Główne cele Xbox Series X
I pomimo tego, że cel jest jeden do tego doskonale zarysowany to sposobów na jego osiągnięcie jest znacznie więcej niż może się przeciętnemu użytkownikowi wydawać. Doskonały dowód takiego stanu rzeczy dał jeden z czołowych pracowników, który ma obecnie okazję barć udział w procesie udoskonalania nadchodzącego Xbox’a Series X.
Kiedy rozpoczynaliśmy projektowanie Xbox Series X, naszym celem było zbudowanie najpotężniejszej w historii konsoli, wykorzystującej innowacyjne technologie, która zapewnia niespotykaną dotąd wydajność. Aby osiągnąć ten cel wiedzieliśmy, że musimy przemyśleć każdy element konstrukcji, przekraczając w ten sposób ograniczenia w zakresie wydajności i budowy tradycyjnego sprzętu gamingowego. Kluczowe znaczenie podczas pracy nad Xbox Series X, miało zagwarantowanie graczom doskonałej równowagi pomiędzy mocą, szybkością i wydajnością, przy jednoczesnym nie tłumieniu twórczych ambicji najlepszych twórców na świecie.
Już teraz doskonale wiemy co będzie sercem lub jak kto woli mózgiem nachodzącej konsoli. Sprzęt będzie napędzany specjalnie zaprojektowanym do tego celu procesorem, który skorzysta z najnowszej architektury Zen 2 oraz RDNA 2 od firmy AMD. Nowy system wbudowany w układ, znany szerzej pod nazwą System On a Chip – SOC zaprojektowane zostały od podstaw z myślą o prędkości i wydajności. Zgodnie z tym co mówi Microsoft nadchodząca konsola będzie oferował nawet 4 razy większą moc obliczeniową niż Xbox One X.
Projektowanie gier nowej generacji
Najnowsze tytuły wymagają znacznej ilości danych do stworzenia realistycznej rozgrywki, której będą mogli doświadczyć gracze. Dynamiczny rozwój ogromnych i zmieniających się środowisk w grach, światów o wysoce zagęszczonych obszarach i różnorodności, zwiększył zapotrzebowanie na dane, ale także na moc obliczeniową, by te wszystkie elementy odpowiednio szybko i wydajnie wyświetlić. Począwszy od tekstur w wysokiej rozdzielczości, po animacje, pliki źródłowe audio i wideo, które po połączeniu zapewniają graczom najbardziej wciągające doznania.
Architektura Xbox Velocity
Ta nowatorska technologia została zaprojektowana i stworzona jako najlepsze rozwiązanie do strumieniowego przesyłania zasobów gry w Xbox Series X. Tak radykalna zmiana tradycyjnego podsystemu I/O wpłynęła bezpośrednio na wszystkie aspekty projektu nowej konsoli. Jason Roland bardzo obrazowo przestawił czym tak naprawdę jest Xbox Velocity dla nowej generacji konsol z „Teamu Zielonych”. Jego zdaniem skoro specjalnie stworzony procesor jest sercem nowego Xbox’a to technologia Velocity jest jego duszą. Dzięki głębokiej integracji innowacji sprzętowych i programowych, architektura zapewni niespotykane dotąd wrażenia z gier.
W skład omawianej Architektury Xbox Velocity wchodzą cztery główne komponenty, które razem stanowią o wydajności nadchodzącej konsoli. Jest to kolejno: Dysk SSD NVMe, Sprzętowe przyspieszanie bloków dekompresyjnych, Nowa warstwa API DirectStorage oraz Sampler Feedback Streaming, czyli w skrócie SFS.
Dysk SSD NVME
Podstawą Architektury Xbox Velocity jest dysk SSD NVME o pojemności 1TB. Ten ma zapewnić 2,4 GB/s nieprzetworzonej przepustowości I/O, ponad 40 razy większej niż w Xbox One. Tradycyjne dyski SSD stosowane w komputerach PC, często zmniejszają wydajność wraz ze wzrostem temperatury lub podczas użytkowania dysku czy zapełnienia go w pewnym procencie. Deweloperzy mają gwarantowany poziom wydajności I/O przez cały czas i mogą projektować, i optymalizować swoje gry, usuwając bariery i ograniczenia.
Sprzętowa przyspieszona dekompresja
Pakiety gier i zasoby są kompresowane w celu zminimalizowania czasu pobierania i ilości pamięci wymaganej dla każdej gry. Dzięki przyspieszeniu sprzętowemu, zarówno dla standardowego dekompresora, jak i zupełnie nowego, zastrzeżonego algorytmu specjalnie zaprojektowanego dla danych tekstur o nazwie BCPack, Xbox Series X dostarcza programistom to, co najlepsze, aby osiągnąć korzyści bez utraty jakości lub wydajności.
Ponieważ dane tekstur stanowią znaczną część całkowitego rozmiaru gry, mając specjalnie opracowany algorytm dla danych tekstur (oprócz dekompresora ogólnego przeznaczenia), oba mogą być używane równolegle w celu zmniejszenia rozmiaru gry. Zakładając współczynnik kompresji 2:1, Xbox Series X zapewnia efektywną wydajność I/O 4,8 GB/s, czyli około 100 razy większą niż I/O w konsolach obecnej generacji. Aby zapewnić podobny poziom wydajności dekompresyjnej w oprogramowaniu, potrzebne byłyby więcej niż 4 rdzenie procesora Zen 2.
Nowy interfejs API DirectStorage
Standardowe interfejsy plików API I/O zostały opracowane już blisko 30 lat temu i praktycznie nie uległy zmianie. Od tego czasu technologia pamięci masowej w znacznym stopniu się poprawiła. Analizując wzorce dostępu do danych gry, a także najnowsze osiągnięcia sprzętowe z technologią SSD nie ulega wątpliwości, że coś w tym aspekcie musi się zmienić, by dać twórcom jak i graczom znacznie więcej przestrzeni i po prostu ich nie ograniczać.
Nowy interfejs API DirectStorage z rodziny DirectX, przyzna programistom dokładną kontrolę nad ich operacjami I/O, umożliwiając tworzenie wielu kolejek I/O, ustalanie priorytetów i minimalizowanie opóźnień I/O. Te interfejsy API bezpośredniego dostępu na niskim poziomie gwarantują, że programiści będą mogli w pełni korzystać z wydajności I/O zapewnianej przez sprzęt.
Sampler Feedback Streaming (SFS)
To zupełnie nowa technologia oparta na wszystkich udoskonaleniach Architektury Xbox Velocity. Tekstury gry są zoptymalizowane na różnych poziomach szczegółowości i rozdzielczości, zwane Mipmapami. Można ich używać podczas renderowania w zależności od odległości w jakiej dany obiekt znajduje się od gracza. Gdy ten zbliża się do gracza, rozdzielczość tekstury musi wzrosnąć, aby zapewnić wyraźne szczegóły i efekty wizualne. Jednak większe mipmapy wymagają znacznej ilości pamięci w porównaniu do mmap o niższej rozdzielczości.
Dzięki odpowiednim układom jakie mają znaleźć się na pokładzie Xbox One X, możliwe będzie analizowanie wykorzystania pamięci GPU przez tekstury. Jednym z ciekawszych wniosków jakie płyną z tej analizy jest fakt, że procesor graficzny często uzyskuje dostęp do mniej, niż 1/3 danych obrazów, wymaganych do załadowania do pamięci. Pojedyncza scena często zawiera tysiące różnych tekstur, co powoduje znaczną utratę efektywnej pamięci i przepustowości I/O z powodu nieefektywnego wykorzystania. Dzięki temu wglądowi byliśmy w stanie stworzyć i dodać nowe możliwości do procesora graficznego Xbox Series X.
Odkrywanie doświadczeń nowej generacji
Rewolucyjna Architektura umożliwia tworzenie zupełnie nowych scenariuszy, których wcześniej nie uważano za możliwe do zaadoptowania w grach. Xbox Velocity zapewnia wydajność i możliwości znacznie wykraczające poza specyfikację samego sprzętu. Architektura otworzyła jeszcze więcej opcji i umożliwiła implementacje innowacyjnych rozwiązań na poziomie platformy, jak „szybkiego wznawiania”, która pozwala na natychmiastowe wznowienie pracy w wielu grach.
Dodaj komentarz