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Desbloqueando la potencia: memoria, CPU y audio
Los números cuadran: Microsoft ha cumplido con el objetivo de los seis teraflops de rendimiento en la GPU, pero se necesitan otras mejoras en otras áreas de la arquitectura de la consola para maximizar la efectividad del hardware. Tal y como hemos comentado muchas veces en nuestros análisis de tarjetas gráficas, las GPUs requieren un montón de ancho de manda para soportar las cantidades de pixeles que se mueven en Ultra HD.
"Con los recursos 4K, las texturas son más grandes y también los objetivos de render. Esto implica un par de cosas: necesitas más espacio y necesitas más ancho de banda. La pregunta es, ¿cuánto?", dice Nick Baker, Distinguished Engineer. "Odiaríamos crear esta GPU y luego acabar quedándonos cortos con la memoria. Así que todo en ese análisis del que hablaba Andrew pudimos estudiar el efecto que tendrían diferentes anchos de banda de memoria, y rápidamente vimos que necesitaríamos más de 300GB/s. Al final decidimos optar por 326GB/s. En Scorpio estamos usando una interfaz GDDR5 de 384 bits, y eso son doce canales. Cada canal es de 32 bits".
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Scorpio no usa GDDR5X ni depende de ESRAM para ampliar el ancho de banda. En total monta 12GB de RAM con módulos GDDR5 a 6.8GHz en una interfaz de memoria de 384 bits.
Scorpio reparte sus módulos GDDR5 a lo largo de una interfaz GDDR5 de 384 bits ("Tenías razón con eso", dice Goossen entre risas) con doce canales de 32 bits. Esos módulos funcionan a 6.8GHz, lo cual ofrece un ancho de banda de 326GB/s, con el beneficio adicional de que Microsoft usa el sistema de compresión de color delta (DCC) de AMD, un elemento que no estaba presente en Xbox One. Y sí, Scorpio tiene 12GB de memoria, tal y como indicaba el render de la placa madre que mostró Microsoft en el E3, de las cuales 8GB están disponibles para los desarrolladores y 4GB se reservan para el sistema. Eso supone 1GB extra de memoria reservada respecto a Xbox One, necesaria para que el dashboard funcione a 4K nativo. Los juegos tendrán a su disposición un 60% más de memoria, y para garantizar que los tiempos de carga son consistentes con los de los juegos de Xbox One Scorpio montará un disco duro de 1TB con un ancho de banda un 50% más grande.
Tal y como desvelamos hace un par de meses, el diseño de Scorpio descarta la ESRAM. "Con la memoria de sistema que tenemos, tenemos suficiente ancho de banda para cubrir lo que obteníamos con la ESRAM", aclara Nick Baker. "Simplemente usamos el sistema de memoria virtual para mapear las 32MB de dirección física que los juegos antiguos creían tener en la GDDR5. La latencia es más alta, pero en términos del agregado de rendimiento, la mejora en el ancho de banda y el incremento en el rendimiento de la GPU lo compensan y garantizan que no hay problemas".
En lo que respecta a la CPU, se ha especulado mucho con que Scorpio utilizaría la nueva tecnología Ryzen de AMD, algo que creíamos improbable debido a los tiempos de fabricación, por no mencionar que Microsoft ya dijo el año pasado que su nueva consola tendría ocho núcleos. Todo apuntaba en realidad a unos núcleos Jaguar como los de Xbox One pero más veloces, y al final resulta que la configuración de la CPU de Scorpio es una evolución de dicha tecnología, aunque con muchos cambios y con tareas clave que se descargan en el hardware dedicado.
"Así que son ocho núcleos, organizados en dos clusters con un total de 4MB de cache L2. Estas CPUs están hechas a medida para Scorpio y funcionan a 2.3GHz. Volviendo a los objetivos, queríamos mantener el 100% de retrocompatibilidad con Xbox One y Xbox One S, al tiempo que aumentábamos el rendimiento" explica Nick Baker.
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Scorpio alcanza una extraordinaria eficiencia y velocidad de reloj gracias a -en parte- que se calibra cada placa base para el procesador que se monta en ella. Esto se denomina 'método Holvis', en honor al ingeniero que ideó el concepto.
Los nuevos núcleos x86 de Scorpio son un 31% más rápidos que los de Xbox One, con muchos cambios a medida para reducir la latencia y mantener el procesador más ocupado, aumentando también la coherencia en el rendimiento entre la CPU y la GPU. También se descargan muchas cosas en el hardware, parte de lo cual se hereda de Xbox One pero con otros aspectos radicalmente nuevos. El procesador de sonido de Xbox One da el salto a Scorpio y gana una nueva funcionalidad, surround espacial con el que se añade un componente de 'altura' a la actual configuración 7.1. Scorpio también será compatible con Dolby Atmos para juegos, Dolby Atmos para auriculares y presentará un formato propietario de Microsoft llamado HRTF, desarrollado por el equipo de Hololens. Debido a que el APB (Audio Processor Block) es básicamente idéntico al de XboxOne, todas las iteraciones de la consola se beneficiarán de esa mejora en el sonido surround.
Sin embargo, el aspecto potencialmente más emocionante en el rediseño de la CPU no está relacionado con los bloques del procesador, sino en el command processor que gestiona la GPU - el hardware que recibe las instrucciones de la CPU y las envía al núcleo gráfico.
"Básicamente hemos pasado a Direct3D 12", explica Gooseen. "Hemos añadido eso al command processor de la GPU y lo que significa es que con todas las invocaciones API de alta frecuencia que hacen los juegos, todas se implementan de forma nativa en la lógica del command processor, con lo cual la comunicación del juego con la GPU es súper eficiente".
Procesar las llamadas de dibujado -diciéndole al hardware gráfico qué debe dibujar- es una de las tareas más importantes que realiza la CPU. Esto puede consumir un montón de recursos del procesador, con una pipeline que normalmente supone miles -puede que incluso cientos de miles- de instrucciones de la CPU. Al descargarlo en el hardware de Scorpio, cualquier llamada de dibujado se ejecuta con apenas once instrucciones, y solo nueve para un cambio de estado.
"Es un gran logro para nosotros y para los desarrolladores que han adoptado D3D12 en Xbo, ya que nos han dicho que han podido reducir la carga de renderizado en la CPU a la mitad, algo bastante increíble porque ahora la porción del driver supone una fracción muy pequeña", añade Goossen.
Seamos claros, entonces: Project Scorpio no tiene núcleos Ryzen, pero el equipo Xbox no está preocupado por ello. "En lo que respecta a la CPU, seguimos cumpliendo con los objetivos gracias a los cambios a medida que hemos realizado", apunta Kevin Gammill. "Al final seguimos siendo un producto de consumo. Queremos tener un precio que sea atractivo para los consumidores. Hay que equilibrar las dos cosas".
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El interior de la nueva Xbox. Aquí están los componentes principales y cómo se montan en el compacto sistema final.
El procesador Scorpio Engine tiene un tamaño de 360mm2, con siete mil millones de transistores. Pudimos ver el mapa del chip, con los cuatro shader engines ocupando gran parte de la die, situados a la izquierda. Cada SE tiene once unidades de computación, de las cuales se desactiva una en cada bloque para aumentar la viabilidad de los chips en la línea de producción. A la derecha de la GPU están los dos clusters de núcleos CPU a medida, mientras que la interfaz de memoria se desvía a los extremos del chip.
También se integra el último media block de AMD, con lo cual la función Xbox GameDVR se mejora hasta 4K60 usando el codec de nueva generación HEVC, e incluso puedes captura tu contenido con HDR. También se introduce lo que Microsoft denomina captura de pantalla retroactiva, con la cual puedes moverte por tus capturas frame a frame para sacar la mejor imagen, sin tener que apretar el botón en el momento exacto, como hasta ahora.
"Para la pantalla, evidentemente, usamos HDMI 2.0 - lo necesitamos para el frame-rate adicional a 4K, así como HDR y la mejora en la gama de colores", explica Baker. "Además, siempre hemos creído en la idea de tener una potencia de proceso flexible con tres planos, así que puedes tener el juego, el dash y vídeo reproduciéndose al mismo tiempo. Cada uno tiene capacidades simétricas en términos de sampling, con lo cual tenemos un filtro multi-tap de gran calidad. Por ejemplo, si renderizas a 4K y usas un televisor 4K, puedes usar eso para hacer un sample de gran calidad".
El downsampling a 1080p es un punto importante. Los lectores habituales de Digital Foundry saben que somos muy vocales con la idea de que los modos PS4 estén disponibles para todos los usuarios, independientemente de la pantalla que se conecte a la consola. Los modos de rendimiento deberían estar disponibles para los usuarios con 4K, mientras que el renderizado Ultra HD debería estar disponible para hacer downsampling para los usuarios que usan televisores 1080p. Microsoft obligará a los desarrollares a esto, aparte de imponer el requisito de que todos los juegos funcionen con el mismo frame-rate (o mayor) que en la Xbox One estándar.
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Como mola leer tanto sonyer y pcero camuflado con la bilis, sencillamente la consola es mejor a todo lo que hay ahora. Yo la compraré. Mientras, ir desinformando y demás para sentiros mejor con vuestra máquina. ![[poraki]](/images/smilies/nuevos/dedos.gif "por aquí!")
