DF的Project Scorpio資訊整理 - XBOX

Table of Contents

整理了一下DF文章的資訊,
也澄清了一些昨天比較混亂的地方

http://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2017-project-scorpio-
tech-revealed

https://goo.gl/igf49u


Project Scorpio 比較簡表
http://i.imgur.com/30SDpd4.png

Project Scorpio的SoC - Scorpio Engine
http://i.imgur.com/7kKSWvh.jpg


系統晶片Scorpio Engine


開發過程:

-開發目標為讓Xbox One中,上至900P下至1080P的遊戲,Scorpio都能輕鬆以4K解析度運行

-硬體開發前,微軟先做數年的資料收集
利用PIX(Performance Investigator for Xbox Xbox效能調查工具),
與開發者合作,蒐集Xbox One上頭所有最暢銷遊戲的執行狀況。

-將PIX得到的數據建檔輸入,建立所有暢銷遊戲的模型,將其應用至硬體模擬器中,
模擬各遊戲以4K狀態執行時的狀況

-硬體模擬器可模擬各種CU數量、時脈模擬、記憶體頻寬、渲染引擎數量、快取大小等等,
各種硬體配置,開發小組嘗試各種組合,得出最佳配置。

-利用蒐集的資料與模擬的結果,與AMD合作,針對各種瓶頸或需求對GPU做更深度客製化。
*著色引擎(Shader Engine)數量加倍,配合時脈增加,頂點與多邊形性能提升2.7倍
*後端渲染器(Render BackEnds)數量加倍,填充速率提升2.7倍
*GPU L2快取擴大4倍,針對4K
*6.0 TF 目標性能

RAM:

-4K解析度,4K貼圖素材與渲染目標更大,需要更高記憶體頻寬,
模擬各種記憶體頻寬與各種分析得出,需要至少300 GB/s的記憶體頻寬。

-最終選擇384-bit GDDR5介面,12通道,每個通道32bit,達成326 GB/s的記憶體頻寬

-AMD的Delta色彩壓縮功能(Delta Colour Compression)節省頻寬損耗
*Xbox One不存在的功能,GCN 1.2的新特性

-12GB的RAM,8GB對遊戲開發者開放,4GB系統使用
*比Xbox One可用5GB大60%,也是確保4K遊戲載入時間與1080P遊戲一致
*系統使用相較於Xbox One多1GB,是為運行4K主機介面所致

-ESRAM取消,以虛擬記憶體方式模擬
*ESRAM曾經一度納入Scorpio開發考量
*採用GDDR5 326 GB/s,足以應付失去ESRAM的204 GB/s 記憶體頻寬
*延遲雖然較ESRAM高,但系統整體性能的提升與更大的頻寬足以彌補
*以虛擬記憶體方式,映射32MB的GDDR5 RAM位址,讓舊遊戲存取該由ESRAM負責的32MB

CPU:

-2個4核心叢集,總共有4MB L2快取,專為Scorpio客製化,以2.3GHz運行的8核心 CPU
*非Ryzen架構
*與Xbox One 100%相容
*時脈比Xbox One快31%
*透過深度客製化減少延遲,以便讓CPU被更充分運用,CPU/GPU協作也得到效能提升
*特製硬體,分擔關鍵任務,減少負載(GPU指令處理器)

GPU指令處理器:

為GPU設計一個指令處理器
*將最常用DX12 D3D API內建入處理器邏輯中,讓遊戲對GPU調用超高效
*分擔掉大量CPU最重要、負載最大工作之一-繪圖命令(Draw Call)
*過去一個管線需要耗費數千,甚至數十萬個CPU指令,使用該處理器,
只需11個CPU指令與9次狀態變換就能完成任何一種繪圖命令
*對應用DX12的Xbox遊戲,目前可減少CPU約一半負載(以後也都是DX12遊戲)
*Xbox One/Xbox One S也具備此指令處理器,DX12所削減的CPU用量已經反映
在已推出DX12 Xbox One遊戲
*Scorpio的指令處理器比起X1/X1S,有額外的功能與可程式化能力


-沒能使用Ryzen架構,微軟並不擔心,通過客製化滿足設計目標,同時取得
商業平衡點(售價)

音效處理器:

-與Xbox One的幾乎一模一樣

-新增空間環繞功能
*支援Dolby Atmos的7.1聲道與Hololens團隊開發的微軟專用格式HRTF
*由於音效硬體與之前幾乎一致,空間環繞功能對所有Xbox One硬體都能支援

晶片布局概觀

-晶片面積360mm平方、70億電晶體
*4個著色引擎佔據大部分面積偏左,著色引擎有11個計算單元,禁用一個來提升生產良率
*2個叢集CPU坐落於右邊
*記憶體介面圍繞外圍
-台積電16nm FinFET製程

整合最新AMD多媒體單元

-遊戲DVR可使用次世代HEVC編碼器,達到4K 60fps HDR影片錄製,並無損遊戲效能
-新「回溯截圖」功能(Retroactive Screen Capture)
*由於畫面全部被一幀一幀被記錄在系統中,無須在正確時間按下截圖,可倒回之前畫面
選自己要的畫面來截

顯示輸出:

-HDMI 2.0 支援4K、更高的幀率、HDR與廣色域
-針對1080P螢幕,有系統層級的4K -> 1080P Downsampling

散熱、電源、內部設計與接口配置:

-設計目標為小巧設計,要能實現整體效率最大化與最大限度降低功耗
*相較於一般全體通用的功率最佳化策略,微軟使用內部工程師開發的Hovis method工程
方法來個別微調每一個晶片與元件的電壓,一方面避免了大量的能源浪費,一方面也被
免那些被浪費的能源化做熱
*台積電每條Scorpio Engine生產線都有個別的power分析


-為GPU的高時脈,主散熱器引入真空腔均熱板(Vapour-Chamber)冷卻技術
*首次被引入主流消費產品遊戲主機散熱,以往只有在GTX 1080等高階卡才能見到的技術
*由一片片的銅片組成,裡頭抽真空,並加入電離蒸餾水,熱被吸到水中蒸發,然後冷凝
倒銅片上,是非常高效率的散熱方式,但散熱片上的熱還需由系統排出。

https://i.imgur.com/0Io8L6n.png

-Xbox One使用的標準軸流風扇無法滿足帶走散熱片需求,微軟特別訂製專用的離心風扇
*能以更低的風扇速度,創造更多風量

-245瓦的內置電源,為Xbox史上使用效率最高

-內部配置緊密,硬碟置於專用的減震器上,降低讀取錯誤並確保最佳數據吞吐量
與Xbox One S幾乎相同的UHD藍光光碟機

Project Scorpio 內部零件結構圖
http://i.imgur.com/73CRtNl.jpg

-背後接口配置與Xbox One S幾乎相同,電源接頭使用標準8號插座,可直接把Xbox One
的電源線插進去。

-無原始Kinect接口,要插Kinect需要USB轉接器

-HDMI 輸入保留

-外觀將在E3發表
*有國外網友按圖片推測出外觀大小 https://redd.it/63x2eh
他推測大致與Xbox One S差不多大

ForzaTech 展示

4K截圖
https://cdn.gamer-network.net/2017/screenshots/Forza-Tech-Screenshot.png

微軟以一個Xbox One版移植的ForzaTech作為展示
-沿用Xbox One設定,但採用4K素材,原生4K,鎖定60fps
-車輛數量最大,完整AI與物理模擬,尚未最佳化,GPU占用率只在60~70之間
-調整為等同PC上Ultra設定時,GPU占用率88%(一樣為4K 60fps)



Xbox One與Xbox360 遊戲執行

http://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2017-project-scorpio-back-
compat-five-ways-your-existing-games-will-be-better

https://goo.gl/h04149

微軟:以效能來考量的相容設計有兩種,

一是用昇級版的原件儘量讓效能可模擬原始主機,
二是不去刻意完全複製原始主機架構,儘量解放所有效能,
而相容性問題由主機商來解決

PS4 Pro選擇前者,微軟選擇後者

Scorpio執行Xbox One與Xbox360相容遊戲,
無須開發者更新,就有五個方面讓遊戲跑得比以往更好


1.更佳效能表現與無畫面撕裂
-可使用所有CPU與GPU能力,讓遊戲能達到開發商所設定的最高上限
-強制開啟垂直同步,再無畫面撕裂問題

2.採用動態解析度遊戲保持最高解析度

3.改善材質紋理
-強制16倍材質過濾(AF)

4.Scorpio GameDVR支援
-4K 60fps的遊戲畫面錄製
-HEVC編碼,既使是1080P內容,也會因此有更好的錄製品質

5.更快讀取
-得益CPU時脈提升,加上Scorpio的硬碟傳輸頻寬比Xbox One大50%,
遊戲能享有比Xbox One更短的讀取時間

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All Comments

Rosalind avatarRosalind2017-04-12
4G Ram配給系統也滿猛的
Tom avatarTom2017-04-14
one s是2.0啊?2.1目前應該還沒人通過驗證
Mason avatarMason2017-04-16
推整理
Belly avatarBelly2017-04-20
是嗎 那就是我記錯了
Frederic avatarFrederic2017-04-23
嗯嗯 跟我想得差不多 我是理組出身的
Noah avatarNoah2017-04-26
是為開發者而生的主機,硬體設計面面俱到太棒啦!
Suhail Hany avatarSuhail Hany2017-04-29
仔細詳讀內文,發現這工程也太浩大,微軟真的是傾盡
Callum avatarCallum2017-04-30
大量資源人才技術在開發遊戲主機
那些對於微軟往PC靠攏的說詞不攻自破
Joe avatarJoe2017-05-01
更正:XBOX往PC靠攏 不攻自破
Genevieve avatarGenevieve2017-05-03
接下來就等價格了 ( ′-`)y-~
Ophelia avatarOphelia2017-05-05
看起來如果真是499好像很佛,這種條件三廠也可以達到
Barb Cronin avatarBarb Cronin2017-05-05
4K60FPS 就可以放棄VEGA了 4K價格一定比不上主機啊
Ophelia avatarOphelia2017-05-08
感謝整理,看到這份整理,才覺得實在驚人
Kama avatarKama2017-05-10
散熱那個好厲害!
Rae avatarRae2017-05-12
推整理
Adele avatarAdele2017-05-14
微軟做軟體相容性的經驗一定比SONY豐富啦
Rachel avatarRachel2017-05-14
從小被windows折騰大的
William avatarWilliam2017-05-15
如果Win10 家族kernel完全統一不就代表原本維護Xbox
Xanthe avatarXanthe2017-05-18
系統的團隊可以做其他事,例如就專搞相容性方面的問題
Susan avatarSusan2017-05-20
這盤牛肉好大啊!倒是kinect真的要被放棄了嗎?
Elvira avatarElvira2017-05-24
沒差吧,放棄就放棄了,天蠍快點出吧
Charlie avatarCharlie2017-05-28
覺得Kinect被放棄+1....至少開放相容360 Kinect遊戲吧
Rae avatarRae2017-05-29
若想相容360 kinect遊戲 可能要先相容360 kinect
Elma avatarElma2017-06-02
KT似乎同樣和X1s用轉接方式支援?
William avatarWilliam2017-06-05
因為微軟說過X1 kinect與360 kinect 偵測的精細度不同等級
Irma avatarIrma2017-06-07
所以無法直接用X1 kinect仿360 kinect 偵測判定會完全跑掉
Margaret avatarMargaret2017-06-09
推整理
Heather avatarHeather2017-06-11
單看基礎架構 應該是去年底可以推出的硬體 和神機專家同期
Donna avatarDonna2017-06-13
多這一年的時間 一方面是最佳化硬體 一方面可能是成本
Linda avatarLinda2017-06-14
如果計入隱性的因素 可能也有把三年太短 可能會造成玩家
消費疲乏的因素考量進去
Necoo avatarNecoo2017-06-16
從各種脈絡來看GPU應該是北極星base CPU...我猜可能puma吧
Zanna avatarZanna2017-06-19
不過看起來都有相當程度的改動
Daniel avatarDaniel2017-06-22
推t大整理
Candice avatarCandice2017-06-23
kinecr團隊全在hololens團隊裡面了
Oscar avatarOscar2017-06-26
讚 接下來就等遊戲了
Catherine avatarCatherine2017-06-29
Agnes avatarAgnes2017-07-02
看t大情報也看十年了,要在戰10年嗎XD
James avatarJames2017-07-03
我在PTT發應該還沒十年吧XD 應該加巴哈 才有十年
不過現在發情報比以前少很多 玩遊戲都快沒時間了
Blanche avatarBlanche2017-07-05
改這麼大 軟體很難不patch過就上 考驗MS的人力規模
Hedy avatarHedy2017-07-06
... kaoh08請看文章最後一段。
Enid avatarEnid2017-07-07
這樣改等於是把DX12硬體加速也做進CPU了
Skylar Davis avatarSkylar Davis2017-07-07
巴哈現在都少去啦,以前都會有業界的人在分享技術,現在就
...
Ursula avatarUrsula2017-07-09
散熱設計和GPU指令處理器太神了
Ida avatarIda2017-07-14
現在快挖腳頑皮狗,最後生還者2 改這台
Iris avatarIris2017-07-14
對啦,Sony絕對會很樂意把Naughty Dog賣給MS(翻白眼
Andrew avatarAndrew2017-07-17
軟體資源技術,當然是微軟最好,日廠的確要加把勁,擺
脫舊思維,才能進步 QAQ
Olga avatarOlga2017-07-19
Kinect 的技術就進到HoloLens 去啦!
Tristan Cohan avatarTristan Cohan2017-07-19
這硬體真的很猛,現正就等遊戲陣容了,希望不要讓人失
Olivia avatarOlivia2017-07-23
不要什麼都想挖,真的想玩頑皮狗遊戲趁現在買PS4很難?
James avatarJames2017-07-25
就像有人因為各種因素不想買Xbox一樣,也有人因為各
Puput avatarPuput2017-07-25
種因素不想買PS4 XD
Jacob avatarJacob2017-07-27
不過挖人家的第一方真的是異想天開,就算是只挖人搞
不好都有競業條款擋著
Skylar Davis avatarSkylar Davis2017-07-30
金盾你這樣只會引來更多船...
Tristan Cohan avatarTristan Cohan2017-08-02
借問 2017 holiday = 年底聖誕節?
Quintina avatarQuintina2017-08-03
差不多就是那時候
不過11月那時候也算吧
Edith avatarEdith2017-08-05
超期待這次E3的,完全猜不到微軟會展什麼作品
Kumar avatarKumar2017-08-07
原來叫人不要有不切實際的妄想叫索狗,都買微軟主機叫
Quanna avatarQuanna2017-08-09
索狗?
Charlie avatarCharlie2017-08-14
當然不是,我在借題發揮,你也配合著反串一下吧
Emily avatarEmily2017-08-18
要反串可以,拿捏一下尺度好不好,這樣是要怎麼吸引人
Vanessa avatarVanessa2017-08-22
來支持微軟的主機啊
Isabella avatarIsabella2017-08-24
說的沒錯,我在其他文章被人指名道姓,有點腦充血了
Poppy avatarPoppy2017-08-27
來去唸一下大悲咒尋求平靜
Thomas avatarThomas2017-08-29
感謝整理,等年底假期上amazon買
Damian avatarDamian2017-08-31
我對微軟的品質有信心,一定要再買一台的
Damian avatarDamian2017-08-31
+1 ... 雄厚財力,應該不用怕微軟主機品質 QQ
Oliver avatarOliver2017-09-04
電玩史上首次真‧4K的遊戲機!希望微軟儘快協助第
三廠熟悉天蠍,開發出能展現天蠍完全實力的遊戲。
Kristin avatarKristin2017-09-08
倒是微軟的忍者小隊變成狂作sony獨佔
Aaliyah avatarAaliyah2017-09-08
親微軟的TN 早在坂垣伴信出走後就不是了
Belly avatarBelly2017-09-10
忍者小隊什麼時候是微軟的 只有坂垣討厭sony而已
Aaliyah avatarAaliyah2017-09-14
板垣組的人跑去作新的火影忍者新作
Susan avatarSusan2017-09-16
真好奇索索會怎麼酸?
Hazel avatarHazel2017-09-19
現在KT也不是索尼的,但看得出來他們根本不重視微軟
就是了XD
Caroline avatarCaroline2017-09-21
基本上把KT看出索尼的半個親兒子也不為過
Thomas avatarThomas2017-09-26
雖然有時會跨平台但優化也很糟糕
Suhail Hany avatarSuhail Hany2017-09-28
有一種老子有錢有技術,隨便做都屌打你
Oliver avatarOliver2017-09-29
剛發前面的Scorpio文章,原來那個挖Naughty Dog的爛
Rachel avatarRachel2017-10-03
梗他之前就在講.. -_-
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