Spieghiamo come funziona la tecnologia Xbox Velocity, il cuore della nuova console, Xbox Series X.
Quando Microsoft ha deciso di progettare la sua nuova console, Xbox Series X, aspirava a costruire la console più potente mai creata, offrendo tutte le innovazioni tecnologiche disponibili nella generazione attuale e una in grado di fornire prestazioni costanti e sostenute indipendentemente dal situazione.
Per fare questo, hanno creato la tecnologia Xbox Velocity, definita dalla società “l’anima della console”, e che in questo articolo andremo a svelare i suoi segreti.
Per raggiungere l’obiettivo sopra descritto, Microsoft sapeva di dover analizzare ogni singolo componente del sistema per superare i limiti di prestazioni e design delle console tradizionali. Il design su Xbox Series X è stato fondamentale per garantire un perfetto equilibrio tra potenza, velocità, prestazioni e raffreddamento, assicurando al contempo che nessun componente limitasse le prestazioni degli altri, rendendo così possibile offrire esperienze di gioco al meglio, qualcosa questo non era possibile nelle precedenti generazioni di console.
Ecco come funziona la tecnologia Velocity in Xbox Series X.
Hardware Xbox Series X e architettura Velocity
Il cuore della console è un processore personalizzato che sfrutta le ultime architetture RDNA 2 e Zen 2 di AMD, offrendo prestazioni di oltre 12 GPU TFLOP e quattro volte più potenza della CPU rispetto a Xbox One X.
Xbox Series X offre la più ampia larghezza di banda di memoria di qualsiasi console di nuova generazione, con 16 GB di GDDR6 e 10 GB di memoria ottimizzata per GPU a 560 GB / s di larghezza di banda per mantenere il processore “alimentato” senza alcun collo di bottiglia.
Mentre analizzavano il sottosistema di archiviazione, è diventato chiaro che avevano raggiunto il limite della tecnologia e, per soddisfare le loro aspirazioni di progettazione, hanno dovuto ripensare e rivoluzionare radicalmente l’approccio di Xbox Series X a come raggruppare CPU, GPU, memoria e storage per lavorare all’unisono senza colli di bottiglia.
Xbox Velocity, l’anima di Xbox Series X
L’architettura Xbox Velocity è stata progettata come la soluzione definitiva per lo streaming di risorse di gioco sulla prossima generazione di console Microsoft. Ciò rappresenta un cambiamento radicale nel sottosistema I / O e influenza direttamente tutti gli aspetti del design della console. Nelle parole di Microsoft, se il processore è il cuore della console, l’architettura Velocity è la sua anima.
Questa architettura è composta da quattro componenti fondamentali, che approfondiremo di seguito.
L’unità SSD NVMe personalizzata
La base dell’architettura Velocity è l’SSD NVMe personalizzato con capacità di 1 TB, che offre 2,4 GB / s di larghezza di banda non elaborata, 40 volte più veloce di quella di Xbox One X. Gli SSD tradizionali utilizzati nei PC in genere rallentano all’aumentare della temperatura, ma questo L’SSD è progettato per fornire prestazioni costanti e sostenute piuttosto che prestazioni di picco. In altre parole, Microsoft ha preferito un SSD che non gira sempre a piena capacità ma poi ne degrada le prestazioni, e ha preferito optare per prestazioni leggermente inferiori in modo che sia sempre costante.
Ecco come funziona la tecnologia Velocity in Xbox Series X.
In questo modo, gli sviluppatori hanno sempre un livello garantito di prestazioni I / O in modo da poter ottimizzare i loro giochi di conseguenza, rimuovendo le barriere e i vincoli che devono affrontare oggi. Questo stesso livello di prestazioni costanti e sostenute si applica anche alla scheda di memoria esterna di Seagate, assicurando che l’utente abbia esattamente la stessa esperienza di gioco sia che la utilizzi sia che la memoria interna della console.
Decompressione con accelerazione hardware
Le risorse di gioco e i pacchetti vengono compressi per ottimizzare i tempi di caricamento e la quantità di spazio di archiviazione necessaria per ogni singolo gioco. Con il supporto della decompressione accelerata hardware (LZ) e un nuovo algoritmo proprietario progettato specificamente per i dati di texture chiamato BCPack, Xbox Series X offre il meglio di entrambi i mondi per gli sviluppatori per ottenere enormi risparmi senza perdita di qualità o prestazioni.
Poiché i dati della trama costituiscono una porzione significativa della dimensione totale di un gioco, avere un algoritmo appositamente progettato e ottimizzato per questo consente di essere utilizzato in parallelo con il decompressore LZ, riducendo notevolmente le dimensioni dei giochi senza ridurre le prestazioni.
Supponendo un rapporto di compressione di 2 a 1, Xbox Series X offre prestazioni effettive di 4,8 GB / s nel titolo, circa 100 volte in più rispetto alla generazione precedente di console. Per offrire livelli di prestazioni di decompressione a livello software, sarebbero necessari più di 4 core CPU Zen 2, che in questo modo sono disponibili per altri scopi.
Nuova API DirectStorage
L’API I / O file standard ha più di 30 anni e da allora è praticamente invariata, mentre da allora la tecnologia di archiviazione ha fatto passi da gigante. Analizzando i modelli di accesso ai dati di gioco, nonché i più recenti progressi hardware con la tecnologia SSD, Microsoft sapeva di dover andare avanti in questo senso per mettere un maggiore controllo nelle mani degli sviluppatori.
Ecco come funziona la tecnologia Velocity in Xbox Series X.
Pertanto, hanno aggiunto la nuova API DirectStorage della famiglia DirectX, offrendo agli sviluppatori un controllo molto più stretto delle operazioni di I / O, consentendo loro di impostare più code, assegnare priorità e ridurre al minimo la latenza. È un’API di basso livello che garantisce di poter sfruttare appieno le prestazioni di I / O della console, eliminando virtualmente i tempi di caricamento nei giochi.
Streaming feedback campionatore (SFS)
Si tratta di un’innovazione completamente nuova costruita sugli altri progressi nell’architettura Xbox Velocity. Le texture del gioco sono ottimizzate a diversi livelli di dettaglio e risoluzione, chiamate mappe MIP, e possono essere utilizzate durante il rendering in base a quanto un oggetto è vicino o lontano dal giocatore. Man mano che il giocatore si avvicina all’oggetto, la risoluzione della trama aumenta per fornire i dettagli più nitidi. Tuttavia, queste mappe MIP richiedono una notevole quantità di memoria, quindi quando il giocatore si allontana la risoluzione viene ridotta per liberare risorse.
Grazie all’hardware specializzato di cui dispone Xbox One X, sono stati in grado di analizzare l’utilizzo della memoria delle trame da parte della GPU e hanno visto che spesso era meno di 1/3 dei dati necessari per essere caricati in memoria. Con questi dati, sono stati in grado di creare e aggiungere nuove funzionalità alla GPU Xbox Series X in modo da poter caricare solo sotto-porzioni di un livello MIP in memoria, su richiesta, giusto in tempo per quando la GPU richiedeva i dati. In altre parole, ottimizza i dati che la GPU gestisce molto per migliorare le prestazioni.
Come puoi vedere, attraverso il massiccio aumento delle prestazioni di I / O della console, la decompressione con accelerazione hardware, l’API DirectStorage e aumenti significativi dell’efficienza della GPU, l’architettura Xbox Velocity consente a Xbox Series X di fornire prestazioni lorde molto più elevate di quelle indicate da le sue specifiche hardware.