Hvornår microsoft satte sig for at designe sin nye konsol, Xbox Serie X , de håbede på at bygge den mest kraftfulde konsol, der nogensinde er skabt, og tilbyder alle de teknologiske innovationer, der er tilgængelige i den nuværende generation og i stand til at levere ensartet og vedvarende ydelse uanset situationen. . For at gøre dette oprettede de Xbox-hastighed teknologi, defineret af virksomheden som ”konsolens sjæl”, og at vi i denne artikel vil detaljerede for at afsløre dens hemmeligheder.
For at nå det ovenfor beskrevne mål vidste Microsoft, at de var nødt til at analysere hver enkelt komponent i systemet for at overvinde ydeevnen og designbegrænsningerne for traditionelle konsoller. Design på Xbox Series X var afgørende for at sikre, at de havde en perfekt balance mellem kraft, hastighed, ydelse og afkøling, samtidig med at man sikrede, at ingen komponent ville begrænse andres ydeevne og dermed gøre det muligt at levere spiloplevelser bedst. , noget, der ikke var muligt i tidligere generationer af konsoller.
Xbox Series X-hardware og Velocity-arkitektur
I hjertet af konsollen er en brugerdefineret processor, der udnytter AMD's nyeste RDNA 2 og Zen 2 arkitekturer, der leverer mere end 12 GPU TFLOPs ydeevne og fire gange mere CPU magt end Xbox One X.
Xbox Series X tilbyder den største hukommelsesbåndbredde i enhver næste-gen-konsol med 16 GB GDDR6 og inkluderer 10 GB GPU-optimeret hukommelse ved 560 GB / s båndbredde for at holde processoren "drevet" uden flaske .
Da de analyserede lagringsundersystemet, blev det klart for dem, at de var nået grænsen for teknologi, og for at opfylde deres design-ambitioner, var de nødt til radikalt at revurdere og revolutionere Xbox Series X's tilgang til, hvordan man pakker CPU'er, GPU'er, hukommelse og opbevaring til at arbejde unisont uden flaskehalse.
Xbox Velocity, sjælen i Xbox Series X
Xbox Velocity-arkitekturen blev designet som den ultimative løsning til streaming af spilaktiver på den næste generation af Microsoft-konsoller. Dette repræsenterer en radikal ændring i I / O-undersystemet og påvirker direkte alle aspekter af konsoldesignet. I Microsofts ord, hvis processor er hjertet i konsollen, er Velocity-arkitekturen dens sjæl.
Denne arkitektur består af fire grundlæggende komponenter, som vi vil undersøge nedenfor.
Den brugerdefinerede NVMe SSD
Grundlaget for Velocity-arkitekturen er tilpasset NVMe med 1 TB kapacitet SSD, som tilbyder 2.4 GB / s rå båndbredde, 40 gange hurtigere end Xbox One X. De traditionelle SSD'er, der bruges i pc'er, sænkes typisk, når temperaturen stiger, men denne SSD er designet til at levere ensartet og vedvarende ydeevne snarere end toppræstation . Med andre ord har Microsoft foretrukket en SSD, der ikke altid kører på sit højdepunkt, men derefter nedbryder dens ydeevne, og de har foretrukket at vælge en lidt lavere ydelse for altid at være konstant.
På denne måde har udviklere et garanteret niveau af I / O-ydelse på alle tidspunkter, så de kan optimere deres spil i overensstemmelse hermed og fjerne de barrierer og begrænsninger, de er nødt til at kæmpe med i dag. Dette samme niveau af konsistent og vedvarende ydelse gælder også Seagates eksterne lagerkort, hvilket sikrer, at brugeren får nøjagtig den samme spiloplevelse, uanset om han bruger det eller konsolens interne lager.
Hardware accelereret dekomprimering
Spilaktiver og pakker komprimeres for at optimere indlæsningstider og mængden af opbevaring, som hvert enkelt spil har brug for. Med hardware-accelereret dekomprimering (LZ) -støtte samt en ny proprietær algoritme, der er specielt designet til teksturdata kaldet BCPack, tilbyder Xbox Series X det bedste fra begge verdener for udviklere til at opnå store besparelser uden kvalitetstab eller ydeevne.
Da teksturdataene udgør en betydelig del af den samlede størrelse af et spil, har en algoritme, der er specielt designet og optimeret til dette, det muligt at bruge dem parallelt med LZ-dekompressoren, hvilket i høj grad reducerer størrelsen på spil uden at reducere ydeevnen.
Forudsat at et komprimeringsforhold på 2 til 1 tilbyder Xbox Series X en effektiv ydelse på 4.8 GB / s i titlen, cirka 100 gange mere end den forrige generation af konsoller. For at tilbyde dekomprimeringspræstationsniveauer på softwareniveau er der krævet mere end 4 Zen 2 CPU-kerner, som på denne måde er tilgængelige til andre formål.
Ny DirectStorage API
Standard File I / O API er over 30 år gammel og praktisk taget uændret siden da, mens lagringsteknologi har gjort betydelige fremskridt siden da. Analyser af spildataadgangsmønstre samt de seneste fremskridt inden for hardware med SSD-teknologi vidste Microsoft, at det var nødvendigt at komme videre i denne henseende for at lægge mere kontrol i udviklerne.
Således har de tilføjet den nye DirectStorage API fra DirectX-familien, hvilket giver udviklere meget strammere kontrol over I / O-operationer, hvilket giver dem mulighed for at oprette flere køer, prioritere og minimere forsinkelse. Det er et API på lavt niveau, der sikrer, at du kan drage fuld fordel af konsolens I / O-ydelse og praktisk talt eliminere belastningstider i spil.
Sampler Feedback Streaming (SFS)
Dette er en helt ny innovation bygget på de andre fremskridt i Xbox Velocity-arkitekturen. Spillets teksturer er optimeret på forskellige niveauer af detaljer og opløsning, kaldet MIP-kort, og kan bruges under gengivelse baseret på hvor tæt eller langt et objekt er fra spilleren. Når spilleren kommer nærmere objektet, øges teksturens opløsning for at give de skarpeste detaljer. Imidlertid kræver disse MIP-kort en betydelig mængde hukommelse, så når afspilleren flytter væk reduceres opløsningen for at frigøre ressourcer.
Takket være den specialiserede hardware, som Xbox One X har, var de i stand til at analysere GPUs hukommelsesforbrug af teksturer og så, at det ofte var mindre end 1/3 af de data, der skulle indlæses i hukommelsen. Med disse data var de i stand til at oprette og tilføje nye muligheder til Xbox Series X GPU, så de kun kunne indlæse underdele af et MIP-niveau i hukommelsen på efterspørgsel, lige i tide til, når GPU krævede dataene. Med andre ord optimerer det de data, som GPU styrer meget for at forbedre ydelsen.
Som du ser, gennem den enorme stigning i konsol I / O-ydelse, hardwareaccelereret dekomprimering, DirectStorage API og betydelige stigninger i GPU-effektivitet giver Xbox Velocity-arkitekturen Xbox Series X mulighed for at levere en meget højere bruttoydelse end angivet af dets hardware specifikationer.