Comparaison technique des SoC des consoles PS5, Xbox Series X et S

Comparaison des SoC des consoles PS5, Xbox Series X et S

Les consoles de nouvelle génération se distinguent par l'utilisation de plusieurs technologies courantes, mais le SoC du Xbox et la PS5 diffèrent par la conception et la manière dont elles sont organisées. Dans cette comparaison, nous n'allons pas parler de chacune des trois consoles en général, mais de leur processeur principal et des différences qui existent.

La comparaison suivante ne veut pas dire quelle console est la meilleure, car cela dépend des goûts de chacun et si le catalogue de jeux du système est plus ou moins apprécié. Une valeur totalement subjective par rapport à l'expérience personnelle de chacun de nous. Ce que nous avons fait, c'est analyser chacune des trois consoles à partir de nos connaissances matérielles et nous avons tiré des conclusions sur la conception de chacune d'elles.

Différences de taille dans les SoC PS5 et Xbox Series

La première chose qui attire votre attention est que le SoC de PlayStation 5 est plus petit que celui de la Xbox Series X, bien qu'il s'agisse de deux consoles de la même gamme de prix, car alors que celle de la Xbox Series X mesure 360 ​​mm 2. , celle de la PlayStation 5 est un peu en dessous de 300 mm 2> / sup>. Bien que la plus petite soit la Xbox Series S, avec une taille de 190 mm 2 .

Les facteurs qui influencent le plus la taille de chaque SoC sont, d'une part, la configuration du nombre d'unités de calcul du GPU intégré dans chacun des SoC, et de l'autre, l'interface mémoire. Dans le cas de la Xbox Series S, nous avons une interface GDDR128 6 bits, sur PS5 256 bits GDDR6 et sur Xbox Series X 320 bits GDDR6. Étant donné que dans tous les processeurs, l'interface avec la mémoire est toujours placée sur le périmètre externe de celle-ci, cela affecte la taille de chacun des SoC.

Evidemment en augmentant le périmètre la surface disponible est également augmentée, dans tous les cas il faut préciser que les spécifications viennent après le choix de la taille d'un processeur, puisque cela marquera la quantité de SoC qui sortira par wafer et donc ce qui sera volume de production d'une console.

Un autre facteur important à prendre en compte est la question des coûts, les consoles sont vendues avec des marges inférieures à celles du matériel traditionnel et sont financées sur le long terme par les redevances que leurs fabricants perçoivent sur les jeux et les services qui y sont associés.

Différences entre les processeurs

PC Zen 2 PS5

Officiellement, les trois SoC utilisent AMD Les cœurs Zen 2, en particulier, sont les mêmes que ceux de l'AMD Ryzen 4000, Renoir, pour PC. Chacun des trois SoC utilise 2 CCX, chacun comprenant 4 cœurs, les caches L1 et L2 pour chaque cœur et 4 Mo de cache L3.

Dans le cas de la PS5, nous trouvons les omissions suivantes:

  • Les registres des unités AVX ont été raccourcis, ce qui empêche les calculs SIMD avec 256 bits d'opérandes, le maximum étant de 128 bits par instruction.
  • L'unité de sommation à virgule flottante, FADD, a été supprimée. Une telle instruction peut être effectuée dans l'unité FMADD qui effectue une opération d'addition et de multiplication dans un cycle d'instructions, mais avec une latence plus élevée en cycles d'horloge, 5 au lieu de 3.

Quant à la vitesse d'horloge de chaque console, c'est là que l'on trouve également des différences. Dans le cas de SONY, le Processeur fonctionne à 3.5 GHz, mais il ne peut pas dépasser cette vitesse en raison de la limitation imposée par SONY lui-même concernant l'utilisation de SmartShift dans la console. Dans le cas de la série Xbox, ceux-ci peuvent ou non avoir le noyau SMT activé. Sans le SMT actif, la Xbox Series S peut atteindre 3.6 GHz et la Xbox Series X 3.8 GHz, vitesse qui est réduite à 3.4 GHz et 3.6 GHz lorsqu'elle est active.

Est-ce le GPU PS5 RDNA 2?

Logo RDNA 2

Il y a une controverse dans laquelle de nombreuses personnes affirment que le GPU PS5 n'est pas RDNA 2, bien qu'AMD et SONY le prétendent. Cependant, il est nécessaire de clarifier d'où vient la confusion et c'est que lors du choix des différentes pièces du portefeuille AMD, SONY s'est dispensé de certaines pièces du RDNA 2 qui Microsoft a ajouté dans leurs consoles. Dans tous les cas, si nous sommes puristes, aucune des consoles n'est RDNA 2 dans son intégralité, car les trois n'ont pas Cache infini que possèdent les PC AMD RX 6000.

RDNA 2 RB +

De quelle partie SONY a-t-il décidé de se passer? Eh bien, l'unité rastérisée et son backend de rendu sont les mêmes que dans RDNA et ne sont donc pas les RB de RDNA 2+. Ce qui signifie que la console non-SONY peut utiliser l'ombrage à taux variable matériel dans les jeux. Cette fonction regroupe les lignes d'instructions Pixel Shader répétées en une seule instruction, qui n'est exécutée qu'une seule fois et non plusieurs fois. Une fois résolu, il applique les données aux différents pixels de l'écran avec la même valeur.

L'absence d'ombrage à taux variable est un avantage en termes de performances pour les consoles Microsoft, d'autant plus que la partie la plus puissante de Pipeline 3D est l'application de Pixel Shaders. Déjà dans PS4 Pro, SONY a demandé à AMD d'apporter des modifications aux unités RB, qui génèrent le tampon d'identification pour le rendu en damier. Donc, SONY aurait conservé les unités PS4 Pro et n'aurait pas adopté les RDNA 2 RB + pour la rétrocompatibilité.

Spécifications générales des trois GPU

La première chose qui ressort est les spécifications en termes de nombre d'unités de calcul. La moins ambitieuse des trois, la Xbox Series S, a une configuration de 20 unités de calcul et fonctionne à une vitesse d'horloge stable de 1565 MHz pour atteindre 4 TFLOPS. En augmentant la vitesse d'horloge, la suivante est la Xbox Series X qui fonctionne à 1825 MHz, mais avec une configuration de 52 unités de calcul qui lui permet d'atteindre 12 TFLOPS de puissance. La PS5, en revanche, atteint des vitesses d'horloge plus élevées et peut atteindre 2.23 GHz grâce à l'utilisation de la technologie SmartShift, mais elle ne le fait qu'à certains moments et malgré cela, elle n'atteint pas au-delà de 10.28 TFLOPS.

Pour résumer les données, Microsoft n'a pas donné de vitesse Boost à ses consoles pour qu'elles fonctionnent de la même manière tout le temps, tandis que SONY nous a donné la vitesse Boost, mais nous ne connaissons pas la vitesse d'horloge de base à laquelle sa console exécute la partie la plus élevée. du temps.

Processeur graphique Velocidad PS5

Pour sa console SONY, il a adopté la technologie SmartShift, qui fait varier les vitesses d'horloge du CPU et du GPU en fonction de la charge de travail de chacun. Ainsi, lorsque le processeur est soumis à une faible charge de travail, la vitesse du GPU peut augmenter et vice versa. Bien que le SmarShift soit un peu plus complexe, il aide la console SONY à compenser le nombre inférieur d'unités de calcul sur le GPU.

Tableaux de shader et hiérarchie du cache GPU

GPU AMD VRAM

La première chose que nous examinerons est le Shader Array, où ils partagent de l'espace avec le Render Backend ou RB, l'unité raster et l'unité primitive, également appelée unité de tessellation.

Chaque Shader Array est connecté à un cache intermédiaire, appelé cache GL1 par AMD, ce cache fait 128 Ko et n'est lu que pour ses clients, car lors de l'écriture des données d'exportation, celles-ci vont directement dans le cache GL2 du GPU. Dans les architectures RDNA, les partitions de cache GL2L2 dépendent du nombre de canaux mémoire disponibles, chaque partition est de 256 Ko. Les consoles utilisant la mémoire GDDR6 où chaque canal mémoire est de 16 bits ont les partitions GL2 suivantes;

  • Xbox Series S: bus GDDR128 6 bits, 8 partitions de cache GL2.
  • PlayStation 5: bus GDDR256 6 bits, 16 partitions de cache GL2.
  • Xbox Series X: bus GDDR320 6 bits, 20 partitions de cache GL2.

Désormais, dans RDNA et RDNA 2, le ratio de partitions GL2 par partition GL1 est de 4. Cela signifie que la Xbox Series S a 2 Shader Arrays au total, tandis que PlayStation 4 Shader Arrays. L'exception à la règle? La Xbox Series X devrait avoir 5 Shader Arrays, mais elle en a 4, puisque le ratio dans votre cas est de 5: 1. Étant donné la configuration avec un plus grand nombre d'unités de calcul, le SoC Xbox Series X héberge plus d'unités dans chacun de ses Shader Arrays que celles de la PS5 et de la Xbox Series S

Unités de calcul GPU sur les SoC PS5 et Xbox

Unité d'accélérateur de rayons

Si nous extrayons individuellement chaque unité de calcul des SoC PS5 et de la série Xbox, nous n'observerons pas de différences. Ils utilisent tous des CU RDNA 2, quelle que soit la console dont nous parlons. Les différences entre RDNA 2 et RDNA 2? Vraiment nul si on ne prend pas en compte l'unité d'accélération pour le Ray Tracing.

Ce qui affecte les performances, c'est l'organisation des unités de calcul dans le Shader Array et cela dépendra de chaque jeu. Lorsqu'un polygone est pixellisé à travers l'unité pour qu'il soit inclus dans chaque Shader Array, le nombre de pixels de ce polygone est réparti entre les différentes unités de calcul qu'il contient. Le degré d'utilisation dépendra donc à première vue de la taille des fragments.

De nos jours, les jeux utilisent de très petits polygones, il est donc normal que dans le premier envoi, toutes les unités de calcul ne soient pas utilisées, à cela, nous devons ajouter qu'il y a des tâches liées au pipeline de calcul qui nécessitent l'utilisation de restes d'unités de calcul. Et à ce stade où les forces et les faiblesses sont visibles, en particulier entre PS5 et Xbox Series X.

Contrôle du lancer de rayons Rasterización

Si nous parlons de lancer de rayons, il bénéficie uniquement de la vitesse de calcul des unités de calcul, donc la Xbox Series X a un avantage à cet égard. C'est comme si SONY avait conçu sa console pour porter les jeux PS4 Pro au plus haut niveau possible et n'avait pris en compte des éléments tels que le Ray Tracing qu'à la dernière minute de la conception.

Étant donné que l'unité d'intersection se trouve dans l'unité de calcul, la PS5 est également désavantagée à cet égard, n'ayant que 36 de ces unités par rapport aux 52 de la Xbox Series X.

Implémentation audio sur les SoC PS5 et Xbox Series

Le point suivant de notre comparaison entre les SoC PS5 et la nouvelle Xbox est l'audio. Là où SONY et Microsoft ont secrètement intégré les systèmes audio de la génération précédente, car ils sont nécessaires pour la compatibilité ascendante dans les jeux. Dans le même temps, ils ont ajouté de nouveaux systèmes audio, plus avancés que ceux de la génération précédente.

Nous n'avons pas beaucoup de données sur les deux systèmes, car les deux entreprises en ont très peu parlé. Dans les deux cas, nous constatons que la puissance de calcul du système audio est supérieure à celle des processeurs de la génération précédente. Au-delà, les détails sont rares. mais il y a un détail dans lequel les deux consoles diffèrent et cela en dit long sur la stratégie de chacune en termes d'audio. La console ne prend pas en charge Dolby Atmos par le matériel, cela signifie que les jeux ne peuvent pas l'utiliser et sont à la place obligés d'utiliser un standard propriétaire de SONY.

D'autre part, les Xbox Series X et S prennent en charge Dolby Atmos par matériel, mais pour l'utiliser, l'utilisateur doit payer une licence utilisateur vendue séparément. Cette licence a un coût de 15 $ et les deux fabricants ont décidé de s'en passer sur leurs consoles. Dans le cas de Microsoft, rendre le paiement facultatif pour les utilisateurs, mais dans le cas de SONY, s'en passer dans les jeux, bien qu'il soit implémenté dans le contenu multimédia, donc dans les films et les séries, c'est le processeur qui décode le Dolby Atmos.

Codecs pour le SSD

La SSD est la nouvelle unité de stockage, car le fonctionnement des deux consoles est différent lorsqu'il s'agit d'accéder aux données et de communiquer avec le stockage de la console au niveau du SoC:

  • Les deux consoles ont deux canaux différents vers le SSD, un pour le CPU et un pour le GPU. En effet, la RAM des trois consoles est divisée en deux espaces, selon que le CPU ou le GPU font la demande de données au SSD, les informations iront à une partie de la RAM ou à une autre.
  • Chaque canal entre le SSD et la RAM a un codec différent, et chacune des consoles utilise ses propres codecs.
  • Pour les textures, la PS5 utilise Oddle Kraken, tandis que la Xbox utilise BCPack.
  • La bande passante avec le SSD PS5 est plus élevée, mais en retour, le taux de compression est inférieur par octet transmis. En revanche, la vitesse de transfert maximale de la Xbox est inférieure.
  • Le codec Xbox est conçu pour être utilisé dans DirectStorage, permettant le retour d'échantillons.

Les codecs matériels pour le SSD sont essentiels pour utiliser pleinement ces disques, car sans ces disques, il faudrait beaucoup de puissance CPU pour décoder les données assez rapidement. Nous parlerions même de cœurs entiers juste pour cette tâche.