Microsoft vient de partager de nouvelles informations concernant l ‘architecture Xbox Velocity de la Xbox Series X qui déverrouille de nouvelles capacités de vitesse de la console nouvelle génération grâce à une combinaison de matériel, SSD personnalisé, blocs de décompression, couche API DirectStorage et Sampler Feedback Streaming ….
Comme vous pouvez le voir dans l’introduction, les termes utilisés par la firme sont assez rébarbatifs et il n’est pas évident de savoir de quoi parle Microsoft jusqu’à ce jour. Pourquoi? Tout simplement, car la société dévoile les détails de l’architecture :
Lorsque nous avons décidé de concevoir la Xbox Series X, nous aspirions à construire notre console la plus puissante jamais alimentée par l’innovation de la prochaine génération et à fournir des performances constantes et durables jamais vues auparavant dans une console sans compromis. Pour atteindre cet objectif, nous savions que nous devions analyser chaque composant du système, pour dépasser les limites des performances et de la conception des consoles traditionnelles. Il était essentiel dans la conception de la Xbox Series X de garantir un équilibre supérieur entre puissance, vitesse et performances tout en veillant à ce qu’aucun composant ne limite l’ambition créative des meilleurs créateurs du monde, leur permettant de proposer des expériences de jeu de nouvelle génération véritablement transformatrices. possible dans les générations de consoles précédentes.
Au cœur de la Xbox Series X se trouve notre processeur personnalisé exploitant les dernières architectures RDNA 2 et Zen 2 de nos partenaires chez AMD pour fournir un processeur de nouvelle génération de premier ordre offrant plus de 12 TFLOP de puissance GPU et plus de 4 fois le CPU la puissance de traitement de la Xbox One X. La Xbox Series X comprend la bande passante mémoire la plus élevée de toutes les consoles de nouvelle génération avec 16 Go de mémoire GDDR6, y compris 10 Go de mémoire optimisée GPU à 560 Go / s pour maintenir le processeur alimenté sans goulots d’étranglement. En analysant le sous-système de stockage, il est devenu clair que nous avions atteint les limites supérieures de la technologie traditionnelle des disques durs et pour répondre à nos aspirations de conception, nous devions repenser radicalement et révolutionner notre approche avec la Xbox Series X.
Renforcer la conception de jeux de nouvelle génération et la vision créative
Les jeux modernes nécessitent une quantité importante de données pour créer les mondes et univers réalistes que les joueurs expérimentent. Pour permettre au processeur de fonctionner à ses performances optimales, toutes ces données doivent être chargées du stockage dans la mémoire. L’explosion d’environnements mondiaux ouverts et dynamiques et de mondes vivants et persistants avec une densité et une variété accrues n’a fait qu’augmenter la quantité de données requises. Des données de maillage environnemental, des modèles de personnages à polygones élevés, des textures haute résolution, des données d’animation, des fichiers sources audio et vidéo et plus encore, tous se combinent pour offrir l’environnement de jeu le plus immersif au joueur.
Malgré la capacité des moteurs de jeu et des middlewares modernes à diffuser les actifs de jeu dans la mémoire hors du stockage local, les concepteurs de niveaux sont encore souvent tenus de créer des voies, des couloirs ou des ascenseurs étroits pour contourner les limitations d’un disque dur traditionnel et d’un pipeline d’E / S. . Ces éléments en jeu sont souvent utilisés pour masquer la nécessité de décharger les actifs de la zone précédente de la mémoire lors du chargement de nouveaux actifs pour l’espace de jeu suivant. Alors que nous discutions des aspirations des développeurs pour leurs titres de prochaine génération et des limites de la technologie de génération actuelle, ce défi continuerait d’augmenter de façon exponentielle et limiterait encore plus l’ambition de jeux vraiment transformateurs. Ces commentaires ont influencé la conception et le développement de l’architecture Xbox Velocity.
Présentation de l’architecture Xbox Velocity
L’architecture Xbox Velocity a été conçue comme la solution ultime pour le streaming des actifs de jeu de la prochaine génération. Cette réinvention radicale du sous-système d’E / S traditionnel a directement influencé tous les aspects de la conception de la Xbox Series X. Si notre processeur conçu sur mesure est au cœur de la Xbox Series X, l’architecture Xbox Velocity est l’âme. Grâce à une profonde intégration de l’innovation matérielle et logicielle, l’architecture Xbox Velocity offrira des expériences de jeu de nouvelle génération contrairement à tout ce que vous avez vu auparavant.
L’architecture Xbox Velocity comprend quatre composants principaux: notre SSD NVME personnalisé, des blocs de décompression accélérée par matériel, une toute nouvelle couche d’API DirectStorage et Sampler Feedback Streaming (SFS).
Plongeons-nous profondément dans chaque composant:
- SSD NVME personnalisé: la base de l’architecture Xbox Velocity est notre SSD NVME personnalisé de 1 To, fournissant 2,4 Go / s de débit d’E / S brutes, soit plus de 40 fois le débit de Xbox One. Les SSD traditionnels utilisés dans les PC réduisent souvent les performances à mesure que les thermiques augmentent ou lors de la maintenance du disque. Le SSD NVME personnalisé de la série Xbox X est conçu pour des performances constantes et durables, par opposition à des performances de pointe. Les développeurs ont un niveau garanti de performances d’E / S à tout moment et ils peuvent concevoir et optimiser de manière fiable leurs jeux en supprimant les barrières et les contraintes qu’ils doivent contourner aujourd’hui. Ce même niveau de performances constantes et durables s’applique également à la carte de stockage extensible Seagate, vous garantissant ainsi la même expérience de jeu, quel que soit l’endroit où se trouve le jeu.
- Décompression accélérée matérielle:Les packages et les ressources du jeu sont compressés pour minimiser les temps de téléchargement et la quantité de stockage requise pour chaque jeu individuel. Avec une prise en charge accélérée matérielle du décompresseur LZ standard ainsi qu’un tout nouvel algorithme propriétaire spécialement conçu pour les données de texture nommé BCPack, la Xbox Series X offre le meilleur des deux mondes aux développeurs pour réaliser des économies massives sans perte de qualité ou de performances . Comme les données de texture comprennent une partie importante de la taille globale totale d’un jeu, ayant un algorithme spécialement conçu optimisé pour les données de texture en plus du décompresseur LZ à usage général, les deux peuvent être utilisés en parallèle pour réduire la taille globale d’un package de jeu. En supposant un taux de compression de 2: 1, la Xbox Series X offre une efficacité d’E / S de 4,8 Go / s au titre, environ 100 fois les performances d’E / S des consoles de génération actuelle. Pour fournir des niveaux similaires de performances de décompression dans un logiciel, il faudrait plus de 4 cœurs de processeur Zen 2.
- Nouvelle API DirectStorage:Les API d’E / S de fichiers standard ont été développées il y a plus de 30 ans et sont pratiquement inchangées tandis que la technologie de stockage a fait des progrès importants depuis lors. Alors que nous analysions les modèles d’accès aux données de jeu ainsi que les dernières avancées matérielles avec la technologie SSD, nous savions que nous devions faire progresser l’état de l’art pour mettre plus de contrôle entre les mains des développeurs. Nous avons ajouté une toute nouvelle API DirectStorage à la famille DirectX, offrant aux développeurs un contrôle fin de leurs opérations d’E / S, leur permettant d’établir plusieurs files d’attente d’E / S, de hiérarchiser et de minimiser la latence d’E / S. Ces API d’accès direct et de bas niveau garantissent que les développeurs seront en mesure de tirer pleinement parti des performances d’E / S brutes offertes par le matériel, ce qui entraînera pratiquement l’élimination des temps de chargement ou des systèmes de déplacement rapides qui ne sont que cela. . . vite.
- Sampler Feedback Streaming (SFS):Sampler Feedback Streaming est une toute nouvelle innovation construite en plus de toutes les autres avancées de l’architecture Xbox Velocity. Les textures de jeu sont optimisées à différents niveaux de détails et de résolution, appelées mipmaps, et peuvent être utilisées pendant le rendu en fonction de la distance ou de l’éloignement d’un objet par rapport au joueur. À mesure qu’un objet se rapproche du joueur, la résolution de la texture doit augmenter pour fournir les détails nets et les visuels que les joueurs attendent. Cependant, ces mipmaps plus grands nécessitent une quantité de mémoire importante par rapport aux mips de résolution inférieure qui peuvent être utilisés si l’objet est plus éloigné dans la scène. Aujourd’hui, les développeurs doivent charger un niveau entier de mip en mémoire, même dans les cas où ils ne peuvent échantillonner qu’une très petite partie de la texture globale. Grâce au matériel spécialisé ajouté à la Xbox One X, nous avons pu analyser l’utilisation de la mémoire de texture par le GPU et nous avons découvert que le GPU accède souvent à moins du tiers des données de texture nécessaires pour être chargées en mémoire. Une scène unique comprend souvent des milliers de textures différentes, ce qui entraîne une perte significative de mémoire efficace et d’utilisation de la bande passante d’E / S en raison d’une utilisation inefficace. Grâce à ces informations, nous avons pu créer et ajouter de nouvelles fonctionnalités au GPU Xbox Series X, ce qui lui permet de charger uniquement les sous-parties d’un niveau mip dans la mémoire, à la demande, juste à temps lorsque le GPU requiert les données. Cette innovation se traduit par environ 2,5 fois le débit d’E / S efficace et l’utilisation de la mémoire au-delà des capacités matérielles brutes en moyenne. SFS fournit un multiplicateur efficace sur la mémoire système disponible et la bande passante d’E / S,
Grâce à l’augmentation massive du débit d’E / S, à la décompression accélérée par le matériel, à DirectStorage et aux augmentations significatives de l’efficacité fournies par Sampler Feedback Streaming, l’architecture Xbox Velocity permet à la Xbox Series X de fournir des performances efficaces bien au-delà des spécifications matérielles brutes, fournissant un accès direct , un accès instantané et de bas niveau à plus de 100 Go de données de jeu stockées sur le SSD juste à temps lorsque le jeu l’exige. Ces innovations débloqueront de nouvelles expériences de jeu et un niveau de profondeur et d’immersion différent de tout ce que vous avez déjà expérimenté dans le jeu.
Débloquer des expériences de nouvelle génération
Qu’est-ce que cela signifie pour vous en tant que joueur? Alors que les développeurs et les sociétés de middleware les plus créatifs de l’industrie ont commencé à explorer ces nouvelles capacités, nous nous attendons à une innovation significative tout au long de la prochaine génération, car cette nouvelle architecture révolutionnaire permet des scénarios entièrement nouveaux jamais envisagés auparavant dans le jeu. L’architecture Xbox Velocity offre un nouveau niveau de performances et de capacités bien au-delà des spécifications brutes du matériel lui-même. L’architecture Xbox Velocity repense fondamentalement comment un développeur peut tirer parti du matériel fourni par la Xbox Series X. Des techniques de rendu entièrement nouvelles à l’élimination virtuelle des temps de chargement, en passant par des mondes vivants plus grands et plus dynamiques où, en tant que joueur, vous pouvez choisissez comment vous voulez explorer, nous ne pouvons pas être plus excités par les premiers résultats que nous voyons déjà. De plus, l’architecture Xbox Velocity a ouvert encore plus d’opportunités et a permis de nouvelles innovations au niveau de la plate-forme, comme Quick Resume qui vous permet de reprendre instantanément là où vous vous étiez arrêté sur plusieurs jeux, améliorant ainsi l’expérience de jeu globale pour tous les joueurs de la série Xbox X.
Nous avons hâte que les joueurs du monde entier découvrent ces nouvelles expériences de jeu de nouvelle génération sur Xbox Series X en cette fête et au-delà. Pour plus d’informations sur l’architecture Xbox Velocity, consultez la vidéo ci-dessus.