Xbox Series X: Todos los detalles de la Xbox Velocity Architecture

Quedan unos meses para el lanzamiento de Xbox Series X. Por eso, el equipo de Microsoft sigue trabajando en desvelar todos los detalles de su próxima consola. Cada cierto tiempo, la compañía desvela alguna de las nuevas características de la consola en un post en su web oficial. Tras presentar el Smart Delivery y el sello Optimizado para Xbox Series X, Microsoft se ha centrado esta vez en hablar sobre Xbox Velocity Architecture.

Con Xbox Series X se trabajó en el diseño que permitiera construir la consola más potente impulsada por la innovación de la próxima generación, para ofrecer un rendimiento constante y sostenido. Para lograr este objetivo, necesitaron superar las limitaciones en el rendimiento y diseño de la consola tradicional. Fue fundamental en el diseño de la Xbox Series X garantizar que ofreciera un equilibrio superior de potencia, velocidad y rendimiento, al tiempo que se garantizaba que ningún componente restringiría la ambición creativa de los creadores.

En el corazón de la nueva consola se encuentra el procesador personalizado que aprovecha las últimas arquitecturas RDNA 2 y Zen 2 de AMD para ofrecer más de 12 TFLOP de GPU y más de 4 veces la potencia de procesamiento de Xbox One X. Xbox Series X incluye el mayor ancho de banda de memoria de cualquier consola de próxima generación con 16 GB de memoria GDDR6, incluidos 10 GB de memoria optimizada para GPU a 560 GB/s para mantener el procesador alimentado sin cuellos de botella.

Los juegos modernos requieren una cantidad significativa de datos y para permitir que el procesador funcione a su rendimiento óptimo, todos estos datos deben cargarse desde el almacenamiento a la memoria. Desde datos de malla ambiental, modelos de personajes de alto tasa de polígonos, texturas de alta resolución, datos de animación, archivos de audio y vídeo y más; todos se combinan para ofrecer el entorno de juego más inmersivo para el jugador.

A pesar de la capacidad de los motores de juegos modernos y el middleware para transmitir los activos del juego a la memoria fuera del almacenamiento local, los diseñadores de niveles todavía deben, a menudo, crear caminos estrechos, pasillos o ascensores para evitar las limitaciones de un disco duro tradicional. Estos elementos del juego a menudo se usan para enmascarar la necesidad de descargar los recursos de la zona anterior de la memoria mientras se cargan nuevos activos para el próximo espacio de juego. Con la próxima generación este desafío continuaría aumentando exponencialmente. Esto influyó en el diseño y desarrollo de la arquitectura Xbox Velocity.

Esta arquitectura fue diseñada como la solución definitiva para la transmisión de activos de juegos en la próxima generación. Esta reinvención del subsistema de I/O tradicional influyó directamente en todos los aspectos del diseño de Xbox Series X. Si el procesador es el corazón de la Xbox Series X, Xbox Velocity Architecture es el alma. A través de una profunda integración de la innovación de hardware y software, la arquitectura Xbox Velocity potenciará las experiencias de juego de próxima generación a diferencia de todo lo que haya visto antes.

Xbox Velocity Architecture consta de cuatro componentes principales: el SSD NVME personalizado, bloques de descompresión acelerados por hardware, una nueva capa de DirectStorage API y Sampler Feedback Streaming (SFS).

Profundicemos en cada componente:

• SSD NVME personalizado: la base de la arquitectura Xbox Velocity es el SSD NVME personalizada de 1 TB, que ofrece 2,4 GB/s de rendimiento de I/O sin procesar, más del 40 veces el rendimiento de Xbox One. Los SSD tradicionales utilizados en las PC a menudo reducen el rendimiento a medida que aumentan las térmicas o al realizar el mantenimiento del disco. El disco de estado sólido de Xbox Series X está diseñado para un rendimiento constante y sostenido en lugar del máximo rendimiento. Los desarrolladores tienen un nivel garantizado de rendimiento de I/O en todo momento y pueden diseñar y optimizar de manera segura sus juegos eliminando las barreras y restricciones que tienen que sortear hoy en día. Este mismo nivel de rendimiento también se aplica a la tarjeta de almacenamiento Seagate, lo que garantiza que tenga exactamente la misma experiencia de juego, independientemente de dónde resida el juego.

• Descompresión acelerada por hardware: los paquetes y activos del juego se comprimen para minimizar los tiempos de descarga y la cantidad de almacenamiento requerida para cada juego individual. Con soporte acelerado por hardware para el descompresor LZ estándar de la industria, así como un nuevo algoritmo patentado específicamente diseñado para datos de textura llamado BCPack, Xbox Series X ofrece lo mejor de ambos mundos para que los desarrolladores logren ahorros masivos sin pérdida de calidad o rendimiento. Como los datos de textura comprenden una parte significativa del tamaño total total de un juego, al tener un algoritmo diseñado específicamente para datos de textura además del descompresor LZ de uso general, ambos se pueden usar en paralelo para reducir el tamaño total de un paquete de juego. Suponiendo una relación de compresión de 2:1, Xbox Series X ofrece un rendimiento efectivo de 4.8 GB/s en el título, aproximadamente 100 veces el rendimiento de I/O en las consolas de la generación actual. Para ofrecer niveles similares de rendimiento de descompresión en software, se requerirían más de 4 núcleos de CPU Zen 2.

• Nueva API de DirectStorage: Microsoft ha incluido una nueva API de DirectStorage a la familia DirectX, proporcionando a los desarrolladores un control de grano fino de sus operaciones de I/O que les permite establecer múltiples colas, priorización y minimizar la latencia. Estas API de acceso directo y de bajo nivel aseguran que los desarrolladores podrán aprovechar al máximo el rendimiento de I/O sin formato que ofrece el hardware.

• Sampler Feedback Streaming (SFS): Una innovación completamente nueva construida sobre todos los otros avances de la Xbox Velocity Architecture. Las texturas del juego están optimizadas en diferentes niveles de detalle y resolución, llamados mipmaps, y se pueden usar durante el renderizado en función de la distancia de un objeto del jugador. A medida que un objeto se acerca al jugador, la resolución de la textura debe aumentar para proporcionar los detalles nítidos y las imágenes que los jugadores esperan. Sin embargo, estos mipmaps más grandes requieren una cantidad significativa de memoria en comparación con de menor resolución que se pueden usar si el objeto está más lejos en la escena. Hoy en día, los desarrolladores deben cargar un nivel completo en la memoria, incluso en los casos en que solo puedan muestrear una porción muy pequeña de la textura general. Gracias a la información conseguida con Xbox One X, Microsoft pudo crear y agregar nuevas capacidades a la GPU de Xbox Series X para cargar solo las porciones de un nivel. Esta innovación mejora en aproximadamente 2.5x el rendimiento efectivo de I/O y el uso de memoria.

Gracias a estas características, Xbox Velocity Architecture permite que la Xbox Series X ofrezca un rendimiento efectivo más allá de las especificaciones de hardware en bruto, proporcionando directamente , acceso instantáneo de bajo nivel a más de 100 GB de datos del juego almacenados en el SSD justo a tiempo para cuando el juego lo requiera. Estas innovaciones desbloquearán nuevas experiencias de juego y un nivel de profundidad e inmersión diferente a todo lo que haya experimentado anteriormente en los juegos.