Wir erklären, wie die Xbox Velocity-Technologie, das Herz der neuen Konsole Xbox Series X, funktioniert.
Als Microsoft mit der Entwicklung seiner neuen Konsole, der Xbox Series X, begann, strebte Microsoft danach, die leistungsstärkste Konsole zu bauen, die jemals entwickelt wurde. Sie bietet alle technologischen Innovationen der aktuellen Generation und eine, die unabhängig von der Konsole eine konsistente und nachhaltige Leistung liefern kann Lage.
Zu diesem Zweck haben sie die Xbox Velocity-Technologie entwickelt, die vom Unternehmen als „Seele der Konsole“ definiert wird. In diesem Artikel werden wir detailliert darauf eingehen, um ihre Geheimnisse zu entschlüsseln.
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wusste Microsoft, dass jede einzelne Komponente des Systems analysiert werden musste, um die Leistungs- und Designbeschränkungen herkömmlicher Konsolen zu überwinden. Das Design der Xbox Series X war entscheidend, um ein perfektes Gleichgewicht zwischen Leistung, Geschwindigkeit, Leistung und Kühlung zu gewährleisten und gleichzeitig sicherzustellen, dass keine Komponente die Leistung anderer einschränkt und so das bestmögliche Spielerlebnis ermöglicht das war in früheren Konsolengenerationen nicht möglich.
So funktioniert die Velocity-Technologie in Xbox Series X.
Xbox Series X-Hardware und Velocity-Architektur
Das Herzstück der Konsole ist ein benutzerdefinierter Prozessor, der die neuesten RDNA 2- und Zen 2-Architekturen von AMD nutzt und mehr als 12 GPU-TFLOPs und viermal mehr CPU-Leistung als die Xbox One X bietet.
Die Xbox Series X bietet mit 16 GB GDDR6 und 10 GB GPU-optimiertem Speicher bei einer Bandbreite von 560 GB / s die größte Speicherbandbreite aller Konsolen der nächsten Generation, um den Prozessor ohne Halsflasche mit Strom zu versorgen.
Bei der Analyse des Speichersubsystems wurde ihnen klar, dass sie an die Grenzen der Technologie gestoßen waren. Um ihre Designziele zu erreichen, mussten sie den Ansatz der Xbox Series X, CPU, GPU, Speicher und zu bündeln, radikal überdenken und revolutionieren Lagerung, um ohne Engpässe im Einklang zu arbeiten.
Xbox Velocity, die Seele der Xbox Series X.
Die Xbox Velocity-Architektur wurde als ultimative Lösung für das Streaming von Spiel-Assets auf der nächsten Generation von Microsoft-Konsolen entwickelt. Dies stellt eine radikale Änderung im E / A-Subsystem dar und wirkt sich direkt auf alle Aspekte des Konsolendesigns aus. In den Worten von Microsoft ist die Velocity-Architektur die Seele, wenn der Prozessor das Herz der Konsole ist.
Diese Architektur besteht aus vier grundlegenden Komponenten, auf die wir im Folgenden näher eingehen werden.
Die benutzerdefinierte NVMe-SSD
Die Basis der Velocity-Architektur ist die benutzerdefinierte NVMe-SSD mit einer Kapazität von 1 TB, die eine Rohbandbreite von 2,4 GB / s bietet, die 40-mal schneller ist als die der Xbox One X. Die in PCs verwendeten herkömmlichen SSDs verlangsamen sich normalerweise mit steigender Temperatur SSD wurde entwickelt, um eine konsistente und nachhaltige Leistung anstelle einer Spitzenleistung zu liefern. Mit anderen Worten, Microsoft hat eine SSD bevorzugt, die nicht immer mit voller Kapazität ausgeführt wird, aber dann ihre Leistung verschlechtert, und sie haben es vorgezogen, sich für eine etwas geringere Leistung zu entscheiden, damit sie immer konstant bleibt.
So funktioniert die Velocity-Technologie in Xbox Series X.
Auf diese Weise haben Entwickler jederzeit eine garantierte E / A-Leistung, sodass sie ihre Spiele entsprechend optimieren und die Hindernisse und Einschränkungen beseitigen können, mit denen sie heute zu kämpfen haben. Das gleiche Maß an konsistenter und nachhaltiger Leistung gilt auch für die externe Speicherkarte von Seagate, wodurch sichergestellt wird, dass der Benutzer genau das gleiche Spielerlebnis hat, unabhängig davon, ob er diese oder den internen Speicher der Konsole verwendet.
Hardwarebeschleunigte Dekomprimierung
Spiel-Assets und -Pakete werden komprimiert, um die Ladezeiten und den Speicherplatz zu optimieren, den jedes einzelne Spiel benötigt. Die Xbox Series X bietet Unterstützung für hardwarebeschleunigte Dekomprimierung (LZ) sowie einen neuen proprietären Algorithmus, der speziell für Texturdaten namens BCPack entwickelt wurde. Sie bietet Entwicklern das Beste aus beiden Welten, um massive Einsparungen ohne Qualitätsverlust oder Leistung zu erzielen.
Da die Texturdaten einen erheblichen Teil der Gesamtgröße eines Spiels ausmachen, kann sie mit einem speziell dafür entwickelten und optimierten Algorithmus parallel zum LZ-Dekomprimierer verwendet werden, wodurch die Größe von Spielen erheblich reduziert wird, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
Bei einem Komprimierungsverhältnis von 2 zu 1 bietet die Xbox Series X eine effektive Leistung von 4,8 GB / s im Titel, was ungefähr dem 100-fachen der vorherigen Konsolengeneration entspricht. Um Dekomprimierungsleistung auf Softwareebene zu bieten, wären mehr als 4 Zen 2-CPU-Kerne erforderlich, die auf diese Weise für andere Zwecke verfügbar sind.
Neue DirectStorage-API
Die Standard File I / O API ist über 30 Jahre alt und seitdem praktisch unverändert, während die Speichertechnologie seitdem erhebliche Fortschritte gemacht hat. Microsoft analysierte die Zugriffsmuster für Spieldaten sowie die neuesten Hardware-Fortschritte mit der SSD-Technologie und wusste, dass diesbezüglich Fortschritte erzielt werden müssen, um den Entwicklern mehr Kontrolle zu geben.
So funktioniert die Velocity-Technologie in Xbox Series X.
Daher haben sie die neue DirectStorage-API der DirectX-Familie hinzugefügt, mit der Entwickler die E / A-Vorgänge viel genauer steuern und mehrere Warteschlangen einrichten, Prioritäten setzen und die Latenz minimieren können. Es handelt sich um eine Low-Level-API, die sicherstellt, dass Sie die E / A-Leistung der Konsole voll ausnutzen und Ladezeiten in Spielen praktisch eliminieren können.
Sampler Feedback Streaming (SFS)
Dies ist eine völlig neue Innovation, die auf den anderen Fortschritten in der Xbox Velocity-Architektur aufbaut. Die Texturen des Spiels werden auf verschiedenen Detail- und Auflösungsebenen optimiert, die als MIP-Karten bezeichnet werden, und können beim Rendern verwendet werden, je nachdem, wie nah oder fern ein Objekt vom Spieler entfernt ist. Wenn sich der Spieler dem Objekt nähert, erhöht sich die Auflösung der Textur, um die schärfsten Details bereitzustellen. Diese MIP-Karten erfordern jedoch eine erhebliche Menge an Speicher. Wenn sich der Player entfernt, wird die Auflösung reduziert, um Ressourcen freizugeben.
Dank der speziellen Hardware der Xbox One X konnten sie die Speichernutzung der Texturen durch die GPU analysieren und stellten fest, dass häufig weniger als 1/3 der Daten in den Speicher geladen werden mussten. Mit diesen Daten konnten sie neue Funktionen für die Xbox Series X-GPU erstellen und hinzufügen, sodass sie bei Bedarf nur Teilbereiche eines MIP-Levels in den Speicher laden konnten, genau rechtzeitig, wenn die GPU die Daten benötigte. Mit anderen Worten, es optimiert die Daten, die die GPU häufig verwaltet, um die Leistung zu verbessern.
Wie Sie sehen, ermöglicht die Xbox Velocity-Architektur der Xbox Series X durch die massive Steigerung der E / A-Leistung der Konsole, die hardwarebeschleunigte Dekomprimierung, die DirectStorage-API und die deutliche Steigerung der GPU-Effizienz eine wesentlich höhere Bruttoleistung als angegeben seine Hardware-Spezifikationen.
