Inside Xbox Series X: les spécifications complètes

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18. mars 2024
44 minutes
59

By Jhonny Gamer

Ça y est. Après des mois de bandes-annonces de teaser, articles de blog Et même la fuite occasionnelle, Nous pouvons enfin révéler des faits solides et durs sur Xbox Series X. Nous avons visité le vaisseau-mère de Redmond WA de Microsoft dans la première semaine de mars, nous avons vu l’unité, l’avons gérée, joué dessus et même l’avons construit à partir de ses composants. Nous avons vu le stockage extensible NVME, nous avons eu notre premier goût de rayon de rayon matériel sur la console de nouvelle génération et nous avons vu comment l’un des développeurs les plus talentueux de Microsoft cherche à améliorer l’un des jeux les plus impressionnants techniquement disponibles techniquement disponibleWordle pour la nouvelle Xbox. Nous avons eu un dégustateur de certaines fonctionnalités de compatibilité en arrière brillantes – et oui, Wordle, nous pouvons révéler les spécifications officielles complètes pour la console Xbox Series X.

Il y a une grande quantité de matériel à partager, mais pour l’instant, nous essaierons de livrer les points clés avec la promesse de beaucoup plus à venir. Dans cette pièce, nous examinerons en profondeur la technologie alimentant la nouvelle machine, et nous révélerons:

  • Comment la série X est plus de deux fois plus puissante que Xbox One X dans la pratique;
  • La différence que son tracé de rayons accéléré de matériel fera à l’apparence de vos jeux;
  • Comment son approche radicale de la mémoire et du stockage rapide pourrait changer la donne – y compris l’incroyable fonctionnalité de CV rapide;
  • La guerre de Microsoft sur le décalage d’entrée et la déchirure d’écran;
  • Et quelques fonctionnalités de compatibilité impressionnantes, y compris le HDR automatisé pour les jeux plus anciens!

Tout commence par les trois principes clés sur lesquels la Xbox de prochaine génération est construite: puissance, vitesse et compatibilité. Microsoft a sans doute ses propres messages à partager construits autour de ces piliers, mais ils servent également de base solide pour notre histoire.

À quel point la série Xbox est puissante?

Avec la puissance, tout commence avec le projet Scarlett Soc – Système sur Chip. Le processeur est fabriqué sur une interprétation améliorée du processus 7nm de TSMC, qui, nous comprenons, rassemble un tas d’améliorations à la technologie, mais sans inclure le nouveau 7nm basé sur l’EUV+. La puce elle-même est une tranche de silicium de 360 mm2 (nettement plus petite que nous le pensons), qui associe des versions personnalisées du noyau CPU Zen 2 d’AMD avec 12.155 téraflops de puissance de calcul GPU.

Comme prévu, nous obtenons huit cœurs de processeur et 16 threads, livrés via deux unités quadricoles sur le silicium, avec un noyau CPU (ou deux threads) réservé pour exécuter le système d’exploitation sous-jacent et la «  shell  » frontal. Microsoft promet une amélioration 4x du débit unique et global sur Xbox One X – et les vitesses du processeur sont impressionnantes, avec un pic 3.Fréquence 8 GHz. C’est à ce moment que SMT – ou Hyper-Threading – est désactivé. Curieusement, les développeurs peuvent choisir de fonctionner avec huit cœurs physiques à l’horloge supérieure, ou tous les noyaux et threads peuvent être activés avec un 3 inférieur.Fréquence 6 GHz. Ces fréquences sont complètement verrouillées et ne s’ajusteront pas en fonction de la charge ou des conditions thermiques – un point Microsoft a souligné plusieurs fois lors de notre visite.

Dans nos tests basés sur PC, le fait d’avoir activé SMT peut fournir jusqu’à 30% – ou plus – de performances supplémentaires dans des applications bien ridées. Cependant, pour les titres de lancement au moins, Microsoft s’attend à ce que les développeurs optent pour le 3 plus élevé.Mode 8 GHz avec SMT handicapé. « Du point de vue d’un développeur de jeu, nous nous attendons à ce que beaucoup d’entre eux s’en tiennent réellement avec les huit cœurs parce que leurs jeux actuels fonctionnent avec la distribution souvent définie sur sept cœurs et sept threads de travailleur », explique Microsoft Technical Fellow and Xbox System Architect Andrew Goossen. « Et donc pour qu’ils aillent plus loin, pour qu’ils aillent à 14 threads matériels, cela signifie qu’ils ont le système pour le faire, mais alors, vous devez avoir des charges de travail qui se divisent encore plus efficacement à travers elles. Et donc nous constatons en fait que la grande majorité des développeurs – parlant avec eux de leurs choix de lancement – la grande majorité va aller avec le SMT handicapé et l’horloge supérieure. »

Une présentation vidéo des spécifications et fonctionnalités de la série X Xbox – et un regard sur une gamme de démos impressionnantes montrant les technologies clés en action.

Il y a des personnalisations au noyau du CPU – en particulier pour la sécurité, la puissance et les performances, et avec 76 Mo de SRAM dans l’ensemble du SOC, il est raisonnable de supposer que le gigantesque cache L3 trouvé dans les puces de bureau Zen 2 a été quelque peu réduite. Le même processeur de la même série X est utilisé dans les serveurs Scarlett Cloud Project qui remplaceront les modèles XCloud basés sur Xbox One S utilisé. À cette fin, AMD a été intégrée à la correction d’erreur EEC pour GDDR6 sans pénalité de performance (il n’y a en fait pas de tel que le G6 compatible EEC, donc AMD et Microsoft lancent leur propre solution), tandis que les fonctionnalités de virtualisation sont également incluses. Et cela nous amène à notre premier moment Mic-Drop: le processeur de la série X est en fait capable d’exécuter quatre sessions de jeu Xbox One S simultanément sur la même puce, et contient un nouvel encodeur vidéo interne qui est six fois plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite que plus vite queEncodeur externe latent utilisé sur les serveurs Xcloud actuels.

Mais jusqu’à présent, au moins, l’accent a été mis sur le GPU, où Microsoft a livré 12 téraflops de performances de calcul via 3328 shaders alloués à 52 unités de calcul (à partir de 56 au total sur le silicium, quatre handicapés pour augmenter le rendement de production) fonctionnant à unSoutenu, verrouillé 1825 MHz. Encore une fois, Microsoft souligne le point que les fréquences sont cohérentes sur toutes les machines, dans tous les environnements. Il n’y a pas d’horloges boost avec Xbox Series X.

« 12 tflops était notre objectif dès le début. Nous voulions un doublement minimum des performances sur Xbox One X pour prendre en charge nos cibles 4K60 et 120. Et nous voulions que le doublement s’applique uniformément à tous les jeux, « explique Andrew Goossen. « Pour y parvenir, nous avons fixé un objectif de 2x les Tflops de performance bruts sachant que les améliorations architecturales rendraient les performances efficaces typiques beaucoup plus élevées que 2x. Nous avons fixé notre objectif comme un doublement des tflops bruts de performance avant que les améliorations architecturales ne soient même prises en compte – pour plusieurs raisons. Principalement, il a défini une cible audacieuse pour la consommation d’énergie et a ainsi défini toute notre architecture système.

« Mais aussi, dans les premiers stades de la conception, il est difficile pour nous de prédire avec précision l’élévation des améliorations architecturales dans nos pires cas. Notre barre était un doublement dans tous les cas, pas seulement une moyenne. Ainsi, le moyen d’ingénierie le plus pratique pour assurer une amélioration de la ligne de base 2x dans les pires cas connectés dans tous les jeux était de fixer un objectif de deux fois la performance Tflops bruts. Nous avons donc concentré nos efforts pour rendre les performances efficaces encore plus élevées avec les améliorations architecturales et les nouvelles fonctionnalités. »


Nous avons une pièce distincte couvrant les bases du facteur de forme de la série X – mais en ce moment, voici la console dans sa configuration horizontale.

Xbox Series X
Xbox un x
Xbox One S
CPU

GPU

Taille

Processus

Mémoire

Bande passante de mémoire

Stockage interne

Io débit

Stockage extensible

Stockage externe

Lecteur optique

Cible de performance

8x zen 2 cœurs à 3.8 GHz (3.6 GHz avec SMT) 8x cœurs Jaguar personnalisés à 2.13 GHz 8x cœurs Jaguar personnalisés à 1.75 GHz
12 Tflops, 52 CUS à 1.825 GHz, ADNr personnalisé 2 6 tflops, 40 cus à 1.172 GHz, fonctionnalités GCN + Polaris personnalisées 1.4 Tflops, 12 CUS à 914 MHz, GCN GCN personnalisé
360.45 mm2 366.94 mm2 227.1 mm2
TSMC 7nm amélioré TSMC 16NMFF+ TSMC 16NMFF
16 Go GDDR6 12 Go GDDR5 8 Go DDR3, 32 Mo esram
10 Go à 560 Go / s, 6 Go à 336 Go / s 326 Go / s 68 Go / s, esram à 219 Go / s
1 To SSD NVME personnalisé HDD 1 To HDD 1 To
2.4 Go / s (brut), 4.8 Go / s (compressé) 120 Mo / s 120 Mo / s
Carte d’extension de 1 To
USB 3.2 support de disque dur USB 3.2 support de disque dur USB 3.2 support de disque dur
Drive Blu-ray 4K UHD Drive Blu-ray 4K UHD Drive Blu-ray 4K UHD
4K à 60fps – jusqu’à 120fps 4k à 30fps – jusqu’à 60fps 1080p à 30 ips jusqu’à 60fps

Nous avons démontré Au fil des mois, l’architecture d’ADNr d’AMD offre beaucoup plus de «performances pour votre téraflop», En raison de la nouvelle conception radicale en combinaison avec des horloges beaucoup plus élevées (le GPU de la série X fonctionne avec un avantage de fréquence de 56% contre Xbox One X), mais il y a des multiplicateurs qui devraient entrer en vigueur grâce à l’utilisation de nouvelles fonctionnalités cuites dans laconception telle que l’ombrage à taux variable, qui tente essentiellement d’augmenter et de diminuer la précision de rendu basé sur la visibilité.

Cependant, même les ports de base qui utilisent à peine l’une des nouvelles fonctionnalités de la série X fournissent des résultats impressionnants. Mike Rayner et Colin Penty de la coalition nous ont montré une conversion de série X de Gears 5, produite en seulement deux semaines. Les développeurs ont travaillé avec des jeux EPIC pour faire fonctionner UE4 sur la série X, puis ont simplement augmenté tous les préréglages de qualité interne à l’équivalent de l’ultra de PC, ajoutant des ombres de contact améliorées et des rayons de rayon d’écran améliorés d’UE4 (basés sur un logiciel)éclairage. En plus de cela, les coupes de Gears 5 – fonctionnant à 30 ips sur Xbox One X – ont été augmentées à un 60fps sans faille. Nous en couvrirons plus bientôt, mais il y avait un point à emporter surprenant – on nous a montré des résultats de référence qui, sur ce port de deux semaines et non optimisé, offrent déjà des performances très, très similaires à un RTX 2080 RTX 2080.

« Je pense que par rapport à l’endroit où nous sommes et à regarder notre expérience avec le matériel avec ce jeu en particulier, je pense que nous sommes vraiment positifs pour voir comment cette chose fonctionne, en particulier en sachant à quel point les performances inexploitées sont toujours làDans la boîte basée sur le travail que nous avons accompli jusqu’à présent, « Enthousiasme le directeur de la technologie de la coalition Mike Rayner. « Gears 5 sera optimisé, donc le travail que vous avez vu Wordle sera là, disponible au lancement sur Xbox Series X. Le titre prendra en charge la livraison intelligente, donc si vous avez déjà le titre sous quelque forme que ce soit, vous pourrez l’obtenir gratuitement sur la série X. »

Ce fut une performance impressionnante pour un jeu qui n’a même pas commencé à accéder aux fonctionnalités de la prochaine génération du nouveau GPU. À l’heure actuelle, il est difficile de quantifier avec précision le type d’amélioration de la qualité visuelle et des performances que nous verrons au fil du temps, car bien qu’il y ait des parallèles évidents aux machines de génération actuelle, le mélange de nouveaux matériels et de nouvelles API permet aux charges de travail très différentes decourir sur le GPU. L’apprentissage automatique est une fonctionnalité dont nous avons discuté dans le passé, notamment avec l’architecture Turing de Nvidia et le DLSS AI de l’entreprise. L’architecture de l’ADNr 2 utilisée dans la série X n’a pas d’équivalents de base tensor, mais Microsoft et AMD ont trouvé une nouvelle solution efficace basée sur les noyaux de shader standard. Avec plus de 12 téraflops de calcul FP32, l’ADNr 2 permet également le double avec FP16 (oui, les mathématiques rapides sont de retour). Cependant, les charges de travail d’apprentissage automatique utilisent souvent une précision beaucoup plus faible que cela, de sorte que les shaders de l’ADNr 2 ont été encore plus adaptés.


Mana from Heaven pour les ventilateurs de silicium: une visualisation CG de la façon dont les différents composants de la série X SOC sont positionnés dans la puce.

« Nous savions que de nombreux algorithmes d’inférence ne nécessitent que des positions entières 8 bits et 4 bits pour les poids et les opérations mathématiques impliquant ces poids comprennent la majeure partie des frais généraux de performance pour ces algorithmes », explique Andrew Goossen. « Nous avons donc ajouté un support matériel spécial pour ce scénario spécifique. Le résultat est que la série X offre 49 sommets pour les opérations entières 8 bits et 97 hauts pour les opérations entières 4 bits. Notez que les poids sont entiers, donc ce sont des sommets et non des tflops. Le résultat net est que la série X offre une intelligence inégalée pour l’apprentissage automatique. »

D’autres fonctionnalités prospectives font également la coupe. Encore une fois, similaire à l’architecture Turing existante de Nvidia, les shaders de maille sont incorporés dans l’ADNr 2, permettant une amélioration potentiellement explosive des détails géométriques.

« Alors que les GPU sont devenus plus larges et que les performances informatiques ont augmenté, le traitement de la géométrie est devenu de plus en plus lié à la configuration du triangle du sommet du sommet de la fonction fixe et des blocs de piment du GPU », révèle le goossen. « L’ombrage de maillage permet aux développeurs de contourner complètement ces goulots d’étranglement à fonction fixe en fournissant une alternative facultative aux parties existantes du pipeline GPU. En plus des performances, l’ombrage de maillage offre aux développeurs la flexibilité et les économies de mémoire. L’ombrage de maillage permettra aux développeurs de jeux d’augmenter les détails des formes et des animations d’objets et rendent des scènes plus complexes sans sacrifice à la fréquence d’images. »

Il y a plus. Beaucoup plus. Par exemple, le GPU de la série X permet de partager le travail entre les shaders sans implication du CPU, économisant une grande quantité de travail pour les noyaux Zen 2, avec des données restantes sur le GPU. Cependant, la grande innovation est clairement l’ajout de tracé des rayons accélérés du matériel. C’est extrêmement excitant et chez Digital Foundry, nous avons suivi l’évolution de cette nouvelle technologie via les jeux DXR et vulkan que nous avons vus fonctionner sur les cartes RTX de NVIDIA et la mise en œuvre de la console de RT est plus ambitieuse que nous ne le pensons possible.

La différence de traçage des rayons

RDNA 2 prend entièrement le dernier niveau DXR 1.1 standard, et similaire au noyau RT Turing, il accélère la création des structures dits BVH nécessaires pour cartographier avec précision la traversée des rayons et les intersections, testé contre la géométrie. Bref, de la même manière que la lumière «rebondit» dans le monde réel, l’accélération matérielle pour les cartes de traçage des rayons et l’intersection de la lumière à un rythme allant jusqu’à 380 milliards d’intersections par seconde.

« Sans accélération matérielle, ce travail aurait pu être fait dans les shaders, mais aurait consommé plus de 13 Tflops seuls », explique Andrew Goossen. « Pour la série X, ce travail est déchargé sur du matériel dédié et le shader peut continuer à fonctionner en parallèle avec des performances complètes. En d’autres termes, la série X peut appuyer efficacement l’équivalent de bien plus de 25 tflops de performances tandis que le tracé des rayons. »

Il est cependant important de mettre cela en contexte. Alors que les charges de travail peuvent fonctionner en même temps, le calcul de la structure BVH n’est qu’un composant de la procédure de traçage des rayons. Les shaders standard du GPU doivent également tirer leur poids, de sorte que des éléments comme les calculs d’éclairage sont toujours exécutés sur les shaders standard, l’API DXR ajoutant de nouvelles étapes au pipeline GPU pour effectuer cette tâche efficacement. Alors oui, RT est généralement associé à une baisse des performances et qui se comporte à la mise en œuvre de la console, mais avec les avantages d’une conception de console fixe, nous devons nous attendre à voir les développeurs optimiser plus agressivement et aussi pour innover. La bonne nouvelle est que Microsoft permet un accès de bas niveau au matériel d’accélération RT.


Minecraft dxr sur


Minecraft dxr off

Les qualités transformatrices du traçage des rayons sont mieux démontrées dans la version DXR entièrement tracée de Minecraft, fonctionnant sur Xbox Series X.


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Les qualités transformatrices du traçage des rayons sont mieux démontrées dans la version DXR entièrement tracée de Minecraft, fonctionnant sur Xbox Series X.


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Les qualités transformatrices du traçage des rayons sont mieux démontrées dans la version DXR entièrement tracée de Minecraft, fonctionnant sur Xbox Series X.


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Les qualités transformatrices du traçage des rayons sont mieux démontrées dans la version DXR entièrement tracée de Minecraft, fonctionnant sur Xbox Series X.


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Les qualités transformatrices du traçage des rayons sont mieux démontrées dans la version DXR entièrement tracée de Minecraft, fonctionnant sur Xbox Series X.
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« [Series X] va encore plus loin que la norme PC en offrant plus de puissance et de flexibilité aux développeurs », révèle Goossen. « Dans la tradition de grande console, nous soutenons également directement la programmation métallique, y compris le support pour la construction et l’optimisation de BVH hors ligne. Avec ces éléments constitutifs, nous nous attendons à ce que le traçage des rayons soit un domaine de visuels incroyables et d’innovation d’une grande innovation par les développeurs au cours de la vie de la console. »

La preuve du pudding est dans la dégustation, bien sûr. Pendant notre séjour sur le campus de Redmond, Microsoft a démontré à quel point les fonctionnalités RT de la console sont entièrement en déploiement d’une démo Minecraft Tech de Minecraft DXR Série X très tôt, qui est basée sur le code Minecraft RTX Nous avons revu à Gamescom l’année dernière et nous sommes très similaires, malgré la course sur un GPU très différent. Cela suggère une ironie en quelque sorte: le code de base nvidia adapté et en cours d’exécution sur le matériel de tracé des rayons d’origine AMD dans la série x. Ce qui est impressionnant, c’est qu’il est entièrement tracé. Mis à part la Skybox et la Lune dans la démo que nous avons vue, il n’y a aucun élément rasterisé. L’ensemble de la présentation est tracé par rayon, démontrant qu’en dépit des contraintes de devoir livrer RT dans une console avec une puissance limitée et un budget de silicium, la série X Xbox est capable de fournir la mise en œuvre la plus ambitieuse et la plus frappante du tracé des rayons – et il le faiten temps réel.

Minecraft DXR est une déclaration ambitieuse – Total Ray Traçage, si vous le souhaitez – mais nous devons nous attendre à voir la technologie utilisée de manière très différente. « Nous sommes super excités pour DXR et le support de tracé des rayons de matériel », explique Mike Rayner, directeur technique de la Coalition and Gears 5. « Nous avons des rayons basés sur des calculs dans les Rays dans Gears 5, nous avons des ombres tracé par rayons et le [nouveau] éclairage mondial de l’espace d’écran est une forme de gi basé sur l’écran tracé et donc, nous sommes intéressés par la façon dont le tracé des rayons de rayonLe matériel peut être utilisé pour prendre des techniques comme celle-ci, puis les déplacer vers l’utilisation des cœurs DXR.

« Je pense que, pour nous, la façon dont nous y avons pensé est que nous attendons avec impatience, nous pensons que le rendu hybride entre les techniques de rendu traditionnelles et ensuite l’utilisation du DXR – que ce soit pour les ombres ou le gi ou l’ajout de réflexions – sont des choses qui peuvent vraimentAugmentez la scène et [nous pouvons] utiliser toute cette puce pour obtenir la meilleure qualité visuelle finale. »

Dans cette prise de vue directe DF sur place à Redmond WA, Rich Leadbetter et John Linneman discutent de leurs réactions initiales à la série X Xbox directement après une journée de présentations de plongée profonde.

Efficacité de conception

L’un des principaux plats à retenir pour moi sur le silicium de la série X n’est pas seulement la puissance, mais aussi l’efficacité de la conception. Avec toutes les nouvelles fonctionnalités graphiques et les 12 téraflops de performances de calcul cohérentes, nous avons envisagé une conception de processeur monstrueusement grande et prohibitive – en bref, une console très chère. Cependant, la taille du SOC à 360 mm2 signifie que nous avons une tranche de silicium qui est, en réalité, beaucoup plus petite que toute mesure spéculative que nous pourrions proposer de la révèle du teaser antérieur – son 15.3 milliards de transistors signifient que nous envisageons un peu plus de deux fois la densité du transistor vu sur le processeur Xbox One X 16 NMFF, et pourtant nous obtenons beaucoup plus du double des performances à tous les niveaux.

Cependant, la réalisation des performances, de la puissance et de la zone de silicium cibles que Microsoft set pour lui-même a nécessité une réflexion innovante. La puissance graphique n’est pas seulement une question de Teraflops – la puissance de calcul doit être sauvegardée avec une bande passante de mémoire, présentant un défi unique pour une console. La solution de Microsoft pour le sous-système de mémoire l’a vu livrer une curieuse interface 320 bits, avec dix modules GDDR6 de 14 Gops sur la carte principale – six 2 Go et quatre puces 1 Go. Comment tout cela se divise pour le développeur est fascinant.

« Les performances de la mémoire sont asymétriques – ce n’est pas quelque chose que nous aurions pu faire avec le PC », explique Andrew Goossen « 10 gigaoctets de mémoire physique [fonctionne à] 560 Go / s. Nous appelons cette mémoire optimale GPU. Six gigaoctets [coule à] 336 Go / s. Nous appelons cette mémoire standard. GPU Optimal et Standard offrent des performances identiques pour l’audio et le fichier du processeur IO. Le seul composant matériel qui voit une différence dans le GPU. »

En ce qui concerne la façon dont la mémoire est allouée, les jeux obtiennent un total de 13.5 Go au total, qui englobe les 10 Go de mémoire optimale GPU et 3.5 Go de mémoire standard. Cela laisse 2.5 Go de mémoire GDDR6 de la piscine plus lente pour le système d’exploitation et la coque frontale. Du point de vue de Microsoft, c’est toujours un système de mémoire unifié, même si les performances peuvent varier. « Dans les conversations avec les développeurs, il est généralement facile pour les jeux de plus que remplir leur quota de mémoire standard avec le CPU, les données audio, les données de pile et les données exécutables, les données de script et les développeurs comme un compromis lorsqu’ils leur donnent plus de potentielbande passante, « dit goossen.


Un rendu mettant en évidence l’interface de mémoire personnalisée de Microsoft 320 bits.

Cela ressemble à une situation quelque peu complexe, surtout lorsque Microsoft lui-même a déjà livré une interface de mémoire plus traditionnelle et plus large dans Xbox One X – mais la notion de travail avec une mémoire GDDR6 beaucoup plus rapide a présenté certains défis. « Lorsque nous avons parlé à l’équipe du système, il y a eu beaucoup de problèmes autour de la complexité de l’intégrité du signal et de ce qui n’est pas », explique Goossen. « Comme vous le savez, avec la Xbox One X, nous sommes allés avec l’interface 384 [-bit] mais à ces vitesses incroyables – 14 Gbps avec le GDDR6 – nous avons poussé aussi fort que nous le pouvions et nous avons estimé que 320 était un bon compromisEn termes de réalisation de hautes performances que possible, tout en construisant le système qui fonctionnerait réellement et nous pourrions réellement expédier. »

Le principe de puissance est bien pris en charge, mais il ne s’agit pas seulement des performances de calcul brutes – l’ensemble de fonctionnalités est également crucial. En 2016, un an avant les travaux terminés sur Xbox One X, l’équipe Xbox Silicon travaillait déjà sur la série X, commençant les travaux architecturaux sur les fonctionnalités de prochaine génération que nous verrons enfin arriver sur le marché à Holiday 2020 – A KeenRappel du temps qu’il faut pour que les nouvelles technologies soient développées. Même à l’époque, le traçage des rayons était à l’ordre du jour – et la nécessité d’une approche révolutionnaire du stockage était également nécessaire, ce qui nous amène au deuxième principe de la conception du matériel de la série X: un changement fondamental des disques durs mécaniques, embrassantStockage à semi-conducteurs à la place.

Pourquoi le stockage rapide change tout

Les spécifications de cette page ne représentent que la plus petite fraction du potentiel de la solution de stockage que Microsoft a conçue pour la prochaine génération. Dans le Teaser de Scarlett E3 de l’année dernière, Jason Ronald – directeur partenaire de la gestion de projet chez Xbox – a décrit comment le SSD pourrait être utilisé comme «mémoire virtuelle», un teaser qui commence uniquement à faire allusion à la fonctionnalité que Microsoft a intégré à son système.

Au niveau matériel, le lecteur NVME personnalisé est très, très différent de tout autre type de SSD que vous avez vu auparavant. C’est plus court, pour commencer, se présentant plus comme une carte mémoire d’ancienne. C’est aussi assez lourd, probablement jusqu’à la construction de métaux solides qui agit comme un dissipateur de chaleur qui devait gérer le silicium qui consomme 3.8 watts de puissance. De nombreux SSDS de PC «Fade» en termes de performances au fur et à mesure qu’ils chauffent – et similaire aux horloges CPU et GPU, cela n’était tout simplement pas acceptable pour Microsoft, qui croient que des performances cohérentes à tous les niveaux sont un must pour la conception de leurs consoles.

Le facteur de forme est mignon, le 2.4 Go / s de débit garanti est impressionnant, mais ce sont les API logicielles et le matériel personnalisé intégré au SOC qui livre ce que Microsoft croit être une révolution – une nouvelle façon d’utiliser le stockage pour augmenter la mémoire (une zone où aucun détenteur de plate-forme ne pourra pouvoirpour livrer un saut générationnel plus traditionnel). L’idée, en termes de base au moins, est assez simple – le package de jeu qui se trouve sur le stockage devient essentiellement une mémoire prolongée, permettant à 100 Go d’actifs de jeu stockés sur le SSD d’être instantanément accessibles par le développeur. C’est un système que Microsoft appelle l’architecture de vitesse et le SSD lui-même n’est qu’une partie du système.

« Notre deuxième composant est un bloc de décompression matériel à grande vitesse qui peut fournir plus de 6 Go / s », révèle Andrew Goossen. « Il s’agit d’un bloc de silicium dédié qui décharge le travail de décompression du CPU et est assorti au SSD afin que la décompression ne soit jamais un goulot d’étranglement. Le matériel de décompression prend en charge ZLIB pour les données générales et une nouvelle compression [système] appelée BCPack qui est adaptée aux textures GPU qui comprennent généralement la grande majorité de la taille du package d’un jeu. »


PCI Express 4.0 Connexions connectez les SSD externes internes et facultatifs directement au processeur.

Le composant final du triumvirat est une extension de DirectX – DirectStorage – une mise à niveau nécessaire donnant à l’esprit que les protocoles d’E / S de fichiers existants frappent pendant 30 ans, et dans leur forme actuelle, il faudrait que deux cœurs de processeur zen couvrirent simplement pour couvrir lesSurcharge, que DirectStorage réduit à un seul dixième de noyau unique.

« De plus, il a d’autres avantages », s’enthousiasme Andrew Goossen. « C’est moins latent et il permet d’économiser une tonne de processeur. Avec la meilleure solution concurrentielle, nous avons trouvé que faire des logiciels de décompression pour correspondre au taux SSD aurait consommé trois cœurs de processeur zen 2. Lorsque vous ajoutez les frais généraux du processeur IO, c’est deux autres cœurs. Ainsi, la charge de travail qui en résulterait aurait complètement consommé cinq cœurs de processeur zen 2 alors qu’il ne prend plus qu’un dixième de noyau de processeur. Donc, en d’autres termes, pour égaler les performances d’une série X à son taux IO complet, vous devrez construire un PC avec 13 cœurs Zen 2. C’est sept cœurs dédiés pour le jeu: un pour Windows et Shell et cinq pour l’OI et les frais généraux de décompression. »

Le streaming d’actifs est passé au niveau suivant, mais Microsoft n’y était pas terminé. Dernière génération, nous avons apprécié une augmentation de 16x de la mémoire du système, mais cette fois, ce n’est que 2x – ou seulement 50% supplémentaires si nous considérons Xbox One X comme la ligne de base. En plus de dessiner davantage sur le stockage pour compenser le déficit, Microsoft a commencé un processus d’optimisation comment la mémoire est réellement utilisée, avec quelques améliorations surprenantes.

« Nous avons observé que généralement, seul un petit pourcentage de mémoire chargé par les jeux a été accessible », révèle Goossen. « Ce gaspillage provient principalement des textures. Les textures sont universellement les plus grands consommateurs de mémoire pour les jeux. Cependant, seule une fraction de la mémoire pour chaque texture est généralement accessible par le GPU pendant la scène. Par exemple, le plus grand MIP d’une texture 4K est de huit mégaoctets et souvent plus, mais généralement seulement une petite partie de ce MIP est visible dans la scène et donc seule que la petite portion doit vraiment être lue par le GPU. »


Microsoft s’est associé à Seagate pour son expansion de SSD externe propriétaire de 1 To. C’est très court, assez lourde pour ses dimensions et se présente en fait plutôt comme une carte mémoire.

Comme les textures ont fait grimper en taille pour correspondre aux écrans 4K, l’efficacité de l’utilisation de la mémoire s’est progressivement aggravée – quelque chose que Microsoft a pu confirmer en construisant dans un matériel de surveillance spécial dans le Scorpio Engine Soc de Xbox One X. « À partir de cela, nous avons trouvé un jeu généralement accessible au mieux, seulement la moitié à un tiers de leurs pages allouées sur de longues vitres de temps », explique Goossen. « Donc, si un jeu n’a jamais eu à charger des pages qui ne sont finalement jamais réellement utilisées, cela signifie un multiplicateur de 2-3x sur la quantité effective de mémoire physique et un multiplicateur 2-3x sur nos performances IO efficaces. »

Une technique appelée Sampleur Retour Streaming – SFS – a été conçue pour épouser plus étroitement les demandes de mémoire du GPU, chargeant intelligemment dans les données MIP de texture qui sont réellement requises avec la garantie d’un MIP de qualité inférieure disponible si la version de meilleure qualité n’est pas facilementDisponible, arrêt des stands de GPU et des pointes d’immeuble. Le matériel sur mesure dans le GPU est disponible pour lisser la transition entre les MIP, sur la chance que la texture de meilleure qualité arrive un cadre ou deux plus tard. Microsoft considère que ces aspects de l’architecture de vitesse sont un véritable changeur de jeu, ajoutant un multiplicateur à la façon dont la mémoire physique est utilisée.

L’architecture Velocity facilite également une autre fonctionnalité qui semble impressionnante sur le papier mais qui est encore plus remarquable lorsque vous le voyez réellement jouer sur la console réelle. Le CV rapide permet efficacement aux utilisateurs de faire du vélo entre les états de jeu enregistrés, avec seulement quelques secondes de chargement – vous pouvez le voir en action dans la vidéo ci-dessus. Lorsque vous quittez un jeu, le système RAM est mis en cache à SSD et lorsque vous accédez à un autre titre, son cache est ensuite restauré. Du point de vue du jeu lui-même, il n’a aucune idée réelle de ce qui se passe en arrière-plan – il pense simplement que l’utilisateur a appuyé sur le bouton Guide et que le jeu peut reprendre en fonction de la normale.

Nous avons vu du matériel de matériel Xbox Series X entre Forza Motorsport 7 fonctionner dans le mode Xbox One X 4K60, State of Decay 2, Hellblade et The Cave (un titre Xbox 360). Commençant entre les jeux Xbox One X fonctionnant sur la série X, il y en avait environ 6.5 secondes, le passage du jeu de jeu à l’autre – ce qui est assez impressionnant. Microsoft ne partageait pas la taille réelle du cache SSD utilisé pour un CV rapide, mais disant que la fonctionnalité prend en charge un minimum de trois jeux de série X. Gardant à l’esprit le 13.5 Go disponibles pour les titres, c’est un maximum notionnel d’environ 40 Go d’espace SSD, mais en supposant que l’architecture de vitesse a des caractéristiques de compression matérielle ainsi que la décompression, l’empreinte réelle peut être plus petite. Quoi qu’il en soit, les titres qui utilisent moins de mémoire – comme les jeux que nous avons vus démontrés – devraient avoir une empreinte inférieure, permettant à plus d’être mis en cache.

La guerre sur le décalage d’entrée et la déchirure d’écran

Le principe de la vitesse de Microsoft pour la série X est également des facteurs dans une refonte radicale du traitement des entrées, conçu pour raser la latence sur chaque partie imaginable du pipeline du jeu – ce qui signifie que le temps pris entre les bouton appuyer sur la réaction résultante à l’écran devrait réduire considérablement considérablement. Microsoft a déjà mentionné l’entrée dynamique de latence, mais révèle maintenant à quel point son travail est étendu ici. Il commence par le Controlur, où la latence typique de 8 ms sur l’entrée du Controlur analogique est désormais réduite de manière significative en transmettant les entrées les plus récentes juste avant que le jeu en ait besoin. Les entrées numériques comme les pressions sur les bouton sont empilées de temps et envoyées au jeu, réduisant la latence sans avoir besoin d’augmenter le taux de sondage, tandis que les coussinets connectés USB voient les entrées numériques transmises immédiatement à la console. Pour faciliter tout cela, toute la pile de logiciels d’entrée a été réécrite, qui a apporté d’autres améliorations de latence.

La latence a été une variable cruciale, mais invisible. « Nous avons facilité les développeurs de jeux d’optimiser la latence dans le jeu. Jeux sur Xbox Outprover un identifiant pour chaque trame car il traverse son moteur « , explique Andrew Goossen. « Lorsqu’il interroge l’entrée du Controlur, il associe cet identifiant de trame à la synchronisation de l’entrée et lorsqu’elle termine le rendu pour ce cadre, il passe cet identifiant avec les informations de tampon avant terminées au système. Ainsi, avec ce mécanisme, ce système peut désormais déterminer la latence complète du jeu pour chaque cadre. »

Microsoft dit qu’il a livré un système qui permet aux développeurs de suivre avec précision le retard d’entrée sur le moteur tout aussi facilement que les fabricants de jeux peuvent suivre la fréquence d’images – la métrique a été ajoutée à son outil d’analyse des performances en interne, PIX. Le dernier élément de DLI est la prise en charge de Xbox Series X pour la nouvelle vague de 120 Hz HDMI 2.1 affiche les marchés qui frappent maintenant. L’entreprise a déjà commencé à tester cette fonctionnalité à des résolutions de production inférieures à 4K sur le HDMI 2 pris en charge.0 écrans via Xbox One S et Xbox One X. Parce que les écrans mettent à jour deux fois plus rapidement que leurs équivalents de 60 Hz, les utilisateurs doivent avoir une réponse plus rapide – un état de fait qui devrait également s’appliquer aux modes de taux de rafraîchissement variable (VRR). Microsoft a également lancé des modes ALLM dans ses machines existantes, ce qui signifie que la console peut commander l’affichage pour se déplacer automatiquement en mode jeu.


Le pad Xbox One évolue – plus petit, plus accessible aux personnes aux mains plus petites et avec un D-pad remanié et un bouton de partage.

Microsoft a également fait des innovations qui peuvent également voir la fin de l’écran. En règle générale, l’affichage d’un nouveau cadre pendant la balayage est utilisé pour couper la latence. Le triple affectation peut même sortir des chutes à la fréquence d’images, mais peut ajouter un décalage supplémentaire – mais la série X voit cette situation évoluer. « Nous avons repensé l’API de présentation que les jeux utilisent pour envoyer leurs cadres terminés au téléviseur », partage Andrew Goossen. « Nous avons complètement découplé le lien traditionnel entre le double ou le triple affectation et la latence. Auparavant, ce triple tampon était bon d’améliorer le taux d’images lorsque le jeu n’a pas pu maintenir leur taux d’images cible, mais la triple tampon était mauvaise car elle augmentait la latence. Mais plus. Désormais, la mise en mémoire tampon et la latence sont entièrement découplées, les jeux peuvent permettre la triple affectation tout en spécifiant séparément la latence souhaitée. De sorte que la latence entre l’heure de début du cadre du CPU et l’heure de début du cadre GPU peuvent désormais être spécifiées en microsecondes, plutôt que en V-syncs.

« Ainsi, les développeurs de jeux peuvent composer avec précision la latence entre le CPU et le GPU jusqu’à ce que les bulles ne commencent à se former ou que le GPU puisse inactiver car le CPU ne l’alimente pas assez rapidement – et le temps d’exécution fournit des statistiques de rétroaction de latence étendues pour les statistiquesjeu pour informer le réglage dynamique. Ainsi, en utilisant ce mécanisme, les jeux peuvent très précisément réduire la latence en jeu autant que possible – et assez facilement également. »

Bien que les améliorations et les optimisations – sans parler d’un nouveau bouton de partage – soient ajoutés au Controlur Xbox Series X, la bonne nouvelle est que la technologie DLI est compatible avec les pads existants, qui devraient être mis à niveau avec une simple mise à jour du micrologiciel.

Comment les jeux plus anciens joueront mieux sur la série X

Le dernier des trois principes de Microsoft qui forment le fondement de ses efforts de nouvelle génération est la compatibilité, un domaine où l’entreprise a fourni des niveaux remarquables de service de fans depuis que la compatibilité en arrière de Xbox 360 a d’abord été révélée à un public incrédule à l’E3 2015. L’entreprise a déjà annoncé que sa bibliothèque existante de jeux Xbox 360 et OG Xbox existants fonctionnera sur la série X, tandis que tous les périphériques existants fonctionneront également comme ils le devraient (ce qui, en partie, explique pourquoi USB de type A est utilisé surle système par opposition à la nouvelle norme USB-C). Alors oui, la taxe de volant est terminée.

Au-delà de cela, l’équipe de back-compat Xbox a travaillé dur depuis que le tracé de la ligne sous leur programme Xbox 360 et X-amélioré il y a quelque temps. Il n’est probablement pas surprenant de découvrir que la série X peut techniquement exécuter l’intégralité du catalogue Xbox One, mais cette fois, c’est fait sans couche d’émulation – il est cuit au niveau matériel. Les jeux bénéficient également des horloges complets du CPU et du GPU de la série X (Xbox One X a effectivement fourni 50% de sa puissance graphique globale pour le dos en arrière), ce qui signifie que le plus terne de ces modes de performance ajoutés à de nombreux jeux Xbox One X devraitEspérons que vous verrouillez sur un silky lisse 60fps.

Cependant, l’équipe de compatibilité est réputée pour avoir poussé les limites et certains des premiers travaux que nous avons vus avec la série X. Microsoft a déjà promis une amélioration de la fidélité de l’image, un taux d’images plus stable et des temps de chargement plus rapides, mais les premières démos que nous avons vues semblent encore plus prometteuses – et c’est en effet le cas que des indices ont chuté dans le Phil Spencer Article de blog récent de la série X entraînera des titres de Xbox One S sélectionnés à des résolutions plus élevées sur la nouvelle console. En fait, nous avons vu Gears of War Ultimate Edition fonctionnant avec une échelle de résolution 2x sur les deux axes, prenant un jeu 1080p jusqu’à Native 4K. C’est une évolution de la méthode heutchy Utilisé pour apporter des titres Xbox 360 720p jusqu’à Full 4K, avec des résultats souvent spectaculaires. Surtout, l’équipe de back-compat effectue tout le travail au niveau du système – les développeurs de jeux n’ont pas besoin de participer du tout au processus.


Rendu 4K natif de la série X Xbox


Xbox One X / Xbox One S 1080P

Microsoft prévoit une nouvelle série de titres de back-compat de série X-Abancé avec une résolution améliorée telle que Gears of War Ultimate, ici. Le doublement du taux d’images est également évoqué comme une possibilité.


Rendu 4K natif de la série X Xbox


Xbox One X / Xbox One S 1080P

Microsoft prévoit une nouvelle série de titres de back-compat de série X-Abancé avec une résolution améliorée telle que Gears of War Ultimate, ici. Le doublement du taux d’images est également évoqué comme une possibilité.


Rendu 4K natif de la série X Xbox


Xbox One X / Xbox One S 1080P

Microsoft prévoit une nouvelle série de titres de back-compat de série X-Abancé avec une résolution améliorée telle que Gears of War Ultimate, ici. Le doublement du taux d’images est également évoqué comme une possibilité.


Rendu 4K natif de la série X Xbox


Xbox One X / Xbox One S 1080P

Microsoft prévoit une nouvelle série de titres de back-compat de série X-Abancé avec une résolution améliorée telle que Gears of War Ultimate, ici. Le doublement du taux d’images est également évoqué comme une possibilité.
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« Nous explorons des moyens d’améliorer, peut-être, une liste organisée de jeux », explique Peggy Lo, lead du programme de compatibilité pour Xbox. « Les choses que nous recherchons incluent l’amélioration de la résolution des jeux, l’amélioration des taux de trame – peut-être les doubler! Et la façon dont nous le faisons est vraiment à explorer plusieurs méthodes. Nous savions donc ce que nous faisions avec la méthode Heutchy, peut-être que nous le changerons un peu, il y a quelques autres méthodes que nous explorons.

« Ce que nous n’allons probablement pas faire, c’est expliquer toutes ces méthodes Wordle parce que nous sommes toujours en train de déterminer la méthode exacte qui sera le mieux pour la série X, mais je veux que vous vous sentiez convaincu que nous avons une solution quiNous pouvons nous rabattre ou que nous continuerons toujours à avancer. »

Microsoft a configuré deux écrans LG OLED, un engrenage de course ultime à sa standard 1080p sur Xbox One X (le jeu n’a jamais reçu de mise à niveau X) et à Native 4K sur la série X. Les données de débogage à l’écran ont révélé la quantité de cibles de rendu que la console fonctionnait à une résolution plus élevée, ainsi que le facteur de mise à l’échelle de la résolution et la nouvelle résolution native – dans ce cas, une échelle de 2.0 et un nombre de pixels 3840×2160. La notion d’affichage d’un facteur de mise à l’échelle aussi précis m’a fait me demander si elle pourrait réellement aller plus haut – si les titres 720p ou 900p pourraient également évoluer vers Native 4K. C’est une question qui est restée sans réponse, bien que lo ait gloussé quand j’ai posé.

D’autres goodies devaient venir – et les propriétaires d’écrans HDR vont adorer la deuxième caractéristique clé que j’ai vue. Nous avons pu voir la version améliorée Xbox One X de Halo 5 fonctionner avec une implémentation HDR très convaincante, même si 343 Industries n’ont jamais expédié le jeu avec le support HDR. L’ingénieur logiciel principal de Microsoft ATG, Claude Marais, nous a montré comment un algorithme d’apprentissage automatique utilisant la mise en œuvre de HDR de pointe de Gears 5 est capable de déduire une implémentation HDR complète à partir du contenu SDR sur n’importe quel titre de compat arrière. Ce n’est pas un faux HDR non plus, Marais a déployé un mode de carte thermique montrant une luminosité maximale pour chaque élément à l’écran, démontrant clairement que les points forts étaient bien au-delà de la gamme SDR.


Une carte thermique de la luminance halo 5, en comparant la présentation standard avec la présentation Auto HDR basée sur l’apprentissage automatique. Notez que de nombreux éléments plus lumineux mappent dans l’espace HDR à droite. Cliquez directement sur l’image pour une résolution plus élevée.

« Il peut être appliqué à tous les jeux théoriquement, techniquement, je suppose que nous travaillons toujours à travers des expériences utilisateur et des choses comme ça, mais c’est une démo technique », a révélé le Marais. « Donc, ce [Halo 5] a quatre ans, à droite, alors allons à l’extrême et passons à un jeu de 19, 20 ans en ce moment – et c’est Fusion Frenzy. À l’époque, il n’y a rien de connu sur le HDR, personne ne connaissait les choses HDR. Les jeux viennent d’utiliser des tampons arrière 8 bits. »

Ce fut un moment de spectacle. C’était en effet Fusion Frenzy – un titre Xbox original – en cours d’exécution avec son multiplicateur de résolution 16x habituel via Back-Compat, mais cette fois présenté avec un HDR très convaincant et perceptiblement réel. Le point clé est que cela est proposé comme une fonctionnalité au niveau du système pour Xbox Series X, qui devrait s’appliquer à tous les jeux compatibles qui n’ont pas leurs propres modes HDR sur mesure – et comme Marais l’a démontré, il s’étend sur toute la bibliothèque Xbox.

« Mais vous pouvez penser à d’autres choses que nous pourrions faire », ajoute Marias. « Regardons l’accessibilité. Si vous avez des gens qui ne peuvent pas bien lire ou bien voir, vous voulez probablement améliorer le contraste lorsqu’il y a beaucoup de texte à l’écran. Nous pouvons facilement faire ça. Nous avons parlé à quelqu’un qui est colorant ce matin et c’est un excellent exemple. Nous allumons simplement le LUT et nous pouvons changer de couleurs pour eux pour y découvrir plus facilement l’annonce là-bas. »

Il est clair qu’il y a beaucoup d’amour pour la bibliothèque Xbox et que l’équipe de back-compat est extrêmement excitée par ce qu’ils font. « J’espère que vous vous rendez compte que nous sommes encore très passionnés par cela », explique Peggy Lo. « C’est un projet très personnel pour beaucoup d’entre nous et nous nous engageons à continuer à le faire et à rendre tous vos jeux les meilleurs à la série X. »

Puissance, vitesse, compatibilité. Microsoft a fait un terrain convaincant pour tous les piliers fondamentaux de la série X – et remarquablement, il y a encore plus à partager. Après les présentations initiales, nous nous sommes dirigés vers la construction de 37 sur le campus Microsoft, où le concepteur de principes Chris Kujawski et ses collègues nous ont donné un aperçu du matériel de la série X, une rupture détaillée de ses composants intérieurs et de tout ce que nous pourrions vouloir éventuellement vouloirPour connaître son facteur de forme innovant, ainsi que les raffinements subtils mais efficaces faits au Controlur Xbox. La ligne de fond? Il y a encore tellement de choses à partager sur Xbox Series X et nous sommes impatients de révéler plus.

Digital Foundry a été invité à Microsoft à Redmond WA au début du mois de mars pour couvrir les spécifications Xbox Series X. Microsoft a payé les voyages et l’hébergement.

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