Microsoft подробнее рассказала об Xbox Velocity Architecture

Что нужно знать про Xbox Velocity Architecture

Команда по проектированию Xbox Series X приступила к работе с целью создать самую мощную консоль без каких-либо компромиссов. За основу были взяты инновации, присущие следующему поколению консолей, с глубокой совместимостью и стабильной производительностью. Разработчики понимали, что для этого потребуется анализ каждого компонента системы с выходом за рамки традиционных для консолей конструкционных и мощностных ограничений. При создании Xbox Series X было критически важно обеспечение выверенного баланса мощности, скорости и производительности. Кроме того, они должны были учитывать, что ни один компонент устройства не сдерживает творческие амбиции разработчиков игр – консоль должна помочь в создании невероятных ощущений и эмоций от следующего поколения игровых возможностей.

Сердцем Xbox Series X является специальный процессор, использующий все преимущества новейших архитектур RDNA 2 и Zen 2 от партнёров из AMD. Это чип следующего поколения с графическим ускорителем вычислительной мощностью 12 терафлопс, который в четыре раза обгоняет по производительности ЦП Xbox One X. В Xbox Series X расположили память с самой широкой пропускной способностью среди всех консолей следующего поколения: 16 Гб памяти GDDR6, включая 10 Гб оптимизированной памяти графического ускорителя, которая на скорости 560 Гбайт/с обеспечивает процессор задачами без каких бы то ни было проблемных «узких мест». Из-за предела возможностей традиционных жёстких дисков было принято решение радикально переосмыслить подход к хранению данных.

Мощь для геймдизайна и творческого видения следующего поколения

Для создания реалистичных игровых миров и вселенных, современным играм требуется значительный объём данных. Для оптимальной производительности процессора, эти данные необходимо загрузить из системы хранения в память. Рост популярности масштабных и живых открытых миров с динамеческим окружением, наполненных контентом, ещё больше повысил требования к объёму данных. Данные о структуре окружения, высокополигональные модели персонажей, текстуры высокого разрешения, данные анимаций, исходные аудио- и видеофайлы, и прочее – всё это соединяется воедино, чтобы создать для пользователя правдоподобное игровое окружение.

Несмотря на способность современных игровых движков и инструментов подгружать игровые ресурсы в память с локального хранилища, дизайнерам уровней зачастую всё равно требуется создавать узкие проходы, коридоры или лифты, чтобы обойти ограничения традиционных жёстких дисков и конвейера ввода-вывода. Эти элементы в играх, как правило, маскируют необходимость выгрузить из памяти ресурсы предыдущей локации и загрузить в неё ресурсы следующей. Обсуждая с разработчиками их стремления относительно игр следующего поколения и технологические ограничения поколения текущего, команда по проектированию XSX пришла к выводу, что описанные трудности продолжат расти экспоненциально и ещё больше ограничат творческие амбиции в действительно прорывных играх. Эта обратная связь повлияла на проектирование и разработку технологии Xbox Velocity Architecture.

Xbox Velocity Architecture

Технология Xbox Velocity Architecture создавалась как наилучшее решение для загрузки игровых ресурсов в следующем поколении. Это радикальное переосмысление традиционной подсистемы ввода-вывода оказало прямое влияние на все аспекты устройства Xbox Series X. Если специальный процессор – это сердце Xbox Series X, то Xbox Velocity Architecture – душа. Благодаря глубокой интеграции аппаратных и программных инноваций именно мощь Xbox Velocity Architecture послужит основой игровых впечатлений от проектов следующего поколения.

Xbox Velocity Architecture состоит из четырёх ключевых компонентов:  специального NVME SSD, блоков распаковки с аппаратным ускорением, абсолютного нового слоя DirectStorage API и технологии Sampler Feedback Streaming (SFS).

• Специальный NVME SSD: Основой Xbox Velocity Architecture выступает специальный NVME SSD ёмкостью 1 Тбайт, обеспечивающий 2,4 Гбайт/с чистой пропускной способности в операциях ввода-вывода, что более чем в 40 раз быстрее, чем у Xbox One. Традиционные SSD, используемые в PC, зачастую снижают производительность при росте температур или проведении обслуживания носителя. Специальный NVME SSD в Xbox Series X создан для обеспечения постоянной, стабильной производительности, а не её пиковых значений. Разработчики получают гарантированный уровень производительности ввода-вывода в любое время, что позволяет им надёжно продумывать и оптимизировать свои игры – без оглядки на барьеры и ограничения, присутствующие сегодня. Этот же уровень постоянной, стабильной производительности обеспечивает накопитель Seagate Expandable Storage Card, поэтому играя с ним вы получите идентичные ощущения и эмоции от игры без оглядки на то, где хранятся её файлы.
• Аппаратное ускорение распаковки: Игровые данные и ресурсы сжимают, чтобы игры загружались на устройство быстрее и занимали на накопителе меньше места. Благодаря поддержке аппаратного ускорения распаковки стандартных в индустрии LZ-файлов, а также нового проприетарного алгоритма BCPack, предназначенного для данных текстур, Xbox Series X объединяет лучшее из двух миров – разработчики смогут сэкономить массу места без ущерба качеству или производительности. Данные текстур составляют значительную долю от общего объёма игры, поэтому полезно иметь специально созданный и оптимизированный для них алгоритм распаковки, а не только LZ-распаковщик общего назначения – оба инструмента можно использовать параллельно, чтобы уменьшить общий размер игровых файлов. При степени сжатия 2:1 Xbox Series X обеспечивает игре производительность ввода-вывода, равную 4,8 Гбайт/с – примерно в сто раз быстрее, чем на текущем поколении консолей. Чтобы обеспечить подобный уровень производительности программными методами, потребовалось бы больше четырёх ядер центрального процессора Zen
• Новый DirectStorage API: Базовые API для ввода-вывода стандартных файлов разработаны более 30 лет назад – с тех пор они остались практически неизменными, а вот технологии хранения данных за это время значительно продвинулись вперёд. Команда разработчиков Xbox Series X анализировала шаблоны доступа игр к данным и новейшие достижения в области SSD и поняла, что нужно продвинуть вперёд текущий уровень развития, чтобы дать разработчикам больше контроля. Они добавили DirectStorage API в семью DirectX, что обеспечит разработчикам тонкий контроль над операциями вводами-вывода – это позволит организовать несколько очередей ввода-вывода, настроить приоритизацию, снизить задержки ввода-вывода. Этот прямой доступ к низкоуровневым API позволит разработчикам задействовать чистую мощь железа в работе с операциями ввода-вывода, что избавит игры от долгих загрузок и сделает системы быстрого перемещения именно такими – быстрыми.
• Sampler Feedback Streaming (SFS): Sampler Feedback Streaming – свежая инновация, надстроенная поверх других достижений в Xbox Velocity Architecture. Игровые текстуры оптимизируются по методу MIP-текстурирования – это когда во время рендеринга загружается одна из копий текстуры с необходимым уровнем детализации, в зависимости от расстояния объекта до игрока. При приближении игрока к объекту разрешение текстуры должно возрастать, чтобы обеспечить чёткую детализацию и графику, которую ожидает пользователь. Однако крупные MIP-текстуры требуют значительно больше памяти, чем маленькие, которые применяются для текстурирования отдалённых объектов сцены. Сейчас разработчикам приходится загружать весь MIP-уровень в память, даже в тех случаях, когда им нужна лишь небольшая часть всей текстуры. С помощью специализированного железа, подключённого к Xbox One X, разработчики смогли проанализировать использование текстур графическим процессором, и выяснили, что он зачастую обращается лишь к 1/3 данных текстур, которые требуется загрузить в память. Одна сцена может включать тысячи различных текстур, из-за чего память и пропускная способность конвейера ввода-вывода могут использоваться неэффективно – они то простаивают, то «забиваются». Располагая этими сведениями, они смогли расширить возможности графического процессора Xbox Series X, что позволило ему загружать только часть MIP-уровня текстуры в память – по требованию, как раз тогда, когда графическому процессору нужны эти данные. Эта инновация повысила эффективность конвейера ввода-вывода и использования памяти в среднем в 2,5 раза, далеко за пределы чистой аппаратной мощи устройства. SFS, по сути, преумножает доступную системную память и пропускную способность ввода-вывода, что предоставляет разработчикам больше ресурсов для создания богатых и насыщенных игр.

Благодаря значительному ускорению конвейера ввода-вывода, аппаратному ускорению распаковки, DirectStorage и ощутимому приросту эффективности, который обеспечивает Sampler Feedback Streaming, технология Xbox Velocity Architecture позволяет Xbox Series X демонстрировать эффективную производительность, выходящую далеко за пределы чистой аппаратной мощи консоли, и обеспечивает прямой, мгновенный, низкоуровневый доступ к более чем 100 Гбайт игровых данных на SSD как раз тогда, когда игра того требует. Эти инновации откроют новую страницу игровых ощущений, обеспечат глубину и погружение в игры, каких вы не испытывали прежде.

Ключ к игровым ощущениям нового поколения

Что это значит для вас как для игрока? Самые творческие разработчики и создатели инструментариев уже исследуют новые возможности Xbox Series X, поэтому в следующем поколении ожидаются значительные инновации – революционная архитектура позволит реализовать новые сценарии, которые прежде были невозможны в играх. Xbox Velocity Architecture обеспечивает новый уровень производительности и возможности, выходящие далеко за рамки чистых спецификаций аппаратной части. Xbox Velocity Architecture фундаментально меняет подход к тому, как разработчики могут использовать аппаратные преимущества Xbox Series X. Мы очень взволнованы первыми результатами – от абсолютно новых методов рендеринга и избавления от загрузочных экранов до более крупных, живых и динамически меняющихся миров, которые вы, как игрок, исследуете так, как считаете нужным. К тому же Xbox Velocity Architecture открыла ещё больше возможностей и проторила дорогу к инновациям на уровне платформы, таким как Quick Resume, которая позволяет в мгновение ока продолжить играть с того места, где вы остановились в прошлый раз – в нескольких играх одновременно. Это улучшит игровой процесс всех пользователей Xbox Series X.

Источник

Следите за скидками и новостями Xbox через наш Телеграм канал и группу Вконтакте