Xbox Series X ข้อมูลจำเพาะและลักษณะเฉพาะของคอนโซลนี้

Microsoft เข้าสู่ตลาดคอนโซลระหว่างปี 2001 ถึง 2002 ด้วย Xbox เครื่องแรกซึ่งเป็นคอนโซลที่เหนือกว่าคู่แข่งในส่วนทางเทคนิคและฮาร์ดแวร์พีซีที่สืบทอดมา เกือบยี่สิบปีต่อมาคอนโซลเดสก์ท็อปทุกตัวในตลาดใช้ปรัชญาเดียวกันกับ Xbox ดั้งเดิม แต่แต่ละคอนโซลมีบุคลิกการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง

Xbox Series X SoC

SoC ของ Xbox 360 เป็นชิปที่สร้างขึ้นเพื่อวัดผลโดย เอเอ็มดี สำหรับ Microsoft ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อวัดผลดังนั้นจึงเป็นเอกสิทธิ์สำหรับคอนโซล Microsoft เป็นโปรเซสเซอร์ขนาด 360 mm2 เสาหินซึ่งมีส่วนประกอบต่อไปนี้อยู่ภายใน:

• CPU ที่ใช้สถาปัตยกรรม AMD Zen 2
• Custom GPU ที่ใช้สถาปัตยกรรม AMD RDNA 2
• Accelerator เชี่ยวชาญในงานฮาร์ดแวร์เฉพาะบางอย่าง

เราจะไปดูส่วนต่างๆของ Xbox Series X SoC ทีละประเด็นตลอดบทความนี้ เนื่องจากเป็นหน่วยหลักที่มีฮาร์ดแวร์ทั้งหมดยกเว้น แรม ของระบบและ SSD การเก็บรักษา

ซีพียู Xbox Series X

Xbox Series X ซีพียู เป็นซีพียูเดียวกับที่ AMD รวมเข้ากับ SoCs ที่พวกเขาวางจำหน่ายสำหรับแล็ปท็อปและพีซีในปี 2020 ภายใต้เครื่องหมายการค้า Ryzen 4000 และมีชื่อรหัสว่า Renoir แกนเดสก์ท็อป Ryzen 3000 รุ่นที่ถูก“ ตัดทอน” เหตุผลที่เราใส่ไว้ในเครื่องหมายคำพูดเป็นเพราะยกเว้นแคช L3 ที่ถูกตัดแต่งด้วยเหตุผลด้านพื้นที่ส่วนที่เหลือของชิปและฟังก์ชันการทำงานยังคงเหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลง

ซึ่งแตกต่างจากคู่ของมัน เพลย์สเต 5 สถาปัตยกรรมเดียวกันสามารถทำงานได้สองวิธี:

• ในโหมดแรกจะทำงานร่วมกับ SMT ที่ใช้งานอยู่ดังนั้นจึงสามารถรันได้ 2 เธรดต่อคอร์ ในโหมดดังกล่าวจะทำงานที่ 3.6 GHz ทำให้เร็วกว่าเครื่อง PlayStation 0.1 ถึง 5 GHz
• ในโหมดที่สอง SMT จะไม่ทำงาน แต่ในทางกลับกันแต่ละคอร์จะทำงานที่ 3.8 GHz โหมดนี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเกม Xbox One (X) ที่ทำงานบน 8 AMD Jaguar cores โดยไม่ต้องรองรับหลายช่องสัญญาณ

ความจริงของการใช้สถาปัตยกรรม Zen 2 แสดงให้เห็นถึงการก้าวกระโดดที่สำคัญซีพียูใหม่ไม่เพียงเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ Xbox One รุ่นมาตรฐานเป็นสองเท่า แต่ยังมีพลังงานมากกว่าสองเท่าต่อรอบสัญญาณนาฬิกาซึ่งถือว่าเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งระหว่างคอนโซลรุ่นต่างๆ .

Xbox Series X GPU

แม้ว่าพวกเขาจะใช้สถาปัตยกรรมพื้นฐานเดียวกัน แต่ Microsoft ก็ใช้เส้นทางที่แตกต่างไปจาก SONY อย่างสิ้นเชิงเมื่อพูดถึงการออกแบบคอนโซลและการเลือก GPU. แม้ว่าใน PlayStation 5 จะมีการเลือกการออกแบบที่มีหน่วยประมวลผลน้อยกว่าใน GPU แต่ได้รับการชดเชยด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่สูงขึ้นในกรณีของ Microsoft ได้เลือกความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่ต่ำลง แต่มีหน่วยประมวลผลจำนวนมากขึ้น จากความรู้ของเราทางเลือกของ Microsoft นั้นดีกว่าเนื่องจากการบริโภคเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยความเร็วสัญญาณนาฬิกา

ด้วยการออกแบบที่ไม่เหมือนใครการกำหนดค่าในหน่วยคำนวณจึงไม่สอดคล้องกับรุ่นใด ๆ ในพีซีเนื่องจากมีหน่วยประมวลผลที่ใช้งานอยู่ 52 หน่วยที่ทำงานที่ 1825 MHz ซึ่งให้พลังงานประมาณ 12 TFLOPS อย่างต่อเนื่องและไม่มีความผันผวน เช่นเดียวกับ PlayStation 5 เป็นการออกแบบตาม RDNA 2 แต่มีสถาปัตยกรรมนี้มากกว่าคู่แข่งโดยตรงซึ่งมีเฉพาะ RDNA 2 ซึ่งเป็นหน่วยที่รับผิดชอบในการคำนวณจุดตัดใน Ray Tracing

เทคโนโลยีที่ AMD และ Microsoft ไม่ได้รวมเข้าด้วยกันคือ อินฟินิตี้แคชซึ่งเป็นเรื่องปกติเนื่องจาก SoC มีขนาดใหญ่ เราไม่สามารถลืมได้ว่าเรากำลังดู SoC ที่ใหญ่ที่สุดของ AMD ภายใต้โหนด 7nm ของ TSMC เนื่องจาก PlayStation 5 มีขนาดเล็กกว่า Xbox Series X

แสดงแบ็กเอนด์ + และ VRS

หน่วย ROPS ซึ่งมีหน้าที่เขียนบัฟเฟอร์รูปภาพเรียกว่า Render Backends ใน RDNA 2 สำหรับพีซีและ Xbox พวกเขาได้รับ + ​​ที่ท้ายชื่อเนื่องจากมีการแก้ไขร่วมกับหน่วยแรสเตอร์เพื่อทำ Variable Rate Shading ซึ่งประกอบด้วยการจัดกลุ่มเส้น Pixel Shader ที่ซ้ำกันเป็นเส้นเดียวเพื่อคำนวณเป็นเส้นเดียวแทนที่จะคำนวณซ้ำ

ความแตกต่างระหว่าง PC RB + และ Xbox Series X คือคอนโซลเป็นหน่วยที่ค่อนข้างถูกตัดแต่งเนื่องจากในขณะที่พีซีสามารถเขียนพิกเซลได้มากถึง 128 32 บิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกา 128 ROPS ในเวอร์ชันคอนโซลสิ่งที่ยังคงอยู่ 64. มิฉะนั้นฟังก์ชันการทำงานของ Variable Rate Shading จะไม่เสียหายและเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่แตกต่างซึ่ง Microsoft จะนำออกมาใช้เมื่อพูดถึงคอนโซลใหม่

RAM บน Xbox Series X

คอนโซล Xbox ใช้ระบบ UMA มาโดยตลอดดังนั้นเราจึงมีหน่วยความจำทั้งหมดในหลุมเดียวกันคราวนี้ประกอบด้วยชิปหน่วยความจำ GDDR10 6 ตัวที่มีความจุไม่สมมาตรเนื่องจากแม้ว่าบัสจะมีตั้งแต่ 320 บิตถึง 320 บิตที่ 14 Gbps, 560 GB / s ของแบนด์วิดท์เราไม่พบการกำหนดค่า 10 GB หรือ 20 GB ซึ่งจะเป็นเรื่องปกติหากเราพูดถึงฮาร์ดแวร์พีซี แต่เป็น 16 GB เนื่องจากรวมชิป 1 และ 2 GB ที่แตกต่างกัน

แม้ว่าเราจะอยู่นอกพื้นที่ GPU แต่เราต้องชี้แจงว่าในกรณีของสถาปัตยกรรม RDNA 2 จำนวนพาร์ติชันของแคช L2 นั้นแปรผันตรงกับจำนวนแชนเนล GDDR6 ในระบบ เนื่องจาก GDDR6 เป็น 2 ช่องสัญญาณต่อชิปหน่วยความจำและเรามีชิป 10 ตัวเราจึงพูดถึง 20 ช่องและพาร์ติชันแคชบน GPU

เพื่อหลีกเลี่ยงความขัดแย้งหรือความขัดแย้งในการเข้าถึง RAM ระหว่าง CPU กับไคลเอนต์และ GPU และไคลเอนต์ความจุ 16 GB จะแบ่งออกเป็นสองบล็อกที่แตกต่างกัน

หน่วยความจำ 16 GB แบ่งออกเป็นสองบล็อกที่แตกต่างกันหนึ่งใน 6 GB และอีก 10 GB ซึ่งเข้าถึงได้ภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้ตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

สาเหตุที่ซีพียูเข้าถึงได้เพียง 56 GB / s นั้นเกี่ยวข้องกับวิธีการที่หน่วยที่เรียกว่า UMC เข้าถึง RAM ภายในสถาปัตยกรรม Zen จึงทำเช่นนั้นด้วยความเร็ว memclk * 32 ไบต์ / รอบเสมอ เนื่องจาก memclk ของ GDDR6 มีขนาด 1/8 ของ Gbps จึงหมายความว่าทำงานที่ 1.75 GHz ซึ่งให้แบนด์วิดท์ 56 GB / s เมื่อ CPU ผ่าน UMC ใช้ช่องสัญญาณนั้น

Accelerators บน Xbox Series X SoC

ตัวเร่งความเร็วเป็นหน่วยที่ออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะและปลดปล่อยโปรเซสเซอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นจากงานนั้นมีตัวเร่งสองประเภท:

• ฟังก์ชันคงที่: เป็นฟังก์ชันที่ไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้ซึ่งจะทำหน้าที่ในลักษณะเดียวกันเสมอ เนื่องจากความเรียบง่ายพวกเขาจึงใช้พื้นที่น้อยที่สุดและกินน้อยที่สุด แต่การขาดความเก่งกาจหมายความว่าประสิทธิภาพของพวกเขาคงที่
• โปรเซสเซอร์สำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ: ซีพียูเหล่านี้เป็นซีพียูขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อรันไมโครโปรแกรมโดยปกติจะเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ภายในโปรเซสเซอร์ที่มีหน่วยความจำคำสั่งของตัวเองดังนั้นด้วยการออกแบบที่คล้ายฮาร์วาร์ดบางตัวอาจเข้าถึงหน่วยความจำได้

ใน Xbox Series X เรามีชุดตัวเร่งความเร็วซึ่งสามารถเข้าถึงหนึ่งในสองหลุมหน่วยความจำ RAM ที่อธิบายไว้ข้างต้นหรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน

องค์กรเหล่านี้เหมือนกับ Xbox One แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือรับผิดชอบในการจัดการการเข้าถึง SSD ซึ่งเรียกโดย Microsoft ว่า Velocity Engine ซึ่งใช้เทคโนโลยี DirectStorage ของ Microsoft

SSD และ Velocity Engine

Microsoft ใช้เส้นทางอื่นสำหรับ SSD แทนที่จะออกแบบหน่วยของตนเองจึงตัดสินใจติดตั้งยูนิตประเภท M.2 2230 ซึ่งใช้บัส PCI Express 2 แบบ 4.0 เลนสำหรับการเข้าถึง ซึ่งให้แบนด์วิดท์ 2.4 GB / s แต่การใช้ตัวบีบอัดข้อมูลและตัวคลายการบีบอัดใน SoC คุณสามารถเข้าถึงแบนด์วิดท์ 4.8 GB / s หน่วยดังที่คุณเห็นในภาพซึ่งแตกต่างจาก PlayStation 5 SSD ไม่ได้เชื่อมต่อกับไฟล์ เมนบอร์ด และแม้จะช้ากว่า แต่ก็มีความจุมากกว่าโดยนำ 1 TB

ในการขยายพื้นที่จัดเก็บ Microsoft ไม่ได้เลือกใช้ไดรฟ์ M.2 แต่สำหรับการ์ดหน่วยความจำ CFExpress ที่ได้รับการแก้ไขซึ่งมีดิสก์ M.1 ความจุ 2 TB การ์ดเหล่านี้ใช้อีกสองเลน PCI Express ที่กำหนดให้กับ SSD ดังนั้นความสามารถในการเข้าถึงจึงเหมือนกับยูนิตหลัก คู่ของมัน? ในฐานะหน่วยเดียว Microsoft จะควบคุมราคาอย่างเข้มงวดและเนื่องจากพื้นที่จัดเก็บข้อมูลเป็นสิ่งที่จำเป็นเราเชื่อว่า Microsoft สามารถใช้ประโยชน์จากคอนโซลได้ในแง่นั้น

Velocity Architecture และ Sampler Feedback

หน่วยที่รับผิดชอบในการจัดการการเข้าถึง SSD คือ Velocity Engine เนื่องจากหากไม่มีก็จำเป็นต้องใช้ CPU หลายคอร์ในการคลายการบีบอัดข้อมูล หากบนพีซีของคุณ CPU เกิดการหายใจไม่ออกโดยการขยายขนาดไม่กี่ร้อยเมกะไบต์ลองนึกภาพตามอัตรากิ๊ก นั่นคือเหตุผลที่คอนโซลรุ่นใหม่ทั้งหมดมียูนิตพิเศษที่ทุ่มเทให้กับงานนี้ภายใน SoC หลักของแต่ละคอนโซล

ในกรณีของ Velocity Engine มันเข้ากันได้กับ DirectStorage API และได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ Sampler Feedback Streaming ซึ่งประกอบด้วยนักพัฒนาเมื่อโหลดพื้นผิวว่าจะโหลดเวอร์ชันใดและเวอร์ชันใดจะไม่ เพื่อหลีกเลี่ยงการโหลดลงใน RAM ของข้อมูลที่ไม่จำเป็นและดังนั้นจึงไม่จำเป็น