Yksityiskohtainen analyysi Steam Deckin laitteistoarkkitehtuurista

Höyrykannen laitteistoarkkitehtuuri

Valve's PC: n esitys kannettavan konsolin muodossa, nimeltään Höyry Deck yllätti monet meistä. Ei vain siksi, että sitä ei odotettu, vaan myös sen vuoksi, mitä se olettaa. Mahdollisuus pelata PC -pelejä missä tahansa. Mutta kuinka kykenevä se on? Siksi olemme päättäneet analysoida arkkitehtuuria.

Kukapa ei haluaisi pelata suosikki -PC -pelejään tien päällä? On totta, että nintendo Switch on olemassa kannettavien tietokoneiden teräväpiirtopeleille. On kuitenkin pidettävä mielessä, että kaikki pelit eivät ole nintendo konsoli ja on olemassa PC -pelejä, jotka haluaisimme ottaa mukaan minne tahansa, olipa se hotellihuone, huoneisto tai pitkä automatka, jossa emme. me ajamme.

Siksi olemme päättäneet tehdä Steam Deck -laitteiston analyysin ottaen erityisesti huomioon sen hyödyllisyys. PC-pelejä missä ja milloin tahansa. Joten olemme myös ottaneet sen huomioon ja olemme osoittaneet osat, joissa uskomme siirrettävyyden kannalta sekä Valve että AMD olisi voinut tehdä paremmin.

Van Gogh, seuraavan sukupolven konsolitekniikka laajassa mittakaavassa

AMD Van Gogh Rembrandt

Jos tarkastelemme Steam Deck APU -pääyksikön kahta päätilaa, huomaat, että siinä on prosessori with Zen 2 -arkkitehtuuri ja a GPU RDNA 2 -arkkitehtuurilla , kaksi pistettä yhteistä kaikkien uuden sukupolven konsolien kanssa, mutta pienemmässä mittakaavassa. .

Alkaen prosessorista, Steam Deck käyttää Zen 2 4-ytimistä CCX: ää , sen sijaan, että käyttäisit kahta niistä kuten konsoleissa, joten tämä on a 4-ytiminen ja 8-lankainen muotoilu . Meille on yllättävää, että akun alla toimiva laite sopii monisäikeisiin, mutta samalla on otettava huomioon, että 8 ytimen sijoittamisen energiakustannukset ovat paljon korkeammat. Kellosi nopeus? Se on välissä 2.4 GHz ja 3.5 GHz . Jälleen löydämme toisen yllättävän elementin, jos katsomme, että puhumme järjestelmästä, joka ei ole suunniteltu kytkemiseksi pistorasiaan.

Steam Deck APU

GPU: n suhteen meillä on RDNA 2, jossa on 8 laskentayksikköä , joka liikkuu nopeudella välillä 1 GHz ja 1.6 GH z, Valve ei ole puhunut AMD: n SmartShift -tekniikan käytöstä, joka on toteutettu RX 5000- ja RX 6000 -pelissä ja PlayStation 5 APU. Mutta meidän on otettava huomioon lämpökaasun ongelma, joka johtaa CPU: n, GPU: n tai molempien kellotaajuuden leikkaamiseen samanaikaisesti ja enemmän pienitehoisissa laitteissa.

Tapa, jolla esimerkiksi Nintendo tekee tämän Nintendo Switchillä, on jättää suorittimen taajuudelle 1 GHz ja sallia vaihtelut GPU: n nopeudessa. Vain silloin, kun näytön siirtyminen tapahtuu mustana haalistumisena tai toistetaan videota, jota ei voida ohittaa. Nintendo Switch -prosessori maksimoidaan suorittamaan tietojen kopiointi konsolin NAND-flash-muistista RAM. missä seuraavan tason tiedot sijaitsevat. Mutta yleensä on harvinaista, että kannettavan järjestelmän suunnittelu, joka on suunniteltu antamaan tuntikausia pelaamista poissa kotoa, heittää Boost-nopeuksia CPU: ssa ja GPU: ssa.

Infinity-välimuistin puute on ratkaisevan tärkeää

Infinity-välimuisti Consumo Emme tiedä onko Steam Deckillä mukana Ääretön välimuisti tai ei , mutta mielestämme ei, koska sitä ei tällä hetkellä ole vahvistettu muille AMD-keskusyksiköille, ja se näyttää olevan omistettujen GPU: iden eikä integroitujen prosessorien ainutlaatuinen piirre. mutta tiedämme, kuinka tärkeä Infinity-välimuisti on suorituskyvyn suhteen. Erityisesti siitä syystä, että nykyiset GPU: t käyttäytyvät rasteroimalla laatat. Emme puhu laattojen renderoinnista. Laattarasteri löytyy kaikista NVIDIA GPU: t, koska Maxwell on käyttänyt nimeä Tiled Caching ja kaikki AMD-näytönohjaimet Vegasta lähtien nimellä DSBR.

Ajatuksena on, että 3D -putkilinjan osa, joka menee kolmion rasterista kuvapuskuriin piirrettyyn, tehdään kuten laattojen renderöinnissä, mutta eri tavalla. Laatat tallennetaan L2 -välimuistiin. Mikä ei ole RAM -muistia eikä siksi toimi sellaisenaan. Tämä tarkoittaa, että kaikki tiedot, jotka putoavat L2 -välimuistiriveiltä, ​​päätyvät suoraan RAM -muistiin. Koska L2-välimuisti liittyy suoraan muistiohjaimen kaistanleveyteen, joka on paljon pienempi integroidulla GPU: lla ja 128-bittisellä LPDDR5-väylällä. Joten mahdollisuudet tietojen putoamiseen RAM -muistiin ovat paljon suurempia.

PCD: n RDNA 2: ssa ja vain Radeon RX 6000: ssa AMD lisäsi Infinity-välimuistin, se on ylimääräinen välimuistitaso, joka toimii uhrin välimuistina, keräten hylätyt tiedot L2-välimuistista ja hyväksymällä ne sisälle. Tämän merkitys on, että Infinity-välimuistissa olevan datan käyttö lisää energiatehokkuutta vaatimalla vähemmän pJ / bittiä pääsylle. On totta, että LPDDR5: llä on pienempi kulutus kuin GDDR6: lla, koska se on keskimäärin lähellä 4 pJ / bittiä, mutta Infinity-välimuistin lisääminen APU: ssa olisi tehnyt Steam Deckistä tehokkaamman.

Ray Tracing ei ole välttämätön, VRS on

Vulkan Ray Tracing Portada

Koska integroitu grafiikkasuoritin on RDNA 2, se sisältää Ray Tracing -tuen, kun otetaan huomioon Ray Intersection Units. Mutta Ray Tracing ei ole vain leikkauslaskenta, vaan myös BVH -puun läpikulku. Mikä tapahtuu RDNA 2: ssa laskennan avulla ja usko meitä, että teho tässä suhteessa Steam Deckin tapauksessa ei riitä.

Toinen aihe on Variable Rate Shading, joka ryhmittää pikselit, joihin Pixel tai Fragment Shader, joilla on yhteinen väri-arvo ja varjostinohjelma, käsittelemään ne yhtenä ja sitten kopioimaan tiedot. Tämä antaa pelistä riippuen 10–30 prosentin lisätehon verrattuna sen käyttämättä jättämiseen lukuun ottamatta VRAM: n pirun pääsyjen leikkaamista, mikä on tappavaa, kuten olemme aiemmin sanoneet energiankulutuksen edessä.

Useimmat Steam Deckin käyttäjät käyttävät nykyistä Steam -kirjastoaan, jossa 99% peleistä ei vaadi Ray Tracing -toimintoa, eikä heidän tarvitse huolehtia Steam Deck GPU: n säteenseurantaominaisuuksista.

RAM, nopeus, koko ja pääsy Steam Deckiin

AMD Ryzen 4000 muistinhallinta
Kaikissa AMD APU / SoC -tietokoneissa, joiden suorittimet ovat peräisin yhdestä Zen-arkkitehtuurin sukupolvista, on yksi yhteinen elementti: tapa, jolla se käyttää. Kaikissa tapauksissa sen yhtenäinen muistiohjain, UMC, kommunikoi RAM-muistin kanssa 256-bittisellä väylällä memclk-nopeudella, mikä DDR- ja LPDDR-muistissa on puolet sen siirtonopeudesta, tässä tapauksessa 2750 MHz, joka on puolet 5500: n nopeudesta MT / s. Koko kaistanleveys? 88 Gt / s, mikä on yli kolminkertainen Nintendo Switch SoC: n 25.6 Gt / s.

Siksi UMC on päivitetty suhteessa PC: n Ryzen 4000- ja Ryzen 5000 -yksiköissä käytettyyn, koska se on siirtynyt 4 LPDDR4-kanavan tukemisesta saman määrän LPDDR5-kanavien ylittämiseen. On otettava huomioon, että jokaisen uuden tyyppisen muistin jokaisen uuden sukupolven aikana jännite laskee kellotaajuuden saavuttamiseksi, mikä mahdollistaa kellonopeuden kasvamisen ja nopeamman RAM-muistin ja siten suuremman kaistanleveyden. Ongelma liittyy energiatehokkuuteen, joka mitataan pJ / bittinä, ja voidaan sanoa, että evoluutio tältä osin menee taaksepäin.

Koska wattia on joulea sekunnissa, voimme helposti ekstrapoloida RAM -muistin kaistanleveyden siihen, mitä se kuluttaa sekunnissa. Vastaus? Switch Deckissä meillä on paljon korkeampi luku kuin mitä Nintendo Switchin RAM -muisti kuluttaa, joten meillä on alusta alkaen jo ensimmäinen suunnitteluongelma, muistin energiankulutus on paljon suurempi kuin sen suora kilpailu on yksi sen energiankulutukseen ja siten akun kestoon liittyvistä ongelmista.

Aritmeettinen ja teksturoiva intensiteetti Steam Deckissä

Laskennassa on käsite Bytes per FLOP tai Bytes per float point operation. Käytämme sitä eri algoritmien aritmeettisen intensiteetin mittaamiseen suoritettaessa niitä GPU: lla. Toinen mitattava asia on se, mitä olemme kastaneet tekstuurin voimakkuudeksi, jossa se auttaa meitä tarkistamaan, onko RDNA 2 PC -arkkitehtuurilla varustettujen GPU: iden suhteen pullonkaula tekstuurien sieppauksessa.

Tätä varten olemme päättäneet ottaa käyttöön AMD RX 6700 XT: n, jotta voimme tehdä vertailun saman grafiikka-arkkitehtuurin sisällä. AMD: n RX 6700 XT: n leveys on 2 Gt / s ja teho 412.8 TFLOPS, mikä antaa meille noin 13.21 tavua FLOPia verrattaessa sitä toiseen RDNA 0.032: een. Steam Deckin suurin grafiikkasuorittimen teho on 1.6 TFLOPS kaistanleveydellä 88 Gt / s, kuten olemme aiemmin päätelleet. Hahmo, jonka saamme? 0.055 tavua per FLOP , joten muisti ei ole pullonkaula verrattuna työpöydän AMD RX 6000 -tietokoneen varjostimiin ja muuhun näytönohjaimeen, paitsi Pixel- tai Fragment Shaders.

Call-of-Duty-Modern-Warfare

Toinen asia, joka mitataan Steam Deckin aritmeettisen voimakkuuden kanssa, liittyy tekstuurilaitteisiin, jotka toimivat yhdessä Pixel Shadersin kanssa. RX 6700 XT: n tekstuurointinopeus on 413 GTexele / s. Steam Deckin tapauksessa meillä on 8 laskentayksikköä, jotka muodostavat 32 tekstuuriyksikköä ja suurin kellotaajuus 1.6 GHz, joka muuttuu 51.2 Gtexels / s. korko. Soveltamalla samaa tavua tavua FLOPia kohden voimme mitata suorituskyvyn teksturoinnin suhteen.

Ja mitä saamme? RX 6700 XT: ssä se on 0.99, ei 1: 1 korrelaatio, ilmeisesti kaistanleveyttä ei käytetä teksturointiin. Se on vain tapa mitata muistin voimakkuutta tähän tehtävään. Entä Steam Deckin tapaus? Uudelleen muistin intensiteetti on parempi, 1.71. Joten taas tasapaino integroidun grafiikkasuorittimen ja kaistanleveyden välillä on yksi vahvuuksista. Tämä varmistaa, että muisti ei ole pullonkaula konsolin grafiikan suorituskyvylle.

Tumma osa, Steam Deck -varasto

Höyryhuone

Konsolin perusversio tulee mukana 64 GB eMMC , luku, joka näyttää naurettavalta ja mihin on mahdotonta asentaa mitään, joten on välttämätöntä ostaa M.2 2230 -moduuli sen asentamiseksi konsoliin. Ohjaus, joka voi mitätöidä takuun, koska Valve ei suosittele pelaamista konsolin kanssa. Ja tästä tulee ensimmäinen isku ranteeseemme Valveen. Koska tämän artikkelin kirjoittaessamme voimme löytää M.2 2230 -moduuleja paljon halvemmalla kuin eri mallien välinen ero. Joten meille olisi ollut paljon parempi antaa helppo pääsy kannen kautta M.2-käyttöliittymään.

Mutta entä jos tila loppuu ja meillä ei ole M.2-versiota SSD asennettu? Älä huoli, Valve on asettanut microSD-korttipaikan. Ensi silmäyksellä tämä näyttää erittäin hyvältä, mutta microSD-muistin suorituskyky tiedonsiirron aikana on erittäin, hyvin heikko ja aiot nähdä, kuinka pelien kuormista tulee ikuisia. Siksi suosittelemme, että siirryt ensin M.2 2230 PCIe -laitteeseen ja asennat sen tai, jos niin ei ole, valitse kaksi edistyneintä moduulia.

Steam Deck SSD

Eikä vain tallennustilan takia, vaan puhumme kaistanleveyden moninkertaistamisesta useita kymmeniä kertoja, mikä tarkoittaa, että laitteesta tulee suoraan toinen suorituskyvyn kannalta. Kuitenkin unohtamatta, että Steam Deck on suunniteltu kannettavaksi, olemme yllättyneitä tämäntyyppisen tallennustilan valinnasta. NVMe SSD on paras järjestelmään asetettava muistinopeus, totta.

Onko se paras kannettavassa järjestelmässä? Ei oikeastaan, koska eUFS 3.x -muistilla olisi ollut järkevämpää, koska ei ole järkevää käyttää NVMe PCIe: tä, jos koneen PC-luettelossa olevat pelit pystyvät ajamaan ilman minkäänlaisia ​​suorituskykyongelmia. jotka eivät hyödynnä etuja hyvin. Tästä eteenpäin peleihin, joissa hyödynnetään NVMe SSD -levyjä PC: llä, Steam Deck on mahdollisesti vanhentunut suorittamaan niitä kunnollisella nopeudella.

Ja nyt näytön viimeistely

Höyrykansi Pantalla

Monille 800p: n ja 16: 10-kuvasuhteen näytön sisällyttäminen näyttää askelta taaksepäin, mutta se ei ole, jos otamme huomioon siihen liittyvät kustannukset kaistanleveyden ja laskentatarpeiden suhteen, joilla on korkeampi resoluutio. .

Negatiivinen asia on, että näyttö ei ole OLED, koska tämän tyyppiset näytöt kuluttavat vähemmän eikä pikselien polttamisen pitäisi olla ongelma videopelijärjestelmässä. Ottaen huomioon, että Nintendo on ottanut sen käyttöön uudessa Switch-mallissa, ja Kiotossa olevilla kuluu vuosia, ennen kuin tekniikka otetaan käyttöön, ja kun he tekevät sen, se on edulliseen hintaan. Valven OLED-näytön sisällyttäminen Steam Deckiin olisi ollut parempi vaihtoehto, ja ei, emme sano, että näyttö olisi huono, mutta puhumme kannettavan järjestelmän kannalta tärkeästä energiankulutuksesta.

Joka tapauksessa sillä on riittävä resoluutio hyvän kuvanlaadun ja suorituskyvyn takaamiseksi, koska Valve varmistaa, että kaikki luettelonsa pelit toimivat vähintään 30 kehysnopeudella, mikä ei ole ihanteellinen kaikille peleille.