Xboxi kiirusarhitektuur: lähem ülevaade Xbox Series X järgmise põlvkonna tehnilistest mänguinnovatsioonist

Kui asusime Xbox Series X disainima, püüdlesime luua meie kõigi aegade võimsaima konsooli, mis põhines järgmise põlvkonna uuendustel ja mis pakub ühtlast ja püsivat jõudlust, mida pole kunagi varem ilma kompromissideta konsoolis nähtud. Selle eesmärgi saavutamiseks teadsime, et peame analüüsima süsteemi iga komponenti, et ületada traditsioonilise konsooli jõudluse ja disaini piirangud. Xbox Series X disainimisel oli ülioluline tagada, et meil oleks suurepärane tasakaal jõu, kiiruse ja jõudluse vahel, tagades samas, et ükski komponent ei piiraks maailma parimate loojate loomingulisi ambitsioone, andes neile võimaluse pakkuda tõeliselt transformatiivseid järgmise põlvkonna mängukogemusi. võimalik eelmistes konsoolipõlvkondades.

Xbox Series X keskmes on meie kohandatud protsessor, mis kasutab meie AMD partnerite uusimaid RDNA 2 ja Zen 2 arhitektuure, et pakkuda oma klassi parimat järgmise põlvkonna protsessorit, mis pakub rohkem kui 12 TFLOP-i GPU võimsust ja rohkem kui 4 korda suuremat protsessorit. Xbox One X-i töötlemisvõimsus. Xbox Series X sisaldab 16 GB GDDR6-mäluga, sealhulgas 10 GB GPU-ga optimeeritud mäluga 560 GB/s, et protsessorit oleks kitsaskohtadeta toidetud, kõigist järgmise põlvkonna konsoolidest suurim mäluriba. Salvestussüsteemi alamsüsteemi analüüsides sai selgeks, et oleme jõudnud traditsioonilise kõvakettatehnoloogia ülempiirini ja oma disainipüüdluste elluviimiseks peame oma Xbox Series X-i lähenemisviisi radikaalselt ümber mõtlema ja muutma.

Järgmise põlvkonna mängukujunduse ja loomingulise visiooni volitamine

Kaasaegsed mängud nõuavad märkimisväärsel hulgal andmeid, et luua realistlikud maailmad ja universumid, mida mängijad kogevad. Protsessori optimaalse jõudluse tagamiseks tuleb kõik need andmed salvestusruumist mällu laadida. Massiivsete, dünaamiliste avatud maailma keskkondade ja elavate, püsivate, tihedama ja mitmekesisemate maailmade plahvatuslik levik on ainult suurendanud nõutavate andmete hulka. Keskkonnaandmetest, kõrge hulknurksetest tähemärkide mudelitest, kõrge eraldusvõimega tekstuuridest, animatsiooniandmetest, heli- ja videoallikafailidest ja muust koosnevad kõik koos, et pakkuda mängijale kõige kaasahaaravamat mängukeskkonda.

Hoolimata kaasaegsete mängumootorite ja vahevara võimest mänguvarasid kohalikust salvestusruumist mällu voogesitada, peavad tasemekujundajad ikka sageli looma kitsad teed, koridorid või liftid, et ületada traditsioonilise kõvaketta ja I/O torujuhtme piiranguid.. Neid mängusiseseid elemente kasutatakse sageli selleks, et varjata vajadust eelmise tsooni varad mälust maha laadida, samal ajal kui järgmise mänguruumi jaoks uusi varasid laaditakse. Kui arutasime arendajate püüdlusi nende järgmise põlvkonna mängude osas ja praeguse põlvkonna tehnoloogia piiranguid, siis see väljakutse kasvab plahvatuslikult ja piirab veelgi ambitsioone tõeliselt transformatiivsete mängude järele. See tagasiside mõjutas Xbox Velocity Architecture disaini ja arendamist.

Tutvustame Xboxi kiiruse arhitektuuri

Xbox Velocity Architecture loodi järgmise põlvkonna mänguvarade voogesituse ülima lahendusena. See traditsioonilise I/O alamsüsteemi radikaalne taasleiutamine mõjutas otseselt Xbox Series X disaini kõiki aspekte. Kui meie kohandatud protsessor on Xbox Series X keskmes, on Xboxi kiirusarhitektuur hing. Tänu riist- ja tarkvarauuenduste sügavale integreerimisele tagab Xbox Velocity Architecture uue põlvkonna mängukogemuse erinevalt kõigest, mida olete varem näinud.

Xbox Velocity Architecture koosneb neljast peamisest komponendist: meie kohandatud NVME SSD, riistvarakiirendusega dekompressiooniplokid, uhiuus DirectStorage API kiht ja proovivõtturi tagasiside voogesitus (SFS).

Sukeldume igasse komponenti sügavalt:

• Kohandatud NVME SSD: Xboxi kiirusarhitektuuri aluseks on meie kohandatud 1 TB NVME SSD, mis tagab 2,4 GB/s töötlemata sisend-/väljundi läbilaskevõime, mis on üle 40 korra suurem kui Xbox One. Traditsioonilised personaalarvutites kasutatavad SSD-kettad vähendavad sageli jõudlust soojuse suurenemise või draivi hoolduse ajal. Xbox Series X kohandatud NVME SSD on loodud järjepidevaks ja püsivaks jõudluseks, mitte tippjõudluseks. Arendajatel on alati garanteeritud I/O jõudluse tase ning nad saavad oma mänge usaldusväärselt kavandada ja optimeerida, kõrvaldades tõkked ja piirangud, millega nad peavad täna toime tulema. Sama järjepideva ja püsiva jõudluse tase kehtib ka Seagate’i laiendatava mälukaardi kohta, mis tagab teile täpselt sama mängukogemuse olenemata mängu asukohast.
• Riistvara kiirendatud dekompressioon:Mängupaketid ja varad tihendatakse, et minimeerida allalaadimisaegu ja iga üksiku mängu jaoks vajalikku salvestusruumi. Riistvaraliselt kiirendatud toega nii tööstusharu standardsele LZ-dekompressorile kui ka täiesti uuele patenteeritud algoritmile, mis on spetsiaalselt loodud tekstuuriandmete jaoks nimega BCPack, pakub Xbox Series X arendajatele mõlemast maailmast parimat, et saavutada tohutut kokkuhoidu ilma kvaliteedi või jõudluse vähenemiseta.. Kuna tekstuuriandmed moodustavad olulise osa mängu kogumahust, millel on lisaks üldotstarbelisele LZ-dekompressorile ka tekstuuriandmete jaoks optimeeritud algoritm, saab mõlemat mängupaketi üldsuuruse vähendamiseks kasutada paralleelselt. Eeldades tihendussuhet 2:1, pakub Xbox Series X pealkirja tõhusat 4,8 GB/s I/O jõudlust. umbes 100 korda suurem kui praeguse põlvkonna konsoolide I/O jõudlus. Tarkvaras sarnase dekompressioonitaseme saavutamiseks on vaja rohkem kui 4 Zen 2 protsessori südamikku.
• Uus DirectStorage API:Standardsed faili sisend-/väljund-API-d töötati välja rohkem kui 30 aastat tagasi ja need on praktiliselt muutumatud, samas kui salvestustehnoloogia on sellest ajast saadik teinud olulisi edusamme. Analüüsides mängude andmetele juurdepääsu mustreid ja SSD-tehnoloogia uusimaid riistvaratäiustusi, teadsime, et peame arendama uusimat tehnikat, et anda rohkem kontrolli arendajate kätte. Lisasime DirectX-i perekonda uhiuue DirectStorage API, pakkudes arendajatele täpset kontrolli oma I/O toimingute üle, võimaldades neil luua mitu I/O järjekorda, seada prioriteediks ja minimeerida I/O latentsust. Need otsese ja madala juurdepääsuga API-liidesed tagavad, et arendajad saavad täielikult ära kasutada riistvara pakutavat töötlemata sisend-/väljundjõudlust, mille tulemuseks on laadimisajad või kiired reisisüsteemid, mis on just sellised. .. kiiresti.
• Sampleri tagasiside voogesitus (SFS):Sampler Feedback Streaming on uhiuus uuendus, mis on üles ehitatud Xboxi kiirusarhitektuuri kõigile teistele edusammudele. Mängu tekstuurid on optimeeritud erinevate detailide ja eraldusvõimega, mida nimetatakse mipmapsiks, ja neid saab kasutada renderdamisel vastavalt sellele, kui lähedal või kaugel objekt mängijast asub. Kui objekt liigub mängijale lähemale, peab tekstuuri eraldusvõime suurenema, et pakkuda mängijate ootuspäraseid teravaid detaile ja visuaale. Need suuremad mip-kaardid nõuavad aga märkimisväärselt palju mälu võrreldes madalama eraldusvõimega mip-kaartidega, mida saab kasutada juhul, kui objekt asub stseenis kaugemal. Tänapäeval peavad arendajad laadima mällu kogu mip-taseme isegi juhtudel, kui nad võivad võtta vaid väga väikese osa üldisest tekstuurist. Xbox One X-ile lisatud spetsiaalse riistvara kaudu suutsime analüüsida GPU tekstuurimälu kasutamist ja avastasime, et GPU pääseb sageli juurde vähem kui 1/3-le tekstuuriandmetest, mis on vajalikud mällu laadimiseks. Üks stseen sisaldab sageli tuhandeid erinevaid tekstuure, mille tulemuseks on ebatõhusa kasutamise tõttu märkimisväärne mälu ja I/O ribalaiuse kasutamise vähenemine. Selle ülevaate abil saime Xbox Series X GPU-le luua ja lisada uusi võimalusi, mis võimaldavad sellel nõudmisel laadida mällu ainult mip-taseme alamosi, mis on õigel ajal, kui GPU andmeid vajab. Selle uuenduse tulemuseks on ligikaudu 2,5 korda suurem sisend/väljundvõimsus ja mälukasutus, mis ületab keskmiselt töötlemata riistvara võimalusi. SFS pakub tõhusat kordaja saadaolevale süsteemimälule ja I/O ribalaiusele,

Tänu I/O läbilaskevõime tohutule suurenemisele, riistvarakiirendatud dekompressioonile, DirectStorage’ile ja Sampler Feedback Streaming’i pakutavale tõhususe olulisele kasvule võimaldab Xboxi kiirusarhitektuur Xbox Series X-l pakkuda tõhusat jõudlust, mis ületab töötlemata riistvara spetsifikatsioone, pakkudes otsest tulemust., kohene ja madalal tasemel juurdepääs enam kui 100 GB SSD-le salvestatud mänguandmetele just õigel ajal, kui mäng seda nõuab. Need uuendused avavad uusi mängukogemusi ning sügavust ja keelekümblust, mis on erinevalt kõigest, mida olete varem mängudes kogenud.

Järgmise põlvkonna kogemuste avamine

Mida see kõik teie kui mängija jaoks tähendab? Kuna tööstuse kõige loomingulisemad arendajad ja vahevaraettevõtted on hakanud neid uusi võimalusi uurima, ootame kogu järgmise põlvkonna jooksul märkimisväärset uuendust, kuna see revolutsiooniline uus arhitektuur võimaldab täiesti uusi stsenaariume, mida pole kunagi varem mängude puhul võimalikuks peetud. Xboxi kiirusarhitektuur pakub jõudlust ja võimalusi uuel tasemel, mis ületab riistvara enda töötlemata spetsifikatsioonid. Xbox Velocity Architecture mõtleb põhjalikult ümber, kuidas arendaja saab Xbox Series X pakutavat riistvara ära kasutada. Alates täiesti uutest renderdustehnikatest kuni laadimisaegade virtuaalse kaotamiseni kuni suuremate ja dünaamilisemate elumaailmadeni, kus saate mängijana valida, kuidas soovite uurida, me ei saa olla rohkem elevil juba nähtavate varajaste tulemuste pärast. Lisaks on Xboxi kiirusarhitektuur avanud veelgi rohkem võimalusi ja võimaldanud uusi uuendusi platvormi tasemel, näiteks Quick Resume, mis võimaldab teil mitme mängu puhul koheselt jätkata sealt, kus pooleli jäite, parandades üldist mängukogemust kõigi Xboxi seeria mängijate jaoks. X.

Me ei jõua ära oodata, kuni mängijad üle kogu maailma saavad kogeda Xbox Series X uue põlvkonna mängukogemusi sel pühal ja pärast seda. Xboxi kiiruse arhitektuuri kohta lisateabe saamiseks vaadake ülaltoodud videot.