Microsoft kertoi Xbox Series X:n järjestelmäpiirin ominaisuuksista tarkemmin

[Kaotik]

Kaotik kirjoitti uutisen/artikkelin:
Microsoft paljasti Xbox Series X:n järjestelmäpiirin tekniset ominaisuudet jo aiemmin, mutta säästi tarkemmat tekniset yksityiskohdat parhaillaan verkossa pidettäville Hot Chips 32 -messuilla. XSX:n järjestelmäpiiri on edeltäjiensä tapaan AMD:n semi-custom APU-piiri.

[gallery link="file" ids="51032,51036,51031"]

XSX:n järjestelmäpiiri valmistetaan TSMC:n ”N7 Enhanced” prosessilla, mitä ei löydy aiemmin tiedossa olleiden 7 nanometrin prosessien listalta. Tarkemmin tiedusteltaessa Microsoftin edustaja kommentoi, ettei kyse ole perustason 7 nanometrin prosessista (N7), vaan AMD:n ja TSMC:n yhteistyön tuloksena parannellusta prosessista, mutta eroista tiedossa olleisiin N7-, N7P- ja N7+ EUV -prosesseihin ei kerrottu. Järjestelmäpiiri rakentuu 15,3 miljardista transistorista ja sen pinta-ala on 360,4 mm^2. BGA-paketoidun sirun pohjasta löytyy yhteensä 2963 kontaktia.

Järjestelmäpiirin prosessoriytimet perustuvat Zen 2 -arkkitehtuuriin ja nyt Microsoft varmisti niiden käyttävän esimerkiksi Renoirin tapaan 4 Mt:n L3-välimuistia per neljä ydintä, eli yhteensä 8 Mt:n L3-välimuistia. Prosessoriytimet toimivat 3,8 GHz:n jatkuvalla kellotaajuudella ilman Boost-kellotaajuuksia.

[gallery link="file" columns="2" size="medium" ids="51039,51038"]

Äänentoistosta on vastuussa Microsoftin itsensä suunnittelemat CFPU2, MOVAD ja Logan. CFPU2 rakentuu kahdesta 4-way FP SIMD DSP:stä (Floating Point Single Instruction, Multiple Data Digital Signal Processor) ja neljästä liulukuyksiköstä. MOVAD on puolestaan Opus-dekooderi, joka kykene purkamaan reaaliajassa yli 300 Opus-enkoodattua äänikanavaa. Logan rakentuu puolestaan neljästä DSP-ytimestä ja se kykenee yli 300 XMA-enkoodatun kanavan purkamiseen reaaliajassa. Muita Microsoftin omaan suunnitteluun perustuvia yksiköitä ovat tietoturvasta vastaava HSP/Pluton sekä SSD:ltä tulevan pakatun datan purusta vastaava MSP.

MSP:tä hyödynnetään myös DirectX 12 Ultimaten ominaisuuksiin lukeutuvan Sampler Feedback Streaming- eli SFP-ominaisuuden kanssa. SFS:n avulla voidaan optimoida tekstuurien ja niiden eri mipmap-tasojen latausta muistiin, mikä Microsoftin mukaan mahdollistaa noin 2,5-kertaisen määrän tekstuureita ruudulle. SFS hyödyntää myös DirectStorage-rajapintaa ja MSP-yksikköä, joka tarjoaa noin 2:1-suhteen häviöttömän pakkauksen BC-tekstuureille, mutta tukee myös häviöllistä pakkausta korkeammalla pakkaussuhteella. SFS:n kanssa hyödynnetään uutta suodatinta, mikä minimoi tekstuuritasojen välisen siirtymän artifaktit ja tuottaa paremman tuloksen, kuin perinteinen bilineaarinen suodatus.

[gallery link="file" columns="2" size="medium" ids="51043,51047"]

XSX:n grafiikkaohjain perustuu AMD:n RDNA2-arkkitehtuuriin. 1825 MHz:n kellotaajuudella toimiva GPU on varustettu moniytimisellä komentoyksiköllä, uudistetulla Mesh Shading -ominaisuutta tukevalla geometriayksiköllä sekä yhteensä aktiivisella 26 Dual Compute Unit -yksiköllä, eli vanhalla kaavalla 52 Compute Unit -yksiköllä, jotka on jaettu kahteen Shader Engineen. Todellisuudessa kummassakin SE:ssä on 14 DCU-yksikköä, mutta niistä on kummassakin poistettu yksi käytöstä saantojen parantamiseksi.

Dual Compute Unit rakentuu tuttuun tapaan neljästä SIMD-yksiköstä ja neljästä skalaari-ALU:sta, sekä niiden parina olevasta teksturointiyksiköstä. Ne kykenevät aloittamaan 7 käskyn suorittamisen kellojaksoa kohti ja suorittamaan 32 FP32-tarkkuuden FMAD-käskyä per SIMD-yksikkö. Teksturointiyksikköön on lisätty RDNA2-arkkitehtuurin myötä säteenseurantaa kiihdyttävä törmäystarkistin. Koska törmäyksentarkistin jakaa samat väylät, rekisterit ja välimuistit teksturoinnin kanssa, kykenee kukin Compute Unit neljään teksturointi- tai säteenseurantatehtävään kellojaksoa kohti. Microsoftin mukaan CU:t ovat kellojaksoa kohti 25 % nopeampia, kuin aiemman sukupolven.

[gallery link="file" columns="2" size="medium" ids="51044,51046"]

Microsoftin mukaan XSX:n GPU:ssa on säteenseurannan kiihdytystä varten kustomoidut ray-box- ja ray-triangle-yksiköt, mutta ennen kuin AMD kertoo RDNA2:n säteenseurantakiihdytyksestä enemmän, on mahdotonta sanoa miten ne eroavat toisistaan. MS:n yksiköt kykenevät parhaimmillaan 380 miljardiin ray-box- ja 95 miljardiin ray-triangle -tarkistukseen sekunnissa. Varsinainen BVH-puussa eteneminen lasketaan varjostinyksiköillä, mutta se ei varaa varjostinyksiköitä vaan ne ovat vapaita suorittamaan myös muita laskuja kapasiteettinsa mukaan. Varsinainen suorituskyky riippuu luonnollisesti useista eri tekijöistä, mutta MS tiivistää niiden tuovan 3 – 10 -kertaisen suorituskyvyn vähäisellä pinta-alan tarpeella.

XSX:n GPU tukee myös Variable Rate Shading -ominaisuutta. Se kykenee määrittämään käytetyn kertoimen per 8x8 pikselin joukko ja tuettuja kertoimia ovat 1x2, 2x1 ja 2x2 per väri. Sen luvataan säilyttävän objektien reunojen täyden tarkkuuden ja olevan vapaa erilaisista artifakteista ja muista vastaavista ongelmista sekä olevan yhteensopiva Temporal Anti-aliasing -reunojenpehmennysteknologioiden kanssa. GPU tukee myös koneoppimisen päättely- eli inference-laskuja, mitkä soveltuvat esimerkiksi tekoälytehtäviin ja erilaisiin skaalaustekniikoihin. Niiden luvataan olevan 3 – 10 kertaa niin nopeita, kuin ilman kiihdytystä. Tuettuna on myös uusi 32-bittinen HDR-formaatti (9-bittiset mantissat, 5-bittinen jaettu eksponentti eli 9:9:9:E5), jonka kerrotaan tarjoavan paremman laadun kuin 11:11:10 ja toimivan kaksinkertaisella nopeudella 64-bittiseen HDR:ään verrattuna käyttäen samalla vain puolet kaistaa.



XSX:n näyttöohjain tukee luonnollisesti HDR-formaatteja ja sen HDR-prosessoinnin kerrotaan perustuvan lineaarisiin valoarvoihin gamman sijasta. Se tukee HDMI 2.1 -ulostuloa kaikkine herkkuineen automaattisine Low Latency -tiloineen ja vaihtelevine virkistystaajuksineen. Tuettuna on myös 10 Gb:n Fixed Rate Liink DSC-tuen kera, mikä mahdollistaa 8K-resoluution HDR 444 YUV- tai RGB-väreillä 60 FPS:n nopeudella. Videopuolella tuettuina ovat parhaimmillaan 8K-resoluution AVC-, HEVC- ja VP9-purku HDR:n kera sekä AVC- ja HEVC-pakkaus niin ikään HDR:n kera.

Lähde: AnandTech

Linkki alkuperäiseen juttuun

 

[BOT]

En ihan kaikkea 100 % sisäistänyt, mutta mielikuva jäi kuten jo aiemmin tiedettiin, että GPU:ssa on reilusti paukkuja kuten pitääkin. Hämmentävää edelleen miten jostain SSD-asemasta saadaan niin iso hehkutus, kun jokainen tietää vähintäänkin liskoaivojen tasolla, että grafiikkapiirillä ne pikselit lopulta murskataan - keskustelu on päättynyt. Silti nuo nopeat SSD:t ovat siistejä minustakin, eikä tämän Xboxin yksilössä ole mitään vähättelemisen aihetta.

Nuo pakkaustekniikat tekstuureiden suhteen ja muut fiksut kaistansäästöt vaikuttavat niiltä kikoilta mitkä aidosti mahdollistavat huikeasti optimoituja konsolipelejä tässä sukupolvessa, mitä tietääkseni pystytään hyödyntämään myös PC:llä, kuten ainakin DirectX 12 Ultimatea. Tässä mielessä diat ovat paljolti markkinapuhetta kun tekniikat löytyvät muiltakin alustoilta (Navi 2). Hieno ominaisuus silti tuo 'Variable Rate Shading' esimerkiksi, josta voi lukea lyhyesti mm. täältä. Jää paljolti kuitenkin kehittäjän harteille mitä optimointeja osaa moottorissaan hyödyntää, eli voisi melkein sanoa teknisen osaamisen olevan nyt tärkeämpää pelikehityksessä kuin koskaan jos rakentaa oman moottorinsa. Silloin ei tietysti ole yhtä tärkeää jos käyttää valmista moottoria kuten Unreal Engine tai ei tähtää niinkään hienoon grafiikkaan.

Mitä en pidä uutisen perusteella niin vakuuttavana on säteenseurantaa helpottava törmäystarkistin. Ymmärrykseni sanoo ettei tällä kapasiteetilla tulla mitään huikeita tuloksia näkemään alkuunkaan, vaan tavoite on soveltaa säteenseurantaa joillain tietyillä pinnoilla, kuten vaikka vedenpinnalla, pienoisena kosmeettisena kohotuksena siis. Nvidia tulee varmastikin RTX 3000-sarjan myötä johtamaan reilusti säteenseurannassa ja ehkä alammekin nimenomaan PC-käännösten saralla näkemään jo kohtuullisesti pyöriviä ja yllättävän näyttäviä säteenseurantajuttuja, mutta konsolipuolella tuskin sentään.

 

[zepi]

Ei AV1 tukea RDNA2:ssa?

 

[Kaotik]

Ei AV1 tukea RDNA2:ssa?

Se nähdään kun AMD esittelee ne RDNA2-näyttikset, MS ei ole välttämättä valinnut tuoreinta VCN-versiota

 

[PÌÎUW®[ªøËrhl¾ÇÌ°1¿¼]

Ei AV1 tukea RDNA2:ssa?

Tuo pisti silmään itselläkin. Konsolit kuitenkin ovat monella se #1 mediakeskus kotona, joten AV1 encoderin puuttuminen tarkoittaisi sitä että osaltaan konsolit jarruttaisi tuon koodekin yleistymistä seuraavat 7 vuotta.

 

[Loisteho]

Olisi kyllä aika erikoista, jos AV1 tukea ei tulisi, kun tulevaisuudessa valtaosa videoista tulee olemaan siinä formaatissa. Tuossa seitsemän vuoden päästä suurimmat videopalvelut tukevat näitä "nykypäivän" formaatteja korkeintaan legacynä ja esim. Twitch lopettaa sen legacy -tuenkin muille formaateille vuonna 2025. Mennään aika pahasti metsään jos pelikonsolilla ei pysty katsomaan pelivideoita yhdestä maailman suurimmasta videopalvelusta ilman softalla purkua (=tuuletinta huudattaen).

 

[Kaotik]

Olisi kyllä aika erikoista, jos AV1 tukea ei tulisi, kun tulevaisuudessa valtaosa videoista tulee olemaan siinä formaatissa. Tuossa seitsemän vuoden päästä suurimmat videopalvelut tukevat näitä "nykypäivän" formaatteja korkeintaan legacynä ja esim. Twitch lopettaa sen legacy -tuenkin muille formaateille vuonna 2025. Mennään aika pahasti metsään jos pelikonsolilla ei pysty katsomaan pelivideoita yhdestä maailman suurimmasta videopalvelusta ilman softalla purkua (=tuuletinta huudattaen).

Ei se softapurku automaagisesti tarkoita tuulettimien huudatusta.
Testasin Firefoxilla https://bitmovin.com/demos/av1
Prosessorin käyttöaste nousi Task Managerissa ~5% tai alle, GPU:n ~5-10%, käytössä R7 3700XT ja RX 5700 XT ja konsoleissahan on suurin piirtein saman tason prosessoria eikä GPU:tkaan ainakaan hitaampia.

 

[PÌÎUW®[ªøËrhl¾ÇÌ°1¿¼]

Ei se softapurku automaagisesti tarkoita tuulettimien huudatusta.
Testasin Firefoxilla https://bitmovin.com/demos/av1
Prosessorin käyttöaste nousi Task Managerissa ~5% tai alle, GPU:n ~5-10%, käytössä R7 3700XT ja RX 5700 XT ja konsoleissahan on suurin piirtein saman tason prosessoria eikä GPU:tkaan ainakaan hitaampia.

Onko nuita demoja laajemmalla kirjolla saatavilla? Tuossa näytti 1080p24fps video olevan max 3Mbit/s. Mitenkäs 4k matsku jos leikittäisiin että tulevaisuudessa youtubesta pyörittää 4k60fps vaikka 10Mbit/s - 20Mbit/s.

 

[Kaotik]

Onko nuita demoja laajemmalla kirjolla saatavilla? Tuossa näytti 1080p24fps video olevan max 3Mbit/s. Mitenkäs 4k matsku jos leikittäisiin että tulevaisuudessa youtubesta pyörittää 4k60fps vaikka 10Mbit/s - 20Mbit/s.

Ei käryä, otin vain ekan demon mikä tuli vastaan.

 

[PÌÎUW®[ªøËrhl¾ÇÌ°1¿¼]

Ei käryä, otin vain ekan demon mikä tuli vastaan.

Download video files encoded using Elecard products

Download and watch AV1, HEVC / H.265, AVC / H.264, MPEG-4 videos up to 4K resolution, encoded and decoded using Elecard products.

www.elecard.com

Tuolta löytyi jotain. 4k30fps 13Mbit/s video vie tuommoisen 20% CPU:lta ja 20% GPU:lta. i9900k@4,6GHz / 2070rtx.

 

[Loisteho]

Ei se softapurku automaagisesti tarkoita tuulettimien huudatusta.
Testasin Firefoxilla https://bitmovin.com/demos/av1
Prosessorin käyttöaste nousi Task Managerissa ~5% tai alle, GPU:n ~5-10%, käytössä R7 3700XT ja RX 5700 XT ja konsoleissahan on suurin piirtein saman tason prosessoria eikä GPU:tkaan ainakaan hitaampia.

Juu, kyllä se kohtuu helposti purkaantuu varsinkin näillä kohtuulisilla 1080p30 pätkillä. 4K60 videon purkamisessa onkin sitten 8x enemmän työtä ja hehkutetulla 8K:lla jo 32x enemmän, sekä HDR:n kanssa vielä joitain kymmeniä prosentteja lisää.

 

[Kaotik]

Download video files encoded using Elecard products

Download and watch AV1, HEVC / H.265, AVC / H.264, MPEG-4 videos up to 4K resolution, encoded and decoded using Elecard products.

www.elecard.com

Tuolta löytyi jotain. 4k30fps 13Mbit/s video vie tuommoisen 20% CPU:lta ja 20% GPU:lta. i9900k@4,6GHz / 2070rtx.

Juu, kyllä se kohtuu helposti purkaantuu varsinkin näillä kohtuulisilla 1080p30 pätkillä. 4K60 videon purkamisessa onkin sitten 8x enemmän työtä ja hehkutetulla 8K:lla jo 32x enemmän, sekä HDR:n kanssa vielä joitain kymmeniä prosentteja lisää.

Sekä 13,9 Mbit että 22,7 Mbit 4K-videot ~20 (17-23%) CPU:lla ja ~10% GPU:lla, R7 3700X + RX5700XT, soittimena VLC

 

[Loisteho]

Sekä 13,9 Mbit että 22,7 Mbit 4K-videot ~20 (17-23%) CPU:lla ja ~10% GPU:lla, R7 3700X + RX5700XT, soittimena VLC

Eli 4K60 ~40% ja 8K30 80% käytöllä, HDR:llä höystettynä voi jäädä purkamatta reaaliajassa. Kyllä noilla kuormilla alkaa tuuletin heräilemään.

 

[Kaotik]

Eli 4K60 ~40% ja 8K30 80% käytöllä, HDR:llä höystettynä voi jäädä purkamatta reaaliajassa. Kyllä noilla kuormilla alkaa tuuletin heräilemään.

Tuskin se mikään lineaarisesti kasvava kuorma on. Katsoin nyt vielä uudelleen kun näemmä aiemmin kirjoitin paljonko käyttöaste nousi task managerissa, ei paljonko se oli, mutta noissa videoissa taas päin vastoin.
Eli sekä 13,9 että 22,7 Mbit 4K AV1-videoilla CPU-käyttöaste nousi noin 15 %, GPU:n alle 5%. Ei Task Managerissa huomattavaa eroa videoiden välillä.

 

[Loisteho]

Tuskin se mikään lineaarisesti kasvava kuorma on. Katsoin nyt vielä uudelleen kun näemmä aiemmin kirjoitin paljonko käyttöaste nousi task managerissa, ei paljonko se oli, mutta noissa videoissa taas päin vastoin.
Eli sekä 13,9 että 22,7 Mbit 4K AV1-videoilla CPU-käyttöaste nousi noin 15 %, GPU:n alle 5%. Ei Task Managerissa huomattavaa eroa videoiden välillä.

Kyllä se kuorma kasvaa hyvinkin lineaarisesti reson ja frameraten mukana. Bittinopeudella ei ole merkitystä raskauden kannalta millään koodekilla.
Joka tapauksessa se tuuletin tulee varmasti ilmoittamaan olemassa olostaan jos softalla purkaa jotain Twitchin 4K60 tai Netflixin 8K24 videota.

 

[Kaotik]

Kyllä se kuorma kasvaa hyvinkin lineaarisesti reson ja frameraten mukana. Bittinopeudella ei ole merkitystä raskauden kannalta millään koodekilla.
Joka tapauksessa se tuuletin tulee varmasti ilmoittamaan olemassa olostaan jos softalla purkaa jotain Twitchin 4K60 tai Netflixin 8K24 videota.

Tuon 13,9 Mbitin 1080p versio 6,8 Mbps:n bitratella nosti Task Managerissa CPU-käyttöastetta reilut 5, vajaa 10% ja GPU:n se <5% (ei tässä mitään tarkkaa tiedettä pääse tekemään kun on kaikkea muutakin auki), sen perusteella siis 1080p > 4K hypyssä kuorma kasvoi ehkä noin kaksinkertaiseksi kun resoluutio nelinkertaistuu.

 

[Loisteho]

Tuon 13,9 Mbitin 1080p versio 6,8 Mbps:n bitratella nosti Task Managerissa CPU-käyttöastetta reilut 5, vajaa 10% ja GPU:n se <5% (ei tässä mitään tarkkaa tiedettä pääse tekemään kun on kaikkea muutakin auki), sen perusteella siis 1080p > 4K hypyssä kuorma kasvoi ehkä noin kaksinkertaiseksi kun resoluutio nelinkertaistuu.

Ajoin ne vähän tieteellisemmät testit:

time ffmpeg -i fhd.webm -f null -
    real    0m37.856s
    user    2m33.733s
    sys     0m3.028s
  
time ffmpeg -i 4k.webm -f null -
    real    2m31.154s
    user    11m44.238s
    sys     0m4.520s

Eli toisin sanoen 4K:n purkaminen vei 4.6x enemmän CPU sekunteja kuin FHD:n. Lähdevideoina yllä linkatun sivun Summer Nature.

EDIT.
Yhdellä säikeellä ajaessa tulokset olivat 105.324s vs 455.102s, eli 4.3x ero.

 

[jive]

Aika mielenkiintoinen oletus että 8K materiaali olisi jotenkin laajalle levinnyt tulevan konsolisukupolven aikana. Hommasin XBX:n BR HDR tuen takia mutta eipä sitä materiaalia tullutkaan markkinoille, eikä Netflix vieläkään tarjoa kummoisesti HDR materiaalia.
En mitenkään jaksa uskoa että verkon siirtokapasiteetti kehittyisi Euroopassa sitä tahtia että joku 8K materiaali olisi valtavirtaa puhumattakaan 8K televisioista ...

 

[ratkakapu]

Aika mielenkiintoinen oletus että 8K materiaali olisi jotenkin laajalle levinnyt tulevan konsolisukupolven aikana. Hommasin XBX:n BR HDR tuen takia mutta eipä sitä materiaalia tullutkaan markkinoille, eikä Netflix vieläkään tarjoa kummoisesti HDR materiaalia.
En mitenkään jaksa uskoa että verkon siirtokapasiteetti kehittyisi Euroopassa sitä tahtia että joku 8K materiaali olisi valtavirtaa puhumattakaan 8K televisioista ...

No tämä. FullHD töllöt tuli markkinoille joskus 2005, keskihintaluokassa niitä alettiin nähdä joskus 2008 ja 2010 melkein kaikki paitsi ihan halvimmat olivat fullhd panelilla.
Kontenttia noille ei blurayn (joka on varmaan vieläkin DVD:n suosiota perässä...) lisäksi tullut kuin joskus 2013-2014 netflixiin ja muihin suoratoistopalveluihin.

Nyt ollaan siinä pisteessä, että melkein kaikki uudet telkkarit ovat 4K, joskus 2023 aikaisintaan tulee 8K keskihintaluokkaan ja mitään sisältöä tuolla resolla ei silloinkaan vielä ole vuosiin luvassa.

Toki joku 1% markkinoista olevat harrastajat saavat rahalla sisältöä, mutta peruspena ei 8K materiaalia kuluta ennen PS6 sukupolvea ja ei välttämättä hirveästi silloinkaan.

 

[fr0zen]

Saakos tällä jo hyödyn jos pelaa 144hz monitorilla?

 

[Kaotik]

Saakos tällä jo hyödyn jos pelaa 144hz monitorilla?

Taitaa 120 Hz olla korkein virallisesti tuettu virkistystaajuus. Monitorilta/telkulta oleellisinta on HDMI 2.1 -tuki, DisplayPort ei ole tuettu.

 

[Loisteho]

Tuohon AV1:n softapurkamiseen vielä palatakseni, tuli kokeiltua nyt tuota 4K60 materiaaliakin ja sepä ei enää Ryzen 3600 prossulla pyörikään, vaikka 4K30 menee kivuitta jollain ~20% käyttöasteella. Ainakin ffmpegin (ja VLC:n) dekooderi säikeistyy yllättävän kehnosti, eikä mikään purkuoperaatio saa nostettua CPU:n käyttöä yli 40%:n.

8K tosiaan tulee olemaan harvinaisuus vielä pitkän tovin, mutta tuo 4K on jo tätä päivää, joten kyllä sen soisi konsoleilla pyörivän.