PS4 Pro incluye 1 GB extra de RAM DDR3 y varias funciones únicas en su GPU

Sony organizó esta semana una serie de entrevistas con Mark Cerny, el ingeniero responsable del diseño de PlayStation 4 y del nuevo modelo Pro, a través de las cuales hemos podido conocer todos los detalles acerca de la aproximación de la compañía hacia los juegos en calidad 4K.

La nueva información proporciona respuestas a las dudas con respecto a las posibilidades de una consola que, aunque duplica la potencia de proceso gráfica del modelo base, no parece suficientemente preparada en papel como para la promesa de una resolución nativa que cuadriplica la de los títulos más detallados en PS4. También nos permite entender mejor el planteamiento de Sony con respecto a las generaciones de consolas.



Sabíamos desde su presentación que el nuevo modelo proporcionaría a los desarrolladores 512 MB de memoria extra, pero no de dónde iban a sacarlos o por qué no era posible aplicar esa mejora a la PS4 estándar. Ahora sabemos que Pro incluye 1 GB de memoria DDR3 adicional a los 8 GB GDDR5 del modelo base, que servirá para cubrir las necesidades de aplicaciones en segundo plano como Netflix, liberando casi esa misma cantidad de la memoria principal.


De ese gigabyte ganado, aproximadamente la mitad se reserva para juegos mientras que la otra mitad la empleará la nueva interfaz adaptada a resolución 4K. Aunque esos 512 MB pueden ser usados como el desarrollador vea apropiado, lo más probable es que se consuman con tareas como los mayores buffers requeridos por el aumento de resolución, sin dar la posibilidad de forma directa de emplear los packs de texturas para 4K que vemos en algunos títulos de PC.

Sea como fuere, el propósito de Sony es, ante todo, facilitar a los desarrolladores el trabajo con dos modelos de PlayStation 4 y el soporte para los nuevos televisores sin que precisen invertir excesivo tiempo ni dinero en su objetivo (algo que sí implica la creación de dichos packs), manteniendo un presupuesto casi igual al de los proyectos para el modelo actual de PS4.

En cuanto a las funciones únicas que mencionamos, Cerny explica en primer lugar que la relación entre el fabricante de GPUs y el de consolas es un poco distinta a la que se presupone de forma habitual, con Sony participando de forma activa en el diseño de la solución a emplear en su consola. De esta forma, recuerda que la característica asynchronous compute debutó en PS4 antes de estandarizarse en las GPUs para DirectX 12 de AMD y con el nuevo modelo se produce una situación similar.


La gráfica de Pro, similar en su diseño a una AMD RX480 (Polaris), incorpora dos elementos que en el calendario de AMD esperarán probablemente hasta la siguiente generación (Vega) para formar parte de las GPUs de consumo. La primera de ellas tiene que ver con la gestión de variables de media precisión (16 bits en lugar de 32). En PS4 Pro cada unidad de proceso podrá manejar simultáneamente dos operaciones sobre estas variables en el mismo tiempo que llevaría una sobre un valor de 32 bits, sacrificando precisión decimal a cambio de un rendimiento de 8,4 teraflops.

Evidentemente esta solución no es aplicable a cualquier variable, aunque desarrolladores como los de Mantis Burn Racing ya están haciendo uso de esta característica para proporcionar resolución 4K nativa incluso en el modo de pantalla partida para cuatro jugadores.

La otra característica añadida por AMD se aplica al llamado work distributor, un procesador que gestiona la asignación de recursos y tareas en la GPU y que en PS4 Pro incluye funciones destinadas a acelerar el dibujado de escenas con una gran cantidad de objetos pequeños que no están en Polaris. El WD permite repartir un mismo segmento de código entre varias unidades de proceso optimizando el uso de la potencia disponible.


Finalmente, Sony ha complementado el diseño de AMD con el llamado ID buffer, un sistema implementado en el hardware que almacena las posiciones y varias características de los objetos hasta el nivel triángulo, del mismo modo que un Z buffer guarda los datos de profundidad de la escena. La aplicación de este ID buffer radica en la posibilidad de utilizar su información en algoritmos de reconstrucción como los de antialiasing temporal (basados en los frames anteriores) o en la técnica checkerboard para escalado a 4K.


La primera de las tres posibilidades para dibujar en 4K no requiere de mucha explicación: algunos estudios han encontrado que los 4,2 teraflops son suficientes para cuadruplicar la resolución de sus juegos en el nuevo modelo, habitualmente en títulos de menor carga gráfica como The Last of Us Remastered (que no deja de ser una mejora relativamente simple de un juego de la anterior generación), The Elder Scrolls Online o el mencionado Mantis Burn Racing.


La segunda opción, que no habíamos conocido hasta ahora, es especialmente sencilla de implementar, con Cerny estimando que una sola persona en pocos días puede tener listo el correspondiente parche para un juego de PS4. Al emplear geometry rendering, el juego toma la imagen básica para 1080p añadiéndole la información de profundidad que precisaría en 4K y aprovechando el ID buffer correspondiente a esa resolución para escalar el resultado hasta 2160p.

El coste de proceso es prácticamente el mismo que en la resolución de partida (salvo para elementos con transparencias que sí requieren más pasadas) y la imagen final cuenta con todos los píxeles distintos necesarios, pero a costa de que dado que los pixel shaders se ejecutan exactamente igual, la resolución de texturas y de los efectos especulares es la misma que en 1080p. Este sería el sistema empleado en algunas escenas de Infamous First Light que se mostraron durante la presentación y adolecían de texturas borrosas en una imagen definida.


La tercera opción, recomendada por Sony y empleada por 9 de los 13 juegos mostrados hasta ahora, es el empleo del algoritmo checkerboard rendering desde una resolución base de aproximadamente la mitad de píxeles que el formato 4K (Cerny se refiere en una ocasión a un formato de ancho completo y la mitad del alto, 1530p, pero varios estudios han confirmado que parten desde 1800p). Aprovechando la resolución completa del ID buffer (que no añade apenas coste computacional) y aplicándola a un código de antialiasing que tiene en cuenta información espacial y temporal (como el que por ejemplo usa Quantum Break), los juegos pueden obtener una imagen muy similar a la resolución nativa, especialmente en los segmentos en los que la escena no cambia súbitamente.

Esta técnica proporciona una mejor calidad de imagen pero a costa de un mayor coste de proceso y desarrollo, elevando la estimación de Cerny hasta varias semanas. Diferentes estudios aplican también distintas estrategias (buscando un compromiso entre la resolución de base y la calidad de los efectos, por ejemplo) o combinan el algoritmo con otros como el de cambio de resolución dinámica de Deus Ex Mankind Divided; algunos como los responsables de Uncharted 4, el nuevo juego de Spiderman o For Honor escogen directamente aproximaciones propias para su versión 4K.

Como últimos datos interesantes respecto a implementaciones concretas, Cerny explicó que Epic dibujará Paragon a 1080p independientemente del televisor conectado, añadiendo en Pro efectos especiales y detalle generado procedimentalmente a todas las superficies y que Mass Effect Andromeda sigue el camino de Tomb Raider y proporciona un modo gráfico de mayor detalle en 1080p aparte de usar checkerboard desde 1800p para 4K.

Finalmente, Cerny explicó también una de las mejoras que PS4 Pro permitirá aplicar a los títulos para PlayStation VR, similar en su concepto al foveated rendering que se busca en otros sistemas de RV. La implementación de un sistema multi-resolution permitirá generar las imágenes para el visor a una resolución más baja en los extremos laterales, alejados del área cubierta por la visión directa, ahorrando potencia de proceso de forma considerable sin que el usuario lo note.


Terminamos con una conclusión basada en las palabras de Cerny con respecto a lo que supone un cambio de generación. En la entrevista deja claro que el objetivo de Sony con este modelo es dar soporte a una experiencia de mayor fidelidad gráfica y sobre todo a los nuevos televisores (aunque no obliguen a los desarrolladores a usar la potencia extra para eso) y que un auténtico cambio de generación está definido para él por una nueva arquitectura de CPU y un incremento masivo de la capacidad de memoria disponible.

Así, PS4 Pro ha sido diseñada pensando claramente en que como mejora sobre el modelo estándar su compatibilidad debía ser absoluta, razón por la que ha sido necesario escoger una GPU que básicamente refleja en un espejo la disposición de la base, permitiendo desactivar la mitad de las unidades de proceso en el modo compatible con los títulos no parcheados o desarrollados para Pro y aplicando solamente un incremento de frecuencia a una CPU que podría en caso contrario haber sido sustituida por otra mucho más potente.

Cerny explica que ninguna otra configuración les permitía garantizar la compatibilidad con los 700 títulos existentes y parece implicar que en Sony sí piensan en una PS5 radicalmente distinta cuando se complete la generación actual. Esta postura parecería contraria a la de Microsoft, cuyos representantes han hablado en varias ocasiones de una plataforma Xbox que sea permanentemente compatible con los títulos lanzados y vaya recibiendo unidades con la misma arquitectura pero mayor potencia en el futuro (como el modelo Scorpio del próximo invierno).

Fuente: El detalladísimo análisis de la entrevista en Eurogamer