazenado em cache para o SSD e quando você acessa outro título, seu cache é restaurado. Da perspectiva do jogo em si, ele não tem ideia de que está acontecendo em segundo plano – simplesmente pensa que o usuário pressionou o botão guia e o jogo pode ser retomado de acordo com o normal.

Vimos o Xbox Series X Hardware Cycling entre o Forza Motorsport 7 em execução no modo 4K60 Xbox One X, State of Decay 2, Hellblade e The Cave (um título Xbox 360). Alternando entre o Xbox One X Games em execução na série X, havia cerca de 6.5 segundos atrasam a mudança de jogo para jogo – o que é bastante impressionante. A Microsoft não estava compartilhando o tamanho real do cache SSD usado para currículo rápido, mas dizendo que o recurso suporta um mínimo de três jogos da série X. Tendo em mente os 13.5 GB disponíveis para títulos, isso é um máximo de cerca de 40 GB de espaço SSD, mas assumindo que a arquitetura de velocidade possui recursos de compressão de hardware e descompressão, a pegada real pode ser menor. Independentemente disso, títulos que usam menos memória – como os jogos que vimos demonstrados – devem ter uma pegada mais baixa, permitindo que mais sejam armazenados em cache.

A guerra contra o atraso de entrada e a tela da tela

O princípio de velocidade da Microsoft para a Série X também fatores em uma reformulação radical do processamento de entrada, projetada para raspar a latência em todas as partes concebíveis do pipeline do jogo – o que significa que o tempo gasto entre o botão pressiona para a reação resultante na tela deve reduzir significativamente. A Microsoft já mencionou a entrada de latência dinâmica, mas só agora revela o quão extenso é seu trabalho aqui. Começa com o Controle ler, onde a latência típica de 8 ms no analógico Control a entrada agora é reduzida significativamente transmitindo as entradas mais atualizadas antes de o jogo precisar delas. Entradas digitais como pressões de botão são estampadas e enviadas para o jogo, reduzindo a latência sem a necessidade de aumentar a taxa de pesquisa, enquanto as almofadas conectadas à USB veem entradas digitais transmitidas imediatamente ao console. Para facilitar tudo isso, toda a pilha de software de entrada foi reescrita, o que proporcionou mais melhorias em latência.

A latência tem sido uma variável crucial, mas invisível, para os desenvolvedores enfrentarem e, à medida que os motores de jogo se tornam mais complexos e mais paralelos, não é fácil acompanhar o atraso adicional – outra coisa que a Microsoft tenta resolver com DLI. “Facilitamos os desenvolvedores de jogos para otimizar a latência no jogo. Jogos no Xbox Saída Um identificador para cada quadro à medida que flui através de seu motor “, explica Andrew Goossen. “Quando você pergunta Control ler entrada, associa esse identificador de quadro ao momento da entrada e, quando conclui a renderização desse quadro, passa esse identificador junto com as informações de buffer frontal preenchidas para o sistema. Portanto, com esse mecanismo, esse sistema agora pode determinar a latência completa do jogo para cada quadro.”

A Microsoft diz que entregou um sistema que permite aos desenvolvedores rastrear com precisão o atraso de entrada no mecanismo com a mesma facilidade que os fabricantes de jogos podem rastrear a taxa de quadros-a métrica foi adicionada à sua ferramenta de análise de desempenho interna, PIX. O elemento final do DLI é o suporte do Xbox Series X para a nova onda de 120Hz HDMI 2.1 exibe os mercados de sucesso agora. A empresa já começou a testar esse recurso em resoluções de saída inferior ao 4K no HDMI suportado 2.0 telas via Xbox One S e Xbox One X. Como as telas estão atualizando duas vezes mais rapidamente que seus equivalentes de 60Hz, os usuários devem ter uma resposta mais rápida – um estado de coisas que também deve se aplicar a modos de taxa de atualização (VRR) variáveis (VRR). A Microsoft também foi pioneira nos modos Allm em suas máquinas existentes, o que significa que o console pode comandar a tela para mudar automaticamente para o modo de jogo.

A Microsoft também fez inovações que também podem ver o fim da captura de tela. Normalmente, exibir um novo quadro durante a digitalização é usado para cortar a latência. O buffer triplo pode unir quedas para a taxa de quadros, mas pode adicionar atraso extra-mas a série X vê essa situação evoluir. “Nós redesenhamos a API de apresentação que os jogos usam para enviar seus quadros completos para a TV”, compartilha Andrew Goossen. “Desarlitamos completamente o vínculo tradicional entre buffer duplo ou triplo e latência. Costumava ser que o buffer triplo era bom para melhorar a taxa de quadros quando o jogo não conseguia manter sua taxa de quadro de destino, mas o buffer triplo foi ruim porque aumentou a latência. Mas não mais. Agora, o buffer de quadro e a latência são totalmente dissociados, os jogos podem permitir a buffer tripla enquanto especifica separadamente a latência desejada. Para que a latência entre o quadro da CPU Horário de início e o quadro da GPU, o tempo de partida agora pode ser especificado em microssegundos, em vez de v-syncs.

“Portanto, os desenvolvedores de jogos podem discar com precisão a latência entre a CPU e a GPU até pouco antes do início das bolhas ou da GPU, porque a CPU não está alimentando -a com rapidez suficiente – e o tempo de execução fornece estatísticas de feedback de latência extensas para ojogo para informar o ajuste dinâmico. Portanto, usando esse mecanismo, os jogos podem reduzir com muita precisão a latência do jogo o máximo possível – e com bastante facilidade também.”

Embora os aprimoramentos e otimizações – sem mencionar um novo botão de compartilhamento – sejam adicionados ao Xbox Series X Control ler, a boa notícia é que a tecnologia DLI é compatível com as almofadas existentes, que devem ser atualizadas com uma simples atualização de firmware.

Como os jogos mais antigos vão jogar melhor na série X

O último dos três princípios da Microsoft que formam a base de seus empreendimentos de última geração é a compatibilidade, uma área em que a empresa oferece níveis notáveis de serviço de fãs, já que a compatibilidade do Xbox 360 foi revelada pela primeira vez a um público incrédulo na E3 2015. A empresa já anunciou que sua biblioteca existente de jogos Xbox 360 e OG Xbox será executada na série X, enquanto todos os periféricos existentes também funcionarão como deveriam (o que, em parte, explica por que o USB do tipo A é usado noo sistema em oposição ao novo padrão USB-C). Então, sim, o imposto sobre o volante acabou.

Além disso, a equipe do Xbox Back-Compats tem trabalhado duro desde que desenhou a linha sob seu programa Xbox 360 e X-aprimorado há um tempo. Provavelmente não é surpresa descobrir que a série X pode tecnicamente executar todo o catálogo Xbox One, mas desta vez é feito sem camada de emulação – é assado no nível de hardware. Os jogos também se beneficiam dos relógios completos da CPU e da GPU da série X (Xbox One X, efetivamente entregou 50 % de seu poder gráfico geral para compacto traseiro), o que significa que quanto mais falta esses modos de desempenho adicionados a muitos jogos Xbox One X devemEsperançosamente trava em um Soilky Smooth 60fps.

No entanto, a equipe de compatibilidade é conhecida por empurrar o envelope e alguns dos primeiros trabalhos que vimos com a série X é de dar água na boca. A Microsoft já prometeu uma fidelidade de imagem aprimorada, taxa de quadro mais firme e tempos de carregamento mais rápidos, mas as demos iniciais que vimos parecem ainda mais promissoras – e é realmente o caso que as dicas caíram no Phil Spencer’s Postagem recente da série x blog resultará em títulos selecionados do Xbox One S em execução em resoluções mais altas no novo console. De fato, vimos Gears of War Ultimate Edition operando com uma escala de resolução de 2x em ambos os eixos, levando um jogo de 1080p até o 4K nativo. É uma evolução do método Heutchy Usado para trazer títulos Xbox 360 720p até 4K completo, com resultados geralmente espetaculares. Fundamentalmente, a equipe de compatibilidade faz todo o levantamento pesado no nível do sistema – os desenvolvedores de jogos não precisam participar do processo.

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“Estamos explorando maneiras de melhorar, talvez, uma lista com curadoria de jogos”, diz Peggy Lo, líder do programa de compatibilidade do Xbox. “As coisas que estamos analisando incluem melhorar a resolução de jogos, melhorar as taxas de quadros – talvez duplim -lhes! E a maneira como estamos fazendo isso é realmente explorar vários métodos. Então sabíamos o que estávamos fazendo com o método Heutchy, talvez vamos mudar um pouco, há alguns outros métodos que estamos explorando.

“O que provavelmente não vamos fazer é explicar todos esses métodos hoje, porque ainda estamos no processo de descobrir qual método exato será melhor para a série X, mas eu quero que você se sinta confiante de que temos uma solução quePodemos voltar ou que sempre continuaremos avançando para.”

A Microsoft configurou dois displays LG OLED, uma em execução em Gears Ultimate no seu padrão 1080p no Xbox One X (o jogo nunca recebeu uma atualização X) e no 4K nativo na série X. Os dados de depuração na tela revelaram a quantidade de alvos de renderização que o console estava em execução em uma resolução mais alta, juntamente com o fator de escala de resolução e a nova resolução nativa – neste caso, uma escala de 2.0 e uma contagem de pixels de 3840×2160. A noção de exibir um fator de escala tão preciso me fez pensar se poderia realmente ser mais alto – se 720p ou 900p títulos também podem escalar para 4K nativo. É uma pergunta que ficou sem resposta, embora tenha rido quando eu perguntei.

Mais presentes estavam por vir – e os proprietários de telas HDR vão adorar o segundo recurso -chave que eu vi. Temos que ver a versão Xbox One X aprimorada do Halo 5 operando com uma implementação muito convincente do HDR, mesmo que 343 indústrias nunca tenham enviado o jogo com suporte HDR. O engenheiro de software principal da Microsoft ATG, Claude Marais, mostrou-nos como um algoritmo de aprendizado de máquina usando a implementação de HDR de última geração do Gears 5 é capaz de inferir uma implementação completa de HDR do conteúdo de SDR em qualquer título de back-compat. Também não é falso HDR, Marais lançou um modo de mapa de calor mostrando o pico de brilho para cada elemento na tela, demonstrando claramente que os destaques estavam muito além da faixa de SDR.

“Ele pode ser aplicado a todos os jogos teoricamente, tecnicamente, acho que ainda estamos trabalhando com experiências de usuários e coisas assim, mas essa é uma demonstração técnica”, revelou Marais. “Então este [Halo 5] tem quatro anos, certo, então vamos ao extremo e pular para um jogo com 19, 20 anos agora – e isso é Fusion Frenzy. Naquela época, não há nada conhecido sobre HDR, ninguém sabia sobre coisas HDR. Os jogos acabaram de usar buffers traseiros de 8 bits.”

Este foi um momento de parada. Era de fato Fusion Frenzy – um título original do Xbox – executando com seu multiplicador de resolução de 16x de 16x, mas desta vez apresentou HDR altamente convincente e perceptivelmente real. O ponto principal é que isso é proposto como um recurso no nível do sistema da Xbox Series X, que deve se aplicar a todos os jogos compatíveis que não têm seus próprios modos HDR sob medida – e, como Marais demonstrou, ele se estende por toda a biblioteca Xbox.

“Mas você pode pensar em outras coisas que poderíamos fazer”, acrescenta Marias. “Vejamos a acessibilidade. Se você tem pessoas que não podem ler bem ou ver bem, provavelmente deseja melhorar o contraste quando há muito texto na tela. Podemos facilmente fazer isso. Conversamos com alguém que está em cores esta manhã e esse é um ótimo exemplo. Acabamos de ligar o LUT e podemos mudar de cor para que eles experimentem mais facilmente o anúncio lá.”

É claro que há muito amor pela biblioteca Xbox e que a equipe de back-compat está muito animada com o que eles fazem. “Espero que você perceba que ainda somos apaixonados por isso”, diz Peggy Lo. “Isso é muito Persona l Projeto para muitos de nós e estamos comprometidos em continuar fazendo isso e fazer com que todos os seus jogos parecessem melhor na série X.”

Poder, velocidade, compatibilidade. A Microsoft fez um argumento convincente para todos os pilares fundamentais da série X – e notavelmente, ainda há mais para compartilhar. Após as apresentações iniciais, fomos para a construção 37 no campus da Microsoft, onde o designer-principal Chris Kujawski e seus colegas nos deram uma visão prática do hardware da série X, um detalhamento detalhado de seus componentes interiores e tudo o que poderíamos querer desejarsaber sobre seu fator de formulário inovador, juntamente com os refinamentos sutis, mas eficazes, feitos no Xbox Controle ler. A linha inferior? Ainda há muito o que compartilhar sobre o Xbox Series X e estamos ansiosos para revelar mais.

A Digital Foundry foi convidada para a Microsoft em Redmond WA durante o início de março para cobrir as especificações Xbox Series X Reveal. Microsoft pagou por viagens e acomodações.