Мы объясняем, как работает технология Xbox Velocity, сердце новой консоли Xbox Series X.
Когда Microsoft намеревалась разработать свою новую консоль Xbox Series X, они стремились создать самую мощную консоль из когда-либо созданных, предлагающую все технологические инновации, доступные в текущем поколении, и ту, которая была способна обеспечивать стабильную и стабильную производительность независимо от ситуация.
Для этого они создали технологию Xbox Velocity, которую компания определяет как «душу консоли», и в этой статье мы собираемся подробно рассказать о ее секретах.
Для достижения описанной выше цели Microsoft знала, что им необходимо проанализировать каждый отдельный компонент системы, чтобы преодолеть ограничения производительности и дизайна традиционных консолей. Дизайн Xbox Series X имел решающее значение для обеспечения идеального баланса мощности, скорости, производительности и охлаждения, гарантируя, что ни один компонент не будет ограничивать производительность других, что позволило обеспечить лучший игровой процесс. это было невозможно в предыдущих поколениях консолей.
Так работает технология Velocity в Xbox Series X
Оборудование Xbox Series X и архитектура Velocity
В основе консоли лежит специальный процессор, использующий новейшие архитектуры AMD RDNA 2 и Zen 2, обеспечивающий производительность более 12 терафлоп графических процессоров и в четыре раза большую мощность процессора, чем Xbox One X.
Xbox Series X предлагает самую большую пропускную способность памяти среди консолей следующего поколения, с 16 ГБ GDDR6 и включая 10 ГБ памяти, оптимизированной для графического процессора, с пропускной способностью 560 ГБ / с, чтобы процессор оставался «активным» без каких-либо заторов.
Когда они проанализировали подсистему хранения, им стало ясно, что они достигли предела технологий, и, чтобы выполнить свои дизайнерские стремления, им пришлось радикально переосмыслить и революционизировать подход Xbox Series X к тому, как объединить ЦП, графический процессор, память и хранение, чтобы работать в унисон без узких мест.
Xbox Velocity, душа Xbox Series X
Архитектура Xbox Velocity была разработана как идеальное решение для потоковой передачи игровых ресурсов на консолях Microsoft следующего поколения. Это представляет собой радикальное изменение подсистемы ввода-вывода и напрямую влияет на все аспекты конструкции консоли. По словам Microsoft, если процессор является сердцем консоли, то архитектура Velocity – ее душа.
Эта архитектура состоит из четырех основных компонентов, которые мы рассмотрим ниже.
Пользовательский твердотельный накопитель NVMe
В основе архитектуры Velocity лежит специальный твердотельный накопитель NVMe емкостью 1 ТБ, который обеспечивает необработанную пропускную способность 2,4 ГБ / с, что в 40 раз быстрее, чем у Xbox One X. Традиционные твердотельные накопители, используемые в ПК, обычно замедляются при повышении температуры, но это SSD предназначен для обеспечения стабильной и стабильной производительности, а не максимальной производительности. Другими словами, Microsoft предпочла SSD, который не всегда работает на полную мощность, но затем ухудшает его производительность, и они предпочли выбрать немного более низкую производительность, чтобы она всегда была постоянной.
Так работает технология Velocity в Xbox Series X
Таким образом, разработчики всегда имеют гарантированный уровень производительности ввода-вывода, поэтому они могут оптимизировать свои игры соответствующим образом, устраняя барьеры и ограничения, с которыми им приходится иметь дело сегодня. Такой же уровень стабильной и устойчивой производительности также применяется к внешней карте памяти Seagate, гарантируя, что пользователь будет иметь одинаковые игровые возможности независимо от того, использует ли она ее или внутреннюю память консоли.
Аппаратное ускорение декомпрессии
Игровые ресурсы и пакеты сжимаются, чтобы оптимизировать время загрузки и объем хранилища, необходимый для каждой отдельной игры. Обладая поддержкой аппаратной ускоренной декомпрессии (LZ), а также новым запатентованным алгоритмом, специально разработанным для данных текстур под названием BCPack, Xbox Series X предлагает разработчикам лучшее из обоих миров для достижения значительной экономии без потери качества или производительности.
Поскольку данные текстуры составляют значительную часть от общего размера игры, наличие алгоритма, специально разработанного и оптимизированного для этого, позволяет использовать его параллельно с декомпрессором LZ, значительно уменьшая размер игр без снижения производительности.
Предполагая, что степень сжатия 2: 1, Xbox Series X предлагает эффективную производительность 4,8 ГБ / с в названии, что примерно в 100 раз больше, чем у консолей предыдущего поколения. Чтобы обеспечить уровни производительности декомпрессии на программном уровне, потребуется более 4 ядер ЦП Zen 2, которые, таким образом, доступны для других целей.
Новый DirectStorage API
Стандартному API ввода-вывода файлов уже более 30 лет, и с тех пор он практически не изменился, в то время как технология хранения с тех пор значительно продвинулась вперед. Анализируя шаблоны доступа к игровым данным, а также последние достижения аппаратного обеспечения с технологией SSD, Microsoft понимала, что в этом отношении необходимо двигаться вперед, чтобы предоставить разработчикам больше контроля.
Так работает технология Velocity в Xbox Series X
Таким образом, они добавили новый DirectStorage API семейства DirectX, дающий разработчикам более жесткий контроль над операциями ввода-вывода, позволяя им устанавливать несколько очередей, устанавливать приоритеты и минимизировать задержки. Это низкоуровневый API, который гарантирует, что вы можете в полной мере использовать производительность ввода-вывода консоли, практически исключая время загрузки в играх.
Потоковая передача обратной связи сэмплера (SFS)
Это совершенно новое нововведение, основанное на других достижениях в архитектуре Xbox Velocity. Текстуры игры оптимизированы для разных уровней детализации и разрешения, называемых картами MIP, и могут использоваться во время рендеринга в зависимости от того, насколько близко или далеко объект находится от игрока. По мере того, как игрок приближается к объекту, разрешение текстуры увеличивается для обеспечения наиболее резких деталей. Однако для этих карт MIP требуется значительный объем памяти, поэтому, когда игрок уходит, разрешение уменьшается, чтобы высвободить ресурсы.
Благодаря специализированному оборудованию, которое есть у Xbox One X, они смогли проанализировать использование текстур в памяти графическим процессором и увидели, что зачастую менее 1/3 данных, необходимых для загрузки в память. С помощью этих данных они смогли создать и добавить новые возможности для графического процессора Xbox Series X, чтобы они могли загружать в память только части уровня MIP по запросу, как раз вовремя, когда графическому процессору требуются данные. Другими словами, он оптимизирует данные, которыми много управляет графический процессор, для повышения производительности.
Как видите, благодаря значительному увеличению производительности ввода-вывода консоли, аппаратной декомпрессии, API DirectStorage и значительному увеличению эффективности графического процессора архитектура Xbox Velocity позволяет Xbox Series X обеспечивать гораздо более высокую общую производительность, чем указано в его аппаратные характеристики.