Teoria: podem os jogos multi na Xbox One competir com os da PlayStation 4?
O Digital Foundry sobre a realidade dos teraflops vs. experiência de jogo.
OBS a Materia complet pode ser vista em: https://www.eurogamer.pt/articles/digitalfoundry-can-xbox-one-multi-platform-games-compete-with-ps4_9
Decidimos testar os problemas principais ao utilizar equipamento PC equivalente baseado na mesma arquitetura das consolas de próxima geração. Por um lado, tem as suas desvantagens – o ambiente de caixa fechada das consolas promete significantes melhorias sobre o PC, apesar de ambas as máquinas usarem cada uma as suas próprias APIs gráficas introduzir outro diferencial na performance. Pelo outro, sabemos que os jogos de lançamento de nova geração são desenvolvidos inicialmente no PC, com conversões atualmente em progresso para as novas consolas. E, a semelhança pelo menos na API significa que a tecnologia gráfica para ambas as plataformas de teste está a ser testada numa base lado a lado – e acima de tudo, isto é equipamento experimental.
Escolher o equipamento gráfico adequado seria um pouco mais desafiante. A GPU Microsoft parece espantosamente similar ao design Bonaire da AMD, como vimos na Radeon HD 7790, enquanto o produto Sony é surpreendentemente igual ao produto Pitcairn, o equivalente mais próximo do chip gráfico PS4 é a Radeon HD 7870 desktop, ou ainda mais aproximada, a Radeon HD 7970M para portáteis. Em todos os casos, os produtos de consola correm com uma velocidade de relógio menor, e também tem menos duas unidades computacionais – suspeitamos que estas unidades estão mesmo presentes nos processadores das consolas mas desativadas para aumentar o número de chips que as fabricante das consolas podem usar na linha de produção – uma abdicação. Se um chip foi fabricado com um defeito na área gráfica, a fornalha pode simplesmente desativar as unidades computacionais afetadas e ainda usar o processador. Para assegurar paridade entre todas as consolas, duas unidades devem ser desativadas em todos os chips – similar à forma como um dos SPUs do Cell da PS3 está inativo.
“Os chips gráficos da One e PS4 tem muito em comum com dois existentes designs PC da AMD – nomes de código Bonaire e Pitcairn.”
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Fotografia ultra-ampliada do processador gráfico Pitcairn da AMD (esquerda) e a sua parente menos capaz, Bonaire (direita). Suspeitamos fortemente que a tecnologia GPU na PS4 é baseada na primeira, enquanto o equipamento gráfico da One é espantosamente similar à segunda.
Desativar unidades computacionais seria útil para as versões de produção da Microsoft e Sony, mas não para o nosso equipamento alvo que não tem equivalentes diretos no espaço PC como consequência. Portanto, escolhemos a Radeon HD 7850 como a nossa “Xbox One alvo” (16 unidades computacionais vs. 12 na XO) e a Radeon HD 7870 XT como a nossa PS4 substituta (24 unidades computacionais vs. 18 na consola Sony). Desta forma mantemos o relativo diferencial de performance entre as duas consolas – tal como a PS4, a nossa versão alvo tem mais 50% poder GPU em bruto. No entanto é claro que o nosso kit é na mesma mais poderoso que as consolas, portanto para igualizar isso, descemos a velocidade do relógio nas duas para 600MHz. Agora, alguns jogos conseguem melhor performance com maiores velocidades de memória, enquanto outros beneficiam com mais núcleos, mas pelo menos com este compromisso temos os níveis certos de poder computacional, sem mencionar o rácio correto de largura de banda por flop para providenciar paridade com a PS4.
A escolha da velocidade da memória é a próxima grande questão. Igualizamos a velocidade de RAM a 1375MHz nas duas plataformas, para igualar a PS4 (isto envolve um downclock à 7870 XT, upclock na 7850). Potencialmente dá à nossa XO substituta uma vantagem que a consola em si pode não ter devido à sua memória DDR3 mais lenta e rápida cache ESRAM. Pelo outro lado significa que podemos abordar o equipamento gráfico em si em terreno igual – e a largura de banda é algo que vamos aprofundar mais tarde.
Testes ao equipamento alvo
Então a questão é, como cria a AMD o perfil do seu próprio equipamento e ajusta os seus designs de acordo? Claramente parte do processo envolve usar existentes motores de jogo, portanto é essa a abordagem que tomamos, começando com os nossos habituais testes. Para ficarmos o mais perto possível de cargas de trabalho de próxima geração, fomos mais seletivos nas nossas escolhas de definições. Claro que a resolução alvo é 1080p para as consolas de próxima geração, portanto é o foco singular nos nossos testes. Multi-sampling anti-aliasing (MSAA) fica de fora pois o seu uso em títulos de próxima geração até agora está perto de não existente.
Baixar para 1600×900 na verdade faz com que a XO alvo se adiante significativamente à equivalente PS4 a correr a 1080p, enquanto a 1776×1000 fica apenas um pouco atrás – vejam mais em baixo na página o impacto que este downscale tem na qualidade de imagem. Também descobrimos que apesar de ter um aumento de 50% em poder computacional, a média de rácios de fotogramas na equivalente PS4 estão apenas XX% à frente da nossa “XO”. Pode muito bem ser o caso que os recursos de sistema consumidos pelo avançado trabalho de shaders não se converta de forma linear de acordo com a resolução, significando que menos pixeis libertam mais recursos de sistema do que poderias pensar. Não temos a certeza, e este é claramente apenas um jogo – como os testes em cima demonstram, diferentes jogos em definições de qualidade diferentes dão resultados diferentes. Outro fator a ter em conta é o bloqueio a 30fps nos rácios de fotogramas na maioria dos jogos de consola – é um bom nivelador de performance e em termos gerais, tende a favorecer a plataforma mais fraca, que é apenas afetada nas cenas tecnologicamente mais exigentes.
Mas claro, as forças da PS4 não estão apenas limitadas ao seu excesso em poder de processamento gráfico – existe também uma vantagem na largura de banda. Tem uma entrada de memória 256-bit que permite um pico de passagem de 176GB/s da sua GDDR5. Em contraste, a memória DDR3 da XO está limitada a 68GB/s, aumentada pelos seus 32MB de embedded static RAM (ESRAM) inseridos no processador para uma largura de banda com um pico teórico de 192GB/s.
Conclusão: a vantagem PS4 e o desafio Xbox One
Resumindo, a PS4 desfruta de duas vantagens chave sobre a XO em termos da sua proeza de renderização: poder GPU em bruto e muita largura de banda. Perante isto, as especificações parecem uma conformidade, mas parece claro que uma dessas vantagens – o aumento de 50% em poder computacional – não resulta no aumento estratosférico de performance que poderiam imaginar. Claro que a PS4 é mais poderosa, mas as evidências sugerem que ajustes na qualidade e/ou mudanças na resolução podem ajudar a nivelar os rácios de fotogramas em ambas as plataformas a correr os mesmos jogos. A largura de banda continua a ser o principal problema – a entrada de 256-bit da PS4 é tecnologia estabelecida, e fácil de usar. A ESRAM da XO é um grande mistério, especificamente em termos do quão rápida realmente é e a velocidade à qual os programadores são capazes de tirar o máximo dela. Nos nossos testes demos à XO alvo o benefício da dúvida ao equalizar os níveis da largura de banda, mas é claro que isto não está de forma alguma garantido.
Claro, a batalha da próxima geração está a moldar-se para ser um concurso fascinante. Estamos a olhar para duas consolas desenhadas dos mesmos blocos de construção mas com duas abordagens completamente diferentes. Segundo fontes dentro da Microsoft, o foco na XO foi extrair tanta performance quanto possível das ALUs do chip gráfico. Pode ser o caso que as 12 unidades computacionais foram escolhidas como o esquema mais equilibrado para igualar a arquitetura CPU Jaguar. A nossa fonte diz que a constituição da tecnologia personalizada de áudio e “motor de movimento de dados” da XO deriva da criação de perfil dos jogos Xbox 360 mais avançados, os seus designs foram implementados para corrigir os engarrafamentos mais comuns. Em contraste, apesar das suas indiscutíveis vantagens – especialmente em termos de poder computacional, a PS4 parece em comparação um pouco desequilibrada. E talvez seja por isso que a equipa Sony liderada por Mark Cerny esteja pronta para redesenhar e melhorar o canal computacional GPU – viram os recursos ALU não utilizados e compreenderam que havia uma oportunidade aqui para transformar isso numa oportunidade para os programadores fazerem algo diferente com o equipamento gráfico.
O próprio Cerny admite que a utilização da computação GPU provavelmente não surgirá até três a quatro anos depois da PS4 chegar. Uma fonte no desenvolvimento que trabalhara diretamente com o equipamento disse-nos que a “computação GPU é a nova SPU” referindo-se à dificuldade que os codificadores tiveram para aceder ao poder do processador Cell da PS3, mas também em termos do potencial do equipamento. Existe uma sensação que é território por explorar, que é um aspeto da tecnologia gráfica que dará ao sistema uma grande extensão em termos do extrair do seu potencial total. Mas isto não acontecerá da noite para o dia e quase certamente não no período de lançamento. Sendo esse o caso, por muito improvável que pareça tendo em conta o défice computacional no seu equipamento gráfico, em teoria os jogos XO multi tem uma boa oportunidade para ficarem perto dos seus equivalentes PS4, apenas com pequenos compromissos. Mais tarde no ciclo de vida surge a questão se a computação GPU da PS4 se tornará num fator significante no desenvolvimento quando o esforço adicional não iria ostentar muito em termos de dividendos para a versão XO do jogo.
