被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技

2020-03-19 23:32:38 19点赞 24收藏 70评论
几个月前,当微软刚刚公布Xbox Series X的时候,几乎所有的玩家都在嘲讽这款新机繁琐的命名方式。在那个时候看来,微软这一略显拗口的命名显然不如隔壁的PS5更利于传播,甚至被一部分“阴谋论者”解读为对自家新主机不自信的表现。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技但不得不说,打脸的事情在现在这个时代永远都来得那么快。当日前微软正式公布了Xbox Series X的硬件规格以及部分功能特性后,互联网上的声音几乎是立刻就变成了整齐一致的“买买买”!
  • 因为,Xbox Series X这一次真的很亮眼

首先,Xbox Series X的主芯片采用了定制的7nm AMD方案,其中包含了最高主频3.8GHz的八核Zen2架构CPU,以及新设计的RDNA2 GPU。这意味着它的CPU架构比前代产品至少提升了六代,GPU架构比前代至少提升了四代,其中特别是GPU部分,所对应的RDNA2架构桌面级显卡可能要到今年10月才会正式发布。这就意味着,如果Xbox Series X在夏季发售的话,它就相当于提前PC三个月用上了新款GPU,而这在主机史上都是非常罕见的情况。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技其次,Xbox Series X主存储部分使用了特别定制的1TB SSD,支持NVMe协议,这应该是游戏主机上首次使用SSD作为标配存储方案。而且如果你觉得这样还不够,微软则提供了1TB容量的存储“扩展卡”,将其插入机身,就能装下更多的游戏了。最后在关键性的游戏画面体验上,尽管“主机党”常常声称游戏主机重要的是游戏阵容而不是数毛的画质,但微软这次还是决定给大家更多一点的享受。Xbox Series X支持4K 60fps的游戏分辨率,甚至在部分游戏中还能进一步提高到4K 120fps。除此之外,它还有一个非常“妖孽”的游戏快速恢复机制,可以允许玩家在不同游戏之间无缝切换,而且立刻就能从上次中断的地方开始游戏,甚至就连关机或者系统更新之后也不会消除这些中断的记录。看到这里,你是不是已经心动了呢?如果你只是想要痛痛快快的玩游戏,那么本文接下来的部分其实可以不用看了,专心为新主机攒钱就好。
  • 然而,新款Xbox的强,难道源于“堆料”吗?

尽管我们承认,只要是看过微软这次新主机拆解的朋友,大多都会惊叹于它精致的做工,以及巧妙的内部模块化设计。再加上与前几代Xbox主机相比,全新的Xbox Series X的确在硬件规格上带来了飞跃性的提升,因此被部分玩家认为是一款“堆料主机”自然也不足为奇。但问题就来了,Xbox Series X,真的就是靠“堆料”变强的吗?或者说得更直白一点,它这次的新特性和更好的画面表现,真的就只是“堆料”的结果吗?被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技其实纵观Xbox Series X的配置信息我们不难发现,它的硬件水准虽然达到了当今PC的主流标准,但其实也仅仅只是主流而已,并算不上什么高端产物。比如说在CPU方面,新主机配备了八核、3.8GHz的Zen2架构方案,开启超线程之后则会降频到3.6GHz。熟悉PC的朋友肯定很快就看出来了,这个主频即是放到PC上的Ryzen处理器中也不算很高,更不要说与主流游戏电脑动辄5GHz的处理器去比较了。而且虽然同为Zen2架构,但Xbox Series X的这颗“Scarlett”核心的三级缓存比桌面版Zen2足足小了75%,仅相当于移动版Ryzen 4000系处理器的水准。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技无论是浮点性能还是显存带宽,Xbox的GPU都不如PC上的老旗舰又比如说在图形处理器方面,根据微软方面公布的资料以及目前外媒披露的一些信息来看,Xbox Series X的这款RDNA2 GPU“仅有”3328sp、208TMUs,以及80ROPs的核心配置,靠着高达1825MHz的主频实现了12TFlops的浮点性能。这是个什么水平呢?简单来说,论浮点性能Xbox Series X集成的这颗RDNA2 GPU比AMD自家的RX5700XT高了大约23%,但不如更老的Raedon VII,也比不过隔壁的2080Ti,当然更无法与PC平台上今年就要登场的“Big Navi”,以及安培架构的新旗舰相提并论。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技除此之外,在内存子系统方面,Xbox  Series X这一次拥有16GB的GDDR6内存以及1TB的SSD。其中GDDR6内存看似很厉害,但实际上它被划分为了两部分,其中只有10GB的空间才拥有“完整的”320bit位宽和560GB/s带宽,而剩余的6GB内存,带宽则仅为336GB/s,换算一下很容易就知道,这部分的内存位宽应该不是320bit,而是192bit。这就意味着Xbox  Series X要么是CPU和GPU分别使用了两个不同的内存控制器,要么就是一种类似于曾经GeForce GTX970显卡中的“分级内存”机制。但不管是哪一种,总之16GB的内存并不算大,带宽也仅有“前10GB”比桌面级显卡RX5700XT稍高,远无法与AMD自家的Radeon VII和Radeon Pro Vega II等,显存带宽高达1024GB/s的老旗舰相比。但是进一步挖掘Xbox Series X的GPU参数,我们会发现一些更有趣的细节。首先它的核心数量(3328个)与纹理贴图单元数量(208个)的比例,与RDNA 1.0架构的RX5700XT相同(2560sp、160TMUs),这说明RDNA 2图形架构并没有对流处理器的布局进行大改。但与此同时,Xbox Series X里的这款RDNA 2 GPU的光栅化单元却高达80个,远高于AMD至今为止的任何一款单芯显卡,在已经发布的GPU中仅次于GeForce RTX2080Ti(88个)和Titan RTX(96个)。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技这说明了什么?这意味着无论是计算性能还是图形生成能力,Xbox Series X都代表不了当下AMD在CPU和GPU领域的最高水平。而且别忘了,游戏主机的生命周期要远长于大部分的家用PC。这也就是说,Xbox Series X这套实际上放到现在来说都称不上“旗舰”的硬件配置,不仅能够以有限的“算力”在目前承托起比它更高配置游戏PC都可能做不到的4K 120FPS游戏,而且还要有底气面对未来更长时间里的PC硬件升级,且能够在游戏体验上不至于落败。
  • 是的,解放硬件效率,这才微软的魔法

那么,微软到底是使用了怎样的“魔法”来实现这一点的呢?用他们自己的话来说,秘密就在于一套名为Xbox Velocity Architecture的软硬件结合体系。从组成部分上来说,Xbox Velocity Architecture由四个组件构成,分别是定制的NVMe SSD、专用的硬件解压缩模块、新设计的DirectStorage API,以及用于GPU的采样器反馈串流(SFS)功能。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技首先,根据微软提供的资料,Xbox Series X使用的是持续读取速度约为2400MB/s的NVMe SSD。熟悉PC的朋友看到这个读取速度应该就知道,它的主控和闪存颗粒本身注定不是顶级产品。那么问题就来了,微软是如何用一块并不算豪华的固态硬盘,解放了整机性能的呢?简单来说,他们做了三件事,一是设计了一颗基于硬件的、实时的、压缩率高达50%的解压缩协处理器。这就意味着,假设有一张4GB的巨型游戏地图,在Xbox Series X的存储空间里实际上就只占用2GB的容量,读取的时候也只需要不到一秒的时间。而在它被读取完毕之后,硬件解压缩模块会瞬时将其解压成4GB的原始文件放到内存里去。如此一来,一方面1TB的SSD实际上就能装下近2TB的游戏,另一方面实际读取的速度也大为提高。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技而第二件事,就是微软完全重写了Xbox Series X的SSD调度控制机制。很多朋友可能都知道NVMe固态硬盘延迟低并且性能高,这是因为NVMe可以直连CPU,由CPU绕过主板芯片进行直接控制。但是这样的机制带来的一个结果,就是NVMe的SSD对CPU的占用实际也会更高。特别是现代操作系统大多数都倾向于将多线程任务“平均化”分配给每一个CPU核心,这就会导致大量连续读取的时候,每一个CPU核心都可能要参与对SSD的控制,虽然计算量不大,但它对于多线程游戏程序所造成的延迟影响却是不可忽略的。有鉴于此,微软在Xbox Series X上引入了名为DirectStorage的存储控制API。它的核心作用,就是把所有的磁盘IO计算集中分配给CPU的一个核心进行运算,做到“专核专用”。如此一来,其他CPU核心的计算资源就得以完全释放,用于游戏中的场景、物理效果,或是NPC的行为控制等应用。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技至于第三件事,就是微软专门设计了一个让GPU与SSD联动,他们称之为“采样器反馈串流(Sampler Feedback Streaming)”的机制。简单来说,以往大型3D游戏在加载时为了减少等待时间,会把许多当前可能用不到的数据从硬盘里预先读到内存中,当显卡需要的时候再由系统提供给显卡。这样一来,实际上内存里会时刻存在大量无用数据,无形中增加了性能开销。而微软的这套技术,就是让显卡实时通知系统它接下来需要渲染的对象,然后SSD才来进行数据读取,因此就使得无用的数据缓存在内存中的占用比率大幅降低。整套系统可以只使用更少内存及更少的显存,就完成同样大小的画面渲染工作,甚至还可以更快一些。
  • 新Xbox不是“黑科技”,但它更值得我们深思

看到这里可能有人要说了,能够用更低的硬件实现更高运行效率和最终游戏效果,微软的创新还是蛮厉害的。如果你这么想,那对不起,我们可能又得泼一盆冷水了。其实纵观整个Xbox Series X的设计思路与相关技术,我们几乎看不到真正此前从未出现过的“黑科技”,甚至就连堪称魔法的Xbox Velocity Architecture,其中许多技术在此前的PC领域其实也早已登场。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技Radeon Pro SSG自带2TB“显卡存储”,可以视作如今Xbox SFS技术的原型比如说SSD的数据压缩读写技术,这是多年前的SandForce系列SSD主控最擅长的事情。比如说将多核CPU拆为“专核专用”,这是世嘉土星及PS3等早期多核游戏主机最基本的做法。又比如说看似“黑科技”的GPU联动SSD功能,实际上正源于AMD一款名为Radeon Pro SSG的显卡,它除了16GB显存之外,还自带2TB的、由GPU直接控制的“图形固态硬盘”,就是专门用于缓存渲染数据的。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技Xbox这次终于支持光线追踪了除此之外,在一些高级图形和游戏优化技术方面,Xbox Series X支持DirectML机器学习、硬件加速的DirectX光线追踪(DXR)、可变速率着色器(VRS)、动态延迟输入,并兼容低延迟显示器。但以上所有的的这些特性,要么在AMD此前的RDNA初代显卡中就已经出现,要么就是隔壁的NV早就弄出来了。因此其实微软此次所使用的几乎全是现成的、成熟的、有效的、PC上的技术和设计理念,然后对它们进行了整合。通过把以往这些技术和设计的潜力充分发挥了出来,造就了Xbox Series X这样一款效率极高、技术极先进,而且还能有效地控制硬件成本的次世代游戏主机。这是不是一件好事?当然是,因为这意味着主机玩家并不用花很多钱,就能在未来几年内享受到4K 60fps甚至4K 120fps的游戏体验(当然,你得买得起带HDMI 2.1接口的4K 120帧电视才行)。也意味着对于游戏开发者来说,微软的这台主机相当于强行让大家去熟悉、去使用PC上的许多最新的技术规范,而这对于PC游戏的画质和执行效率提高也将会带来一些潜移默化的影响。被吹爆的Xbox Series X,其实既不堆料也不黑科技不过最有意思的是,从Xbox Series X这一次的成功“整合”来看,微软其实在操作系统的硬件调度优化方面是很有一套的。那么既然目前Xbox本身也是基于Windows系统的主机,这是否意味着它其中的一些图形加速技术或游戏优化技术,将来也会降临到PC上的Windows系统中呢?【本文图片来自网络】
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