Xbox ha explicado hoy cómo la arquitectura Xbox Velocity ha sido diseñada para ofrecer experiencias jugables de nueva generación . Y debemos deciros algo: este va a ser uno de esos artículos técnicos llenos de datos, y un lenguaje que puede no llegar a ser el más claro. Pero intentaré ser lo más claro posible, explicando conceptos, términos técnicos, y poniendo ejemplos que lo hagan lo más claro posible. Si bien lo que reproduzco a continuación es en su mayoría una nota de prensa que tenemos directamente de Xbox España.
Las necesidades de la nueva generación
Algo fundamental en el diseño de la Xbox Series X fue garantizar que tuviéramos un equilibrio superior de potencia, velocidad y rendimiento. Esto al tiempo que se garantizaba que ningún componente restringiría las posibilidades a los estudios más grandes y también los medianos y pequeños.
Los juegos modernos requieren una cantidad significativa de datos para crear los mundos y universos realistas. Para permitir que el procesador funcione a su rendimiento óptimo, todos estos datos deben cargarse desde el almacenamiento a la memoria.
La evolución en los entornos de mundo abierto, más vivos y persistentes solo ha aumentado la cantidad de datos requeridos. Desde modelos de personajes, texturas de alta resolución, datos de animación, archivos fuente de audio y video. Todos se combinan para ofrecer el entorno de juego más inmersivo para el jugador.
Un dato relevante para lo que váis a leer: las operaciones E/S, o cualquier uso de E/S que encontrarás a continuación se refieren a el intercambio entre de datos entre el dispositivo y el procesador.
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Introduciendo la Arquitectura Xbox Velocity
La arquitectura Xbox Velocity fue diseñada como la solución definitiva para la transmisión de activos de juegos en la próxima generación. Si el procesador de diseño personalizado será el corazón de la Xbox Series X, la arquitectura Xbox Velocity es el alma.
La razón de esta afirmación está en el hecho de que Velocity será la clave para la eficiencia en los juegos, será la razón por la cual todo se verá y moverá mejor en Series X que en cualquier otra consola. Pero entender esto será más complejo de lo que pueda parecer. A menos de que seáis entusiasta de los detalles más técnicos.
A través de la integración de la innovación de hardware y software, la arquitectura Xbox Velocity potenciará las experiencias de juego de próxima generación. La arquitectura Xbox Velocity consta de cuatro componentes principales: SSD NVME personalizado, Bloque de descompresión acelerado por hardware, DirectStorage API y SFS: Sampler Feedback Streaming. Y en este punto es cuando las cosas se ponen complejas, y seguramente más interesantes para quienes aman los datos.
1. SSD NVME personalizado
La base de la arquitectura Xbox Velocity es el SSD NVME personalizado de 1TB. Ofrece 2,4 GB/s de rendimiento de E/S sin procesar, más de 40 veces el rendimiento de Xbox One.
Los SSD tradicionales utilizados en las PC a menudo reducen el rendimiento a medida que aumentan las temperaturas. El SSD NVME personalizado en Xbox Series X está diseñado para un rendimiento constante y sostenido. La constancia del rendimiento será una de las bases más importantes para la nueva generación. Y es uno de las bases del compromiso de Xbox para Series X, pues no se trata solo de potencia sino de ofrecer un rendimiento estable y constante en todas sus partes.
Pero solo el SSD no va a lograr esta constancia. Por eso está respaldado por un sistema complejo que habla de eficiencia.
2. Bloque de descompresión acelerado por hardware
Los paquetes activos del juego se comprimen para minimizar los tiempos de carga, al regular la cantidad de almacenamiento requerida para cada juego. Y esto se logra, con soporte acelerado por hardware para el descompresor LZ estándar de la industria. Este descompresor se encargará de mantener activos solo lo necesario para el juego según el uso que estamos dando. También es necesario un nuevo algoritmo (patentado por Microsoft) que se diseñó específicamente para datos de textura llamado BCPack.
Los datos de textura comprenden una parte significativa del tamaño 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 E/S en las consolas de la generación actual.
Si esto no resulta claro para ti, puedes pensar que para ofrecer niveles similares de rendimiento de descompresión en software, se requerirían más de 4 núcleos de CPU Zen 2.
3. DirectStorage API
Las API de E/S de archivos estándar se desarrollaron hace más de 30 años y prácticamente no han cambiado, mientras que la tecnología de almacenamiento ha realizado avances significativos desde entonces. Para los que no lo tenéis claro, una API es un conjunto de funciones y procedimientos que tienen la finalidad de ser usadas por otro programa. Una API permite usar tanto funciones como procedimientos que pertenecen a un proyecto sin que haya necesidad de programarlas de nuevo.
A medida que se analizó por parte de Xbox los patrones de acceso a los datos del juego, así como los últimos avances de hardware con tecnología SSD, ellos entendieron que se necesitaba avanzar en el estado del API para poner más control en manos de los desarrolladores.
Entonces se agragó una nueva API de DirectStorage a la familia DirectX, proporcionando a los desarrolladores un control de grano fino de sus operaciones de E/S, lo que les permite establecer múltiples colas de E/S, priorización y minimizar la latencia de E/S. Estas API de acceso directo y de bajo nivel aseguran que los desarrolladores podrán aprovechar al máximo el rendimiento de E/S sin formato que ofrece el hardware. Es esto, y no el mero SSD, lo que en la práctica elimina los tiempos de carga o los sistemas de viaje rápido.
4. SFS: Sampler Feedback Streaming
SFS: Sampler Feedback Streaming es una innovación construida sobre todos los otros avances de la arquitectura Xbox Velocity. Las texturas del juego están optimizadas en diferentes niveles de detalle y resolución. Estos niveles se llaman mipmaps, y se pueden usar durante el renderizado en función de qué tan cerca o lejos esté 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. Sin embargo, estos mapas MIP más grandes requieren una cantidad significativa de memoria en comparación con los MIP de menor resolución . A través del hardware especializado agregado a la Xbox One X, Los técnicos de Microsoft pudieron analizar el uso de memoria de textura por parte de la GPU.
Lo que se descubrió fue que la GPU a menudo accede a menos de 1/3 de los datos de textura necesarios para cargarse en la memoria. Se pueden crear y agregar nuevas capacidades a la GPU Xbox Series X cargando solo las sub porciones de un nivel de mip en la memoria. Justo a tiempo para cuando la GPU requiera los datos.
Esta innovación resulta en aproximadamente 2.5x el rendimiento efectivo de E/S. El uso de memoria por encima y más allá de las capacidades de hardware sin procesar en promedio. SFS proporciona un multiplicador efectivo en la memoria del sistema disponible y el ancho de banda de E/S. Lo que da como resultado una cantidad significativamente mayor de memoria y rendimiento de E/S .
El futuro de los sistemas
Los cuatro componentes de la Arquitectura Xbox Velocity permiten a Xbox Series X ofrecer un rendimiento efectivo por encima de las especificaciones brutas de hardware. Gracias a esto, los jugadores verán nuevas técnicas de renderizado, la eliminación virtual de tiempos de carga y mundos vivos más grandes y dinámicos.
En la práctica, estamos diciendo que lo que hoy nos detalla Microsoft es que además de ser una máquina llena de poder, tiene detrás un sistema, una arquitectura que está pensada sobre el lema de la eficiencia en el manejo de datos. Y esto quiere decir que Series X es más que poder bruto, es un ecosistema de hardware y software, y sobre todo, es el futuro del gaming.
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